焦炭性質(zhì)的分析評價1.ppt

2019/9/16,1,焦炭性質(zhì)的分析評價,第一章 焦炭在高爐內(nèi)的作用,2019/9/16,2,1.冶金焦的定義 2.焦炭的主要質(zhì)量指標 3.焦炭的主要作用 4.焦炭在高爐內(nèi)的反應過程 5.不同高爐對焦炭的質(zhì)量要求 6.焦炭質(zhì)量國標,第一章 焦炭在高爐內(nèi)的作用,2019/9/16,3,1. 冶金焦的定義,煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦（高溫干餾）。由高溫煉焦得到的焦炭用于高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦爐煤氣既是高熱值的燃料，又是重要的有機合成工業(yè)原料。 冶金焦是高爐焦、鑄造焦、鐵合金焦和有色金屬冶煉用焦的統(tǒng)稱。由于90%以上的冶金焦均用于高爐煉鐵，因此往往把高爐焦稱為冶金焦。 鑄造焦是專用于化鐵爐熔鐵的焦炭。鑄造焦是化鐵爐熔鐵的主要燃料，其作用是熔化爐料并使鐵水過熱，支撐料柱保持其良好的透氣性。因此，鑄造焦應具備塊度大、反應性低、氣孔率小、具有足夠的抗沖擊破碎強度、灰分和硫分低等特點。,2019/9/16,4,2. 焦炭的主要質(zhì)量指標,焦炭是高溫干餾的固體產(chǎn)物，主要成分是碳，是具有裂紋和不規(guī)則的孔孢結(jié)構(gòu)體（或孔孢多孔體）。主要質(zhì)量指標有： 2.1 裂紋度 2.2 氣孔率 2.3 焦炭冷態(tài)強度 2.4 焦炭的灰分和硫分 2.5 焦炭的磷分 2.6 焦炭的揮發(fā)分 2.7 焦炭的篩分組成,2019/9/16,5,2.1 裂紋度,裂紋的多少直接影響到焦炭的粒度和抗碎強度，其指標一般以裂紋度（指單位體積焦炭內(nèi)的裂紋長度的多少）來衡量。 焦炭裂紋形成的根本原因在于半焦的熱分解和熱縮聚產(chǎn)生的不均勻收縮，引起的內(nèi)應力超過焦炭多孔體強度時，導致裂紋形成。,2019/9/16,6,2.2 氣孔率,衡量孔孢結(jié)構(gòu)的指標主要用氣孔率（指焦炭氣孔體積占總體積的百分數(shù)）來表示，它影響到焦炭的反應性和強度。不同用途的焦炭，對氣孔率指標要求不同，一般冶金焦氣孔率要求在4045%，鑄造焦要求在3540%，出口焦要求在30%左右。焦炭裂紋度與氣孔率的高低，與煉焦所用煤種有直接關(guān)系，如以氣煤為主煉得的焦炭，裂紋多，氣孔率高，強度低；而以焦煤作為基礎煤煉得的焦炭裂紋少、氣孔率低、強度高。,2019/9/16,7,2.3 焦炭冷態(tài)強度,焦炭冷態(tài)強度通常用抗碎強度和耐磨強度兩個指標來表示。 焦炭的抗碎強度是指焦炭能抵抗受外來沖擊力而不沿結(jié)構(gòu)的裂紋或缺陷處破碎的能力，用M25（ M40 ）值表示。 焦炭的耐磨強度是指焦炭能抵抗外來摩檫力而不產(chǎn)生表面破碎形成碎屑或粉末的能力，用M10值表示。 焦炭的裂紋度影響其抗碎強度M25（ M40 ） 值，焦炭的孔孢結(jié)構(gòu)影響耐磨強度M10值。,2019/9/16,8,2.3 焦炭冷態(tài)強度,M25或M40和M10值的測定方法很多，我國多采用米庫姆轉(zhuǎn)鼓試驗的方法。 用25（M25）、 60（M40）取樣過篩，并進行手穿孔后，稱取篩上物50公斤試樣入鼓，轉(zhuǎn)4分鐘共轉(zhuǎn)100轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)鼓試驗完成后，用孔徑為25mm或（40mm）和10mm的篩子篩分，大于25mm或40mm粒級的百分數(shù)為M 25或M40值，小于10mm粒級的百分數(shù)為M10值。 