炼焦学复习题

复习题

1.炼焦的概念是什么？

将煤在焦炉内隔绝空气加热到950~1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制得焦炭、化学产品和煤气。这一过程叫高温干馏或高温炼焦，一般简称为炼焦。

2.焦炭的工业分析包括那几个指标？

焦炭按固定碳、挥发分、灰分和水分测定其化学组成的方法称焦炭的工业分析

3.焦炭在高炉中所起的作用是什么？

焦炭在高炉中则起着供热、还原剂、骨架和供碳四个作用。

4.解释高炉中发生的直接还原反应、间接还原反应及碳溶反应。

直接还原反应：

间接还原反应：

碳溶反应：

5.解释高炉中渣比、碱度及总碱度的概念。

每冶炼一吨生铁所生成的炉渣量称渣比。炉渣内CaO量与SiO2量之比CaO/ SiO2称碱度，比值（CaO+MgO）/ SiO2称总碱度。

6.高炉焦的质量要求是什么？

高炉焦要求灰低、硫低、强度高、块度适当且均匀，气孔均匀、致密、反应性适度、反应后强度高。

7.落下强度主要检验焦炭的什么性质？

落下强度仅检验焦炭经受冲击作用的抗破碎能力。

8.我国高炉焦的粒度组成规定用那几层方孔筛测定？

用一套具有标准规格和规定孔径的筛子将焦炭筛分，然后分别称量各级筛上焦炭和最小筛孔的筛下焦炭质量，算出各级焦炭的质量百分率或各筛级以上焦炭质量累积百分率，即焦炭的筛分组成，用来表述焦炭的粒度分布状况。

筛分试验用的筛孔有方孔筛和圆孔筛两种，我国冶金焦（高炉焦）国标规定> 40mm焦炭的筛分组成用四层方孔筛测定（80、60、40和25 mm），＜25 mm的焦炭百分含量作为冶金焦的焦末含量，焦末含量高，对高炉生产不利。

各国均有相应的筛分试验标准，国际标准允许使用圆孔或方孔筛进行试验。方孔筛以边长L表示孔的大小，圆孔筛以直径D表示孔的大小，相同尺寸的两种筛，其实际大小不同，试验得出两者的关系为D/ L=1.135士0.04，即如圆孔筛直径为40mm时，对应的方孔筛L＝40／1 ．135 =35.2mm。

通过焦炭筛分组成可以计算焦炭平均块度、块度均匀性，还可估算焦炭比表面、堆积密度，并由此得到评定焦炭透气性和强度的基础数据。

9显微强度和结构强度分别主要是检验焦炭的什么性质？

以粉碎到一定粒度的焦样置于一定尺寸的钢管中，管内置有一定数量的钢球，然后使钢管沿管长中心为轴进行旋转，转一定转数后，测量焦样大于或小于某一粒级的焦粒占焦样的百分率，用以评定焦样的强度。因焦样的粒度、数量及试验参数的不同（表1-8)，所测得强度分别定义为显微强度和结构强度。

显微强度测定焦炭气孔壁（焦质）强度。

结构强度测量焦炭多孔体强度。

焦炭的显微强度与原料煤性质、焦炭光学组织及炼焦条件等因素有关

（1）中等煤化程度结焦性好的煤制成的焦炭具有较高的显微强度。

（2）焦炭显微强度随焦炭光学组织中各相同性组织含量提高而降低。

（3）同一种煤制成的焦炭，随炼焦温度提高，显微强度增大。

焦炭显微强度的测量仪器和方法比较简单，当建立了相关的预测方程后，可以通过测量它来预测焦炭的转鼓强度。

10．什么是焦炭的热强度？

热强度是指焦炭在高温下测量的强度或经高温处理后在室温下测得的强度。

工业上用的是高温转鼓强度，按热源分有电热和煤气加热两类，并可为内热式或外热式。

11影响焦炭反应性的因素有哪些？

(1)原料煤性质焦炭反应性随原料煤煤化度而变化的总趋势。低煤化度煤炼制的焦炭反应性较高，由Vdaf= 25~30％，=1.2~1.4的煤制得的焦炭反应性最低。相同煤化度的煤，当流动度和膨胀度高时制得的焦炭，一般反应性也较低，不同煤化度的煤所制得的焦炭，其光学显微组织不同，研究表明，各种光学组织的反应性排列次序为：各向同性组织及惰性组织＞细粒镶嵌组织＞粗粒镶嵌组织＞流动型组织＞广域（片状）型组织。

原料煤中添加石油延迟焦可使炼焦后期裂解碳增加，因而堵塞部分微气孔，有利于阶低焦炭反应性。

金属氧化物对焦炭反应性有催化作用，由于原料煤的灰分全部转入焦炭，故原料煤灰分中的金属氧化物（K2O, Na2O, Fe2O3, CaO, MgO等）含量增加时，焦炭反应性增高，其中尤以钾、钠的作用更大。

焦炭中的SiO2和B2O3则有抑制CO2反应性的作用，尤以B2O3更明显。

(2)炼焦工艺

提高炼焦终温，结焦终了时采取闷炉等措施，可以使焦炭结构致密，减少气孔表面，从而降低焦炭反应性。

采用干熄焦时，由于避免了湿熄焦过程中水汽对禁炭气孔表面的活化反应，也有助于降低焦炭反应性。

(3)反应速率参数

焦炭的反应性随焦体的气孔率和气孔表面增加而增大。

提高反应温度，使反应速度常数与扩散速度常数均增大。在高炉内气体条件下，温度每增加30℃，化学反应速度约增加1倍。

焦炭反应性随反应气中CO分压的增加而降低。

12．经常用到的测定焦炭气孔结构的方法有哪些？

(1)气孔率是指气孔体积占焦炭总体积的百分率，由于气孔有开气孔和闭气孔之分，故

气孔率也分显气孔率和总气孔率，前者指开气孔体积占总体积的百分率，后者是开气孔和闭气孔之和占总体积的百分率．

（2）压汞法测定焦炭孔径分布

原理：利用外力使汞进入焦炭，根据外力大小可计算汞进入相应焦炭气孔孔径的大小。（3）N2吸附法测定焦炭气孔比表面积

原理：根据BET吸附方程计算

（4）光学显微镜法

（5）图像分析仪

原理：图象分析是基于气孔与气孔壁之间灰度的反差来测定气孔结构。

用图象分析仪测量焦炭气孔结构时，由于扫描点达数十万个，故精度高、且自动、快速，因此被用作研究焦炭气孔结构的重要手段．

13．焦炭的光学组织有何作用？影响焦炭光学组织生成的因素有哪些？

焦炭的气孔壁在反光偏光显徽镜下，可以观察到它是由不同的结构形态和等色区尺寸所组成，不同煤炼成的焦炭在反光偏光显微镜下呈现为不同的光学特征，焦炭气孔壁的这