不同尾气处理方式对焦炭热反应性的影响
不同尾气处理方式对焦炭热反应性的影响
鲍俊芳薛改凤张前香刘尚超（武汉钢铁公司研究院，武汉430080)
焦炭的热反应性和反应后强度是反映焦炭冶金性能的重要指标。文中通过焦炭热反应性试验炉，研究了尾气在炉盖处直接烧掉、通过导管导出用酒精灯烧掉及经导管导出后放散这3种不同的尾气处理方式对焦炭热反应性和反应后强度的影响，找出不同的试验方式中存在的影响反应进行的参数，为今后的研究工作提供参考。
1 试验过程及方法
1.1 试样与试验设备
1) 试样选用6m焦炉的干熄焦焦炭，机械破碎后手工制作成21～25mm的小球，经过缩分后试样粒数几乎相同，每份重200g作为备用。
2) 试验设备采用材质为刚玉管的焦炭热反应性试验炉。
3) 试验条件和试验方法无特殊说明按国标GB/T4000-1996《焦炭反应性及反应后强度试验方法》执行。
1.2 试验内容
测定焦炭热反应性。①在炉盖处直接烧掉，②通过导管导出用酒精灯烧掉，③经导管导出后放散。在3种不同尾气处理方式条件下，测定试样的热反应性和反应后强度，其中每种方式又分热电偶冷端温度的高、低2种亚分因素分别测定。试验分3组，具体方法与过程如下：
1) a组，尾气在炉盖处直接烧掉。刚玉管高温反应器顶部的炉盖边缘有4个直径5mm对称的圆孔，焦炭加热到1100℃后通入CO
反应生成的高温CO气体
2
接触后即刻完全燃烧，在4个圆孔处可以看到很大的火焰。此时，在圆孔处与O
2
热电偶冷端受火焰烘烤，温度高达66℃。试验过程中观察到热电偶冷端温度受外界环境影响降低时，热反应试验炉内热电偶测得的炉温升高。为验证除了尾气处理方式以外，热电偶冷端温度高、低对试验结果的影响，采用保温隔热棉保护热电偶的冷端，使其温度为38℃，测量了1组尾气在炉盖处直接烧掉时焦炭热反应性和反应后强度的数据。
2) b组，尾气通过导管导出用酒精灯烧掉。试验尾气通过炉盖上直径为5m m的弯管导出后用酒精灯烧掉，炉顶其他部位均用保温棉塞严，保证炉顶的密闭性。试验通入CO
以后，可以看到导管出口处有一束淡蓝色的火焰。这时，热电
2
偶冷端温度为36℃。加热热电偶冷端至66℃，测得1组尾气通过导管导出用酒精灯烧掉的数据。
3) c组，尾气经导管导出后直接放散。试验尾气通过炉盖上直径为5mm的导管导出后直接放散，炉顶其他部位均用保温棉塞严，保证炉顶的密闭性。试验过程中，热电偶冷端温度为36℃。加热热电偶冷端至66℃，测得1组尾气经导管导出后直接放散的试验数据。
2 验证试验
为了分析3组尾气处理方式下试验结果不同的原因，又设计了2组验证试验。
的浓度。用气体分析仪测定焦炭热反应性试 1) d组，测定反应后体系中CO
2
验尾气在上述3种不同尾气处理方式下，热反应性试验炉内焦炭层上表面体系中的浓度。
CO
2
2) e组, 测定反应器内气体压力。用U型水柱测压表测定焦炭热反应性试验尾气在上述3种不同尾气处理方式下，热反应性试验炉内焦炭层上表面气体的压力。
3 结果与讨论
3.1 不同尾气处理方式对焦炭热反应性的影响
3种不同尾气处理方式及不同热电偶冷端温度焦炭热反应性及反应后强度试验结果见图1、图2。
从图1可看出，在其他试验条件一致的情况下，尾气放散时焦炭的热反应性最低，尾气导出用酒精灯烧掉稍高，尾气在炉盖处大火烧掉焦炭的热反应性最高。不管热电偶冷端温度是36℃还是66℃，试验结果都遵循这一规律。分析其
间的反应属气固相反应，反应速率不仅取决原因，焦炭在热反应试验炉内与CO
2
于化学反应速度，还受扩散因素影响。因此，焦炭热反应性除了与焦炭本身的性质有关外，还受测定时所采用的条件，如反应温度、反应气组成、反应气流量和压力等因素的影响。由于焦炭热反应试验炉内温度很高，化学反应速度很快，气
分子向气孔扩散的阻力增加，整个焦孔表面很快被反应生成的CO覆盖，使CO
2
浓度梯度，整个反应主要受扩散阻力的控制。块从表面到内层产生较大的CO
2
试验中3种不同尾气处理方式存在2个方面参数的不同，即反应器内压力和反应物浓度的不同。d组验证试验的结果表明(表1)，尾气在炉盖处大火烧掉时，
浓度远远高于尾气放散时的浓度。可见热反应试验炉内焦炭层上表面气体中CO
2
尾气在炉盖处大火烧掉时CO
分子向气孔扩散的阻力明显低于尾气放散时的阻
2
力。而该反应主要受扩散阻力的控制，因而尾气在炉盖处大火烧掉时该反应的反应速率相对要快，从而热反应性要高。
表1 3种不同尾气处理方式下焦炭气体中CO2浓度
表2 3种不同尾气处理方式下表面气体压力
浓度界于其他尾气导出用酒精灯烧掉，其试验炉内焦炭层上表面气体中CO
2
2种方式之间，这与该方式下焦炭