我國冶金焦規(guī)定的轉(zhuǎn)鼓強度實驗方法見表1。 表 1 焦炭轉(zhuǎn)鼓實驗方法,2019/9/16,9,2.3 焦炭冷態(tài)強度,影響因素： 1、計時不準，或轉(zhuǎn)數(shù)多少會影響結(jié)果的高低； 2、水份太大，會因焦粉沾到焦炭表面，導致M25（M40）偏高1-1.5%，M10偏低1%。一般要對焦炭烘干后100度烘2小時。 3、生焦會造成M10偏高，導致超標。,2019/9/16,10,2.4 焦炭的灰分,焦炭的灰分大部分由SiO2和Al2O3組成?；曳诌^高的焦炭進入高爐時，就要增加石灰石用量，以便使灰分變成熔渣，這就使高爐的生產(chǎn)效率降低，使高爐的各項技術(shù)經(jīng)濟指標下降。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加 22.5%，因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。,2019/9/16,11,焦炭灰分的測定方法,1、原理：測定燃燒后剩余物質(zhì)量的百分含量。 2、用預先于81510灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿，稱取粒度小于0.2 mm并攪拌均勻的試樣0.5克（稱準至0.0002g），并使試樣鋪平 。 3、將盛有試樣的灰皿送入溫度為81510的箱形高溫爐爐門口，在10min 內(nèi)逐漸將其移入爐膛恒溫區(qū)，關(guān)上爐門并使其留有約15mm的縫隙，同時打開爐門上的小孔和爐后煙囪，81510下灼燒40分鐘。 4、用灰皿夾或坩堝夾從爐中取出灰皿，放在空氣中冷卻5min，移入干燥器中冷卻至室溫（約20min）稱量。,2019/9/16,12,焦炭灰分的計算,空氣干燥試樣的灰分按下式計算 Aad= m1/m100 式中：Aad空氣干燥煤樣的灰分產(chǎn)率，%； m1殘留物的質(zhì)量，g m試樣的質(zhì)量，g,2019/9/16,13,焦炭灰份,影響因素： 1、制樣過程中器具磨損，鐵屑進入，使結(jié)果偏高（國標規(guī)定應在磨樣后用磁鐵進行吸附后進行分析），結(jié)果偏高； 2、在制樣過程如有礦石、鐵粉污染，造成結(jié)果偏高； 3、焦炭中混入矸石等； 4、配煤過程中配入高灰煤；,2019/9/16,14,2.6、焦炭的揮發(fā)分,揮發(fā)分的大小是衡量焦炭成熟度的一個指標，根據(jù)焦炭的揮發(fā)分含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)分大于1.8%，則表示生焦；揮發(fā)分小于 0.50.7%, 則表示過火，一般成熟的冶金焦揮發(fā)分為1%左右。 揮發(fā)分過高，意味著焦炭中生焦含量過高，焦炭的耐磨和抗碎性都差，對高爐操作不利；揮發(fā)分低，說明焦炭過火了，焦炭易碎，在高爐操作中會落入爐渣內(nèi)，使排渣困難，高爐風口易損壞。焦炭過碎使高爐料柱透氣性變差，易造成偏風結(jié)瘤。,2019/9/16,15,焦炭揮發(fā)份的測定方法,原理：試樣中失去的物質(zhì)重量的百分含量。 用預先在900溫度下灼燒至質(zhì)量恒定的帶蓋瓷坩堝，稱取粒度為0.2mm以下空氣干燥煤樣10.01g，精確至0.0002g，然后輕輕振動坩堝，使煤樣攤平，蓋上蓋，放在坩堝架上。 