焦炭热强度

焦炭热强度

是反映焦炭热态性能的一项机械强度指标。它表征焦炭在使用环境的温度和气氛下，同时经受热应力和机械力时，抵抗破碎和磨损的能力。焦炭的热强度有多种测量方法，其中一种是热转鼓强度测定。测量焦炭的热转鼓强度，一般是将焦炭放在有惰性气氛的高温转鼓中，以一定转速旋转一定转数后，测定大于或小于某一筛级的焦炭所占的百分率，以此表示焦炭热强度。

焦炭反应性焦炭反应性是焦炭与二氧化碳。氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。

焦炭在高炉炼铁。铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳。氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳间的反应相类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。

中国标准GB/T4000-1996规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。

焦炭反应性指标以损失的焦炭质量与反应前焦样总质量的百分数表示。焦炭反应性按下式计算：

CRI=(m-m1)/m×100

式中：CRI-焦炭反应性，%

m-焦炭试样质量，g

m1-反应后残余焦炭质量，g。

焦炭反应后强度指标以转鼓后大于10mm粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示。反应后强度按下式计算：

CSR=m2/m1×100

式中：CSR-反应后强度，%

m2-转鼓后大于10mm粒级焦炭质量，g

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m1-反应后残余焦炭质量，g。

焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性，不得超过下列数值：

CRI：r≤2.4%

CSR：r≤3.2%

焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。

焦炭反应性与二氧化碳、氧和水蒸气等进行化学反应的能力，焦炭反应后强度是指反应后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。由于焦与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭反应性。

中国标准（GB/T4000-1996）规定了焦炭反应性及反应后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反应没，然后测定反应后焦炭失重率及其机械强度。

焦炭反应性CRI及反应后强度CSR的重复性r不得超过下列数值：

CRIr≤2.4

CSR：≤3.2

焦炭反应性及反应后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值一级冶金焦灰分A≦12.0；硫分S≦0.6%；抗碎强度M25≧92.0（M40≧80.0）；耐磨强度M10 M25时，≦7.0 M40时，≦7.50；反应后强度CSR/%≧55；水分含量4.0±1.0

二级冶金焦灰分A≦13.5；硫分S≦0.8%；抗碎强度M25≧88.0

（M40≧76.0）；耐磨强度M10≦8.50；反应后强度CSR/%≧50；水分含量

5.0±2.0三级冶金焦灰分A≦15.0；硫分S≦1.0%；抗碎强度M25≧83.0

（M40≧72.0）；耐磨强度M10≦10.50；反应后强度CSR/%≧；水分含量≦12.0

准一级冶金焦灰分A﹤12.5%

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固定碳是焦炭的主要成分.将焦炭再次隔绝空气加热到850℃以上,从中析出挥发物,剩余部分系固定碳和灰分.挥发物含量是焦炭成熟度的重要标志,挥发物含量过高表示焦炭不成熟(生焦),挥发物含量过低表示焦炭过烧(过火焦).生焦耐磨性差,使高炉透气性不好,并能引起挂料,增加吹损,破坏高炉操作制度.过火焦易碎,容易落入熔渣中,造成排渣困难,风口烧坏等现象.

焦炭转鼓强度

焦炭转鼓强度是表征常温下焦炭的抗碎能力和耐磨能力的重要指标，作转鼓强度试验时，将焦炭置于转动的鼓内，借助提升板反复地提起、落下。在此过程中，焦炭与鼓壁以及焦炭与焦炭相互撞击和摩擦，导致焦炭沿裂纹断开、表面磨损、粒度变小。焦炭强度即指焦炭经转鼓试验后，用大小两个粒级的焦炭量各占入鼓焦炭量的百分率分别表示的抗碎能力和耐磨能力。转鼓强度是在经验基础上，通过规范性的转鼓试验方法获得的一种块焦强度指标。

焦炭抗碱性

焦炭抗碱性是指焦炭在高炉冶炼过程中抵抗碱金属及其盐类作用的能力。焦炭本身的钾。钠等碱金属含量很低，约0.1%～0.3%，但是在高炉冶炼过程中，由矿石带入的大量钾和钠。在高炉内形成液滴或蒸气。造成碱的循环。并富集在焦炭中。使炉内焦炭的钾。钠含量远比入炉焦为高。可高达3%以上。这就足以对焦炭产生有害影响。在高碱负荷的高炉中，这种影响更为严重，因此抗碱性是对高炉焦的一个特殊要求。

钾、钠对焦炭反应性、焦炭机械强度和焦炭结构均会产生有害的影响，以致危害高炉操作。

(1)对焦炭反应性的影响。钾、钠对焦炭与CO2反应有催化作用。一般情况下，钾、钠在焦炭中每增加0.%～0.5%，焦炭与CO2的反应速度约提高

10%~15%，钾、钠还可降低焦炭与CO2反应的开始温度。含3%钾、钠的焦炭比含0.1%～0.3%钾、钠的焦炭的反应开始温度约降低50～100℃。

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(2)对机械强度的影响，钾。钠及其氧化物能渗入焦炭的碳结构。形成石墨钾、石墨钠等层间化合物。使碳结构变形，开裂而导致焦炭机械强度下降。

(3)对焦炭结构的影响，焦炭与CO2反应过程中，钾、钠的催化作用使表面反应增强，因此焦炭气孔壁的减薄程度加剧，钾、钠还使焦炭光学组织中的各向异性组分反应率有较大的增加，

(4)对反应后强度的影响，钾、钠虽然对焦炭与CO2的反应起催化作用。但在同一反应程度下。强度并不因钾。钠的存在而下降更多。这是因为催化作用虽然增强了焦炭的表层反应。却减轻了焦炭的内部反应，但在相同的反应时间内。碱金属能使反应程度加深。导致块焦反应后强度明显下降。

(5)对高炉操作的不良影响，钾。钠对焦炭质量的影响也会给高炉生产带来不良后果，焦炭与CO2反应的开始温度降低。可导致高炉炼铁焦比升高’由于焦炭与CO2反应速度增加。焦炭在高炉中的降解失重加剧，机械强度和块度急剧下降。导致焦炭在高炉下部高温区过多粉化。影响高炉顺行’钾。钠蒸气在高炉上部与煤气中的CO2反应生成碳酸盐而析出，这些碱金属碳酸盐部分粘附在炉壁上，会侵蚀耐火材料，影响高炉寿命。

提高焦炭抗碱性的措施有以下几点，

(1)增加低挥发分煤在配合煤中的用量，降低焦炭反应性，提高开始反应温度，从根本上缓解焦炭强度在高炉内的过早恶化。

(2)提高炼焦装炉煤的散密度，使焦炭气孔壁厚度增加，从而提高抵抗CO2的侵蚀能力。提高焦炭反应后强度。

(3)在炼焦配合煤可添加一些CO2反应的抑制剂或在焦炭表面喷洒这种抑制剂。以降低钾。钠对CO2反应的催化作用，曾以SiO2和B2O3作为抑制剂。进