5.2將馬弗爐預先加熱至920左右。打開爐門，迅速將放有坩堝的架子送入恒溫區(qū)并關(guān)上爐門，準確加熱7min。坩堝及架子剛放入后，爐溫會有所下降，但必須在3min內(nèi)使爐溫恢復至90010，否則此試驗作廢。加熱時間包括溫度恢復時間在內(nèi)。 5.3從爐中取出坩堝，放在空氣中冷卻5min左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約20min）后，稱量。,2019/9/16,16,揮發(fā)份分析結(jié)果的計算,空氣干燥煤樣的揮發(fā)分下式計算： Vdaf =(m1/m2*100)-Mad 式中： Vdaf-空氣干燥煤樣的揮發(fā)分，單位為百分數(shù)（%）； m-空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克（g）; m1-煤樣加熱后減少的質(zhì)量，單位為克（g） MaD-空氣干燥煤樣的水分，單位為百分數(shù)(%) 干燥無灰基揮發(fā)分按下式計算： Vadf=Vad/100(MadAad) 式中： Vdaf 干燥無灰基揮發(fā)分含量，%； Vad分析試樣的揮發(fā)分含量，%； Mad 分析試樣的水分含量，%。 試驗結(jié)果取兩次試驗結(jié)果的算術(shù)平均值,2019/9/16,17,影響揮發(fā)份的因素：,1、在分析過程中，要定期進行校準爐溫。爐溫過高或過低會直接影響焦炭的揮發(fā)份，爐溫過高會使揮發(fā)份降低，反之則升高， 2、空氣濕度大，會造成揮發(fā)份偏高。,2019/9/16,18,2.4 焦炭的硫分,焦炭的硫分對高爐是一種十分有害的雜質(zhì)，號稱高爐毒藥。在煉鋼生鐵中硫含量大于 0.07% 即為廢品。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的硫有11%來自礦石；3.5%來自石灰石；82.5%來自焦炭，所以焦炭是爐料中硫的主要來源。焦炭硫分的高低直接影響到高爐煉鐵生產(chǎn)。焦炭硫分每增加0.1% ，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加3.7%, 礦石加入量增加0.3%，高爐產(chǎn)量降低1.52.0%。冶金焦的含硫量規(guī)定不大于1%，大中型高爐使用的冶金焦含硫量一般小于 0.7%。,2019/9/16,19,焦炭硫份的方法,硫份的測定原理： 試樣在催化劑的作用下，于空氣流中燃燒分解，試樣中硫生成二氧化硫，并被碘化鉀溶液吸收，以電解碘化鉀和溴化鉀所產(chǎn)生的碘進行滴定，根據(jù)電解所消耗的電量計算全硫的含量。,2019/9/16,20,焦炭硫份的測定方法,1、更換硅膠及脫脂棉,檢查各氣路連接是否緊密. 2、連接好儀器接上電源,將爐溫控制在11505。 3、用瓷舟稱取粒度小于0.2mg 的標樣0.05g 左右，記錄質(zhì)量M(稱準到0.0002g).稱取3個試樣在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)取平均值,輕輕的晃勻(注不得晃出),在煤樣上蓋一薄層三氧化鎢。將舟置于送樣的石英托盤上，開啟程序控制器，石英托盤即自動進爐，庫侖滴定隨即開始。積分儀顯示出硫的毫克數(shù)或打印機打出硫的百分含量。 4、標好儀器后按程序開始作樣,每個試樣做平行樣,根據(jù)標樣結(jié)果計算出濕基含硫份. 5、根據(jù)分析水的結(jié)果,計算出干基含硫量.,2019/9/16,21,影響硫份的一些因素：,1、煤中70-80%的硫保留在焦炭中，入倉煤的硫份高低直接影響焦炭的硫份。 2、熄焦水硫份的高低對焦炭的硫份也有很大程度的影響。 3、標樣標定不平行，會造成結(jié)果偏差大。,2019/9/16,22,2.5 焦炭的磷分,焦炭中的磷分含量很少，且集中在焦炭的礦物質(zhì)中。磷在生鐵內(nèi)會使生鐵產(chǎn)生冷脆性。煉鐵用的冶金焦含磷量應在0.020.03%以下。,2019/9/16,23,2.7 焦炭的篩分組成,主要是評價焦炭塊度是否均勻的指標，指不同粒級的焦炭所占的重量百分比。 在高爐冶煉中焦炭的粒度也是很重要的。我國過去對焦炭粒度要求為：對大高爐焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高爐焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些鋼廠的試驗表明，焦炭粒度在4025 毫米為好，大于 80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范圍變化不大，這樣焦炭塊度均一，空隙大，阻力小，爐況運行良好。,2019/9/16,24,3. 焦炭的主要作用,焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風爐冶煉，起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用。煉鐵高爐采用焦炭代替木炭，為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎，是冶金史上的一個重大里程碑。為使高爐操作達到較好的技術(shù)經(jīng)濟指標，冶煉用焦炭（冶金焦）必須具有適當?shù)幕瘜W性質(zhì)和物理性質(zhì)，包括冶煉過程中的熱態(tài)性質(zhì)。焦炭除大量用于煉鐵和有色金屬冶煉（冶金焦）外，還用于鑄造、化工、電石和鐵合金，其質(zhì)量要求有所不同。如鑄造用焦，一般要求粒度大、氣孔率低、固定碳高和硫分低；化工氣化用焦，對強度要求不嚴，但要求反應性好，灰熔點較高；電石生產(chǎn)用焦要求盡量提高固定碳含量。,2019/9/16,25,3. 焦炭的主要作用,焦炭在高爐煉鐵中是不可缺少的爐料，對高爐煉鐵技術(shù)進步的影響率在30%以上，在高爐煉鐵精料技術(shù)中占有重要的地位。焦炭對高爐煉鐵的作用是： (1)主要的熱量來源。 高爐煉鐵炭素(包括焦炭和煤粉)燃燒所提供的熱量，占高爐煉鐵總熱量來源的71%。隨著噴煤比的提高，焦炭用量在逐步減少。 但是，焦炭的用量總是要大于噴煤量。理論最低焦比250kg/t, 焦炭在風口燃燒掉55%65%。 (2)還原劑。 焦炭還原作用是以C和CO形式來對鐵礦石起還原作用。爐料到風口焦炭溶反應為25%35%。,2019/9/16,26,3. 焦炭的主要作用,(2)還原劑。 焦炭還原作用是以C和CO形式來對鐵礦石起還原作用。爐料到風口焦炭溶反應為25%35%。 (3)生鐵的溶碳。 在高爐煉鐵過程中焦炭中的碳是逐步滲透到生鐵中。一般鑄造生鐵含碳3.9%左右，煉鋼生鐵在4.3%左右。生鐵滲碳消耗焦炭7%10%。,2019/9/16,27,3. 焦炭的主要作用,(4)爐料的骨架作用 焦炭在高爐內(nèi)是起骨架作用，支撐著煉鐵原料(燒結(jié)礦，球團礦，天然塊礦)，又起到料柱的透氣作用。 在高噴煤比條件下，焦炭的骨架作用會顯得更加突出，相應對焦炭的質(zhì)量要求也會越來越高。否則，是難以實現(xiàn)高噴煤比，高爐煉鐵不能正常生產(chǎn)。焦炭從料線到風口平均粒度減少20%40%。反應性和反應后強度差的焦炭的粉化率會很大，從而影響高爐的透氣性。,2019/9/16,28,4.焦炭在高爐內(nèi)的反應過程,焦炭主要用于高爐冶煉，其次還用于鑄造、氣化、有色金屬生產(chǎn)和生產(chǎn)電石。它們對焦炭有不同的要求，但以高爐煉鐵用焦(冶金焦)的質(zhì)量要求為最高。焦炭在高爐內(nèi)的主要反應過程如下： 焦炭在風口前燃燒，生成CO2并放出大量熱： C+O2=CO2+399440KJ 使風口區(qū)達到15001800的高溫，使鐵、渣完全熔化而分離，高溫煤氣迅速上升在1100以上的區(qū)內(nèi)，煤氣中的CO2與焦炭作用生成CO并吸收熱量： CO2+C=2CO-165800KJ,2019/9/16,29,4.焦炭在高爐內(nèi)的反應過程,煤氣溫度逐漸降低而CO的含量迅速增加，高溫煤氣繼續(xù)上升與下降的爐料進行熱交換而使溫度降低，與鐵的氧化物進行還原反應，CO含量降低。焦炭燃燒后形成的空間，使爐料得以借重力下降，高爐煉鐵過程就是在下降的爐料和上升的煤氣間相對運動中進行的，過程的起點是焦炭在風口區(qū)的燃燒。 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+37138KJ Fe3O4+CO=3FeO+CO2-20893KJ FeO+CO=Fe+CO2+13607KJ,2019/9/16,30,6. 最新焦炭質(zhì)量國標,2019/9/16,31,6. 最新焦炭質(zhì)量國標,2019/9/16,32,焦炭性質(zhì)的分析評價,第二章（影響焦炭質(zhì)量的因素）,2019/9/16,33,各環(huán)節(jié)影響焦炭質(zhì)量的因素,第一環(huán)節(jié)：焦炭試樣的采取、制備 國標：GB/T1997-2008,2019/9/16,34,焦炭取樣標準,1、在大堆上取焦炭取樣點不得少于15個點，取樣時的最低點要離地面0.5米，最高點在焦堆的中部，總?cè)恿坎坏蒙儆?00千克。 2、100千克試樣均勻的分布在焦堆各個點上。 3、焦炭堆傾斜面取樣時，首先用取樣鏟把取樣部位上方邊部的焦炭挖走再取樣 4、取樣過程要公平公正，不得挑樣，因粒度偏大，可導致水分偏低，反之，則水分偏高。,2019/9/16,35,水分試樣采取的注意事項,水分試樣采出后，應立即放入有密封蓋耐腐蝕的儲樣桶或不滲水的其它密封容器內(nèi)，并立即將蓋蓋嚴。 裝有水分試樣的儲樣桶應遠離熱源和避免陽光直射，試樣采取后應及時制樣。 為減少制樣過程中試樣水分的損失，破碎應采用機械設備，破碎和縮分的總操作時間不得超過15分鐘。 明顯潮濕的試樣，經(jīng)制樣影響測定結(jié)果時，應將試樣連同容器全部稱量。,2019/9/16,36,焦炭試樣的制備,全水分試樣的制備應將焦炭全部破碎到13mm以下。 工業(yè)分析試樣需破碎到0.2mm以下方可進行分析。 試樣的制備需經(jīng)過摻合、破碎、混勻、縮分過程，方可制成分析用試樣。 制樣過程中，若摻合、破碎、縮分不均勻，可導致結(jié)果偏高或偏低。,2019/9/16,37,焦炭性質(zhì)的分析評價,第三章（熱性質(zhì)）,2019/9/16,38,焦炭熱性質(zhì),焦炭與CO2的溶損反應是焦炭在高爐下部粉化的根本原因,其反應性和反應后強度是焦炭熱性質(zhì)的重要指標。影響焦炭熱性質(zhì)的主要因素是煤的變質(zhì)程度、粘結(jié)性、灰分、硫分等，除此以外,煉焦工藝條件及焦炭的微觀結(jié)構(gòu)類型也對焦炭熱性質(zhì)產(chǎn)生影響。目前國內(nèi)外大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)都根據(jù)自己的實際情況選擇控制焦炭熱性質(zhì)的方法,建立熱性質(zhì)預測模型,從而準確控制焦炭熱性質(zhì)。下面對以下因素分別講解： 1.灰分 2.煤的變質(zhì)程度 3.粘結(jié)性 4.硫分 5.煉焦工藝條件 6.焦炭的顯微結(jié)構(gòu),2019/9/16,39,1、灰分對焦炭的影響,灰分對焦炭的影響可分為兩方面，一方面是灰分中的SiO2、脈石等顆粒狀巖石的影響；另一方面是灰分中的堿金屬的影響 隨著原料煤中灰分含量增加，焦炭的反應性變大，反應后的強度變小。這是由于灰分中SiO2等顆粒狀的巖石在高溫下的熱膨脹性與焦炭不同，導致以它們?yōu)橹行漠a(chǎn)生放射性裂紋，使得焦炭與CO2接觸面變大，加快反應速度。 灰分中的礦物質(zhì)即是指煤中礦物質(zhì)的氧化物，它包括酸性氧化物和堿性氧化物。礦物質(zhì)對焦炭在高爐內(nèi)降解是通過以下兩條途徑實現(xiàn)的，一是通過對溶損反應的催化作用，使焦炭溶損反應加劇，反應后強度降低；另一條途徑是礦物質(zhì)可以直接與碳作用，如高爐內(nèi)的直接還原反應，鉀、鈉的層間化合物形成等,2019/9/16,40,灰分對焦炭的影響,當堿度指數(shù)增大時，焦炭的CO2反應性增大，而焦炭的反應后強度逐漸降低。說明堿金屬對焦炭的溶損反應主要起著正催化作用，它們的存在嚴重地影響焦炭的熱性質(zhì)，在生產(chǎn)中應該采取有效措施來控制堿金屬的含量，以便提高焦炭的熱性質(zhì)。,2019/9/16,41,2. 煤的變質(zhì)程度,煤的變質(zhì)程度指標主要有揮發(fā)分和鏡質(zhì)組反射率，煤的揮發(fā)分與焦炭的反應性和反應后強度有著密切的關(guān)系。隨著單種煤的揮發(fā)分含量增大，焦炭的CO2反應性變大, 反應后強度逐漸降低。尤其是揮發(fā)分含量在20%24之間的煤 ,其焦炭反應性和反應后強度較好。這是由于在煉焦過程中，隨著溫度的升高揮發(fā)分逐漸析出，揮發(fā)分含量越高，焦炭的孔隙越多或越大，使得焦炭的孔壁變簿及比表面增大，與CO2接觸面增大，加快其反應速度。,2019/9/16,42,3、焦炭的熱性質(zhì),焦炭的熱性質(zhì)主要是指焦炭的反應性CRI和反應后強度CSR這兩個指標. 焦炭反應性是指焦炭與二氧化碳、氧和水蒸氣等進行化學反應的能力，其具體定義為：稱取一定質(zhì)量的焦炭試樣，置于反應器中，在11005時與二氧化碳反應2小時后，以焦炭質(zhì)量損失的百分數(shù)表示焦炭的反應性； CRI=(G0G1)/G0100% （注：G0-試驗焦炭樣重量，g；G1-反應后焦炭樣重量，g;）。 上述反應后的焦炭經(jīng)過型轉(zhuǎn)鼓經(jīng)過一定轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)鼓試驗后，大于10毫米粒級的焦炭占反應后焦炭的質(zhì)量的百分數(shù)表示焦炭的反應后強度CRS。,2019/9/16,43,3、焦炭的熱性質(zhì),焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學反應。由于焦與氧和水蒸氣的反應有與二氧化碳的反應類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國家都用焦炭與二氧化碳間的反應特性評定焦炭反應性。 一般要求焦炭的反應性是越低越好，反應后強度越高越好。 焦炭的性質(zhì)是影響高爐操作和運行的重要因素。隨著高爐的大型化和噴吹煤粉量的不斷提高，對焦炭質(zhì)量和穩(wěn)定性要求越來越高，表征焦炭在爐內(nèi)骨架性能的熱性質(zhì)參數(shù)CRI和CSR，在高爐大噴吹條件下更加受到廣大冶金工作者的關(guān)注。,2019/9/16,44,焦炭熱強度試驗中應注意的幾個問題,焦炭反應性及反應后強度，是評價焦炭熱性質(zhì)的重要指標，對高爐冶煉影響很大。近年來隨著高爐大型化，這兩指標越來越受到人們的重視，許多國家根據(jù)本國資源和技術(shù)需要制定了不同的測試方法，并用相應指標控制焦炭質(zhì)量。我國于1983年就制定了國家標準，并于1996年進行了修定，隨著鋼產(chǎn)量的飛速發(fā)展GB4000幾乎已被所有企業(yè)接受，焦炭反應性及反應后強度測定已成為企業(yè)的日常工作。但是由于試驗條件掌握不好，兩指標的測定值相差較大，影響了對焦炭質(zhì)量的評價。根據(jù)幾年來的工作經(jīng)驗，提出幾個測定中應注意的問題，供大家參考。,2019/9/16,45,2019/9/16,46,2019/9/16,47,2019/9/16,48,2、新版GB/T4000-2008與舊版GB/T4000-1996的對比,2019/9/16,49,GB/T4000-2008與GB/T4000-1996相比較，在爐子類型、爐體加熱材料、制樣方法和粒度要求等方面發(fā)生了一些變化：,新標準中增加了硅炭棒等爐體加熱元件，不再具體局限于電爐絲加熱 GBT 40001996中的試驗電爐是采用的高溫鐵鉻鋁合金電阻絲加熱，使用時電阻絲容易燒斷，更換電阻絲有的要拆開整個爐體才能纏繞加熱絲，纏繞時非常麻煩、耗時。許多單位在電阻絲燒斷后都是委托給電爐制造廠家或?qū)I(yè)維修電爐的人員進行修理。為了降低試驗電爐的故障率，減少維修的麻煩，對電爐加熱方式進行了改進。,2019/9/16,50,將加熱元件改進為硅碳棒。根據(jù)爐子結(jié)構(gòu)、氣氛和溫度正確地選擇加熱元件的表面負荷是達到最佳使用條件的關(guān)鍵。試驗用反應器外徑最大只有90 m m ，加熱爐爐膛較小，因此設計用4支硅碳棒加熱，若采用4支直型硅碳棒，則爐膛周圍只有4支發(fā)熱體，加熱會不均勻，同時對連接電線路會造成麻煩，導線需在爐子底部和上部同時連接，在爐子底部連接時不方便，不安全。由此設計出采用4支u型硅碳棒加熱，這樣有8根發(fā)熱棒圍成一圈，均勻分布在爐膛周圍，加熱會更均勻，同時電線路全部在爐子上部連接，清楚明了，安全可靠。,2019/9/16,51,新標準中增加了反應器類型，即耐高溫合金鋼板反應器和剛玉制反應器，后者為新增類型，應用于底部開口式的加熱爐，剛玉制反應器的進氣管在底部 新型反應器，材質(zhì)為剛玉質(zhì)材料和耐高溫合金鋼材料。反應管選擇能耐高溫又抗堿金屬侵蝕的耐高溫剛玉管制作。下部底座和上部蓋子用耐高溫合金鋼GH23或GH44制作。進氣管直接由底部通入，氣體在反應器底部空間可預熱，反應器的結(jié)構(gòu)進行改進后，加工制作簡易，反應器蓋子可不用螺絲固定，簡化了試驗操作步驟。 新型剛玉質(zhì)反應器可降低反應器的成本，一個耐高溫合金鋼反應器價值4 000多元，一個剛玉質(zhì)反應器價值2 000元不到，即使反應筒(剛玉管)斷裂，其上部蓋子及下部底座還可利用。試驗人員只用將內(nèi)徑為80 mm、壁厚45 mm、長度500 mm的剛玉管套在底座上，用耐火泥和水玻璃加以固定即可。 剛玉質(zhì)反應器需要注意輕取輕放，不使反應器急冷以防斷裂，其使用壽命是耐高溫合金鋼反應器的幾倍。剛玉質(zhì)反應器可用于焦炭在未加堿和加堿條件下的熱性能測試。,2019/9/16,52,新標準中對焦樣的制備方式做了調(diào)整：由單獨顎式破碎改為由顎破和手工整形相結(jié)合的方式，對較厚的片狀焦和條狀焦不再棄用而改為手工整形 新標準的修定者在制樣試驗中首先采用顎式破碎機對焦炭進行破碎，對制樣過程進行觀察。破碎后篩分時，一些片狀焦塊和條狀焦塊用圓孔篩篩分時可以通過篩子上層而留在兩層篩子之間。觀察這些片狀焦塊和條狀焦塊，其中一些薄片狀焦和細條狀焦應該去掉；其中一些厚片狀、粗狀焦塊的長度超過了粒度控制范圍上限的尺寸，進一步加工應該是可以被利用的，將其同薄片狀、細條狀的焦塊一樣被去掉會降低焦炭試樣的代表性。但若把他們直接作為試樣明顯又有一個方向的尺寸太大，挑選出來重復破碎可能會被破碎得太小而篩分掉。因此對這些厚片狀、粗條狀的焦塊用手工對其長度進行一下修整就能被用于做試樣，這樣會大大增強試樣的代表性，更全面地反映焦炭的CRI及CSR。本著從實際情況出發(fā)，對在破碎、篩分后，片狀焦塊和條狀焦塊的厚度和寬度尺寸達到粒度范圍上限約80的焦塊進行了保留，并對其用手工進行適當修整，作為試樣，即采用顎破與手工修整相結(jié)合的制樣方式。 新標準的修訂者還對兩種制樣方式所得焦炭的熱性能做了對比，粒度在2523 mm、2321 mm時全手工制樣和顎破與手工修整相結(jié)合制樣平行試驗重復性基本一樣，焦炭的CRI及CSR相差級差不大。,2019/9/16,53,新標準中對焦樣的粒度做了調(diào)整：焦樣粒度由21-25mm調(diào)整為23-25mm 在確定了試樣制備方法后，新標準的修定者在試驗中將焦塊粒度分別控制在直徑2523 mm、 2521mm 、 2321 mm 、 2119mm。首先采用顎式破碎機對焦炭進行破碎，對破碎過程進行觀察，當粒度控制在2119mm，質(zhì)量較好的焦炭破碎時容易破成片狀、條狀和楔子狀，其中片狀、條狀的焦塊長度適合，厚度太?。毁|(zhì)量較差的焦炭粒度控制得越小越易破成渣狀，成材率低，造成了試樣代表性降低。當粒度控制在25-23 mm和2321 mm時，破碎后經(jīng)過篩分，2523 mm的量比2321 mm的量要多，焦塊的顆粒形狀2523 mm比2321mm好，需要返回再次破碎的量和破碎次數(shù)少。粒度控制在2523mm比2321 mm破碎后焦塊在粒度范圍的產(chǎn)量大、再次返回破碎的量和破碎次數(shù)少，顆粒形狀好，需要用手工進行修整的量少，大顆粒更易修整，試樣成材率高，試樣混勻、縮分后代表性高，因此選擇粒度在25 23 mm的試樣。 同時，縮小粒度控制范圍可以減小在對焦塊進行修整時人為因素對試樣代表性的影響，同時也可進一步提高CRI及CSR試驗數(shù)據(jù)的重復性。,2019/9/16,54,新標準在新標準中把I型轉(zhuǎn)鼓的精度由1.5r/min提高到1r/min，并且強調(diào)了轉(zhuǎn)鼓的有效長度； 新標準中對轉(zhuǎn)鼓控制器的精度做了規(guī)定要求； 中二氧化碳的濃度由98提高到99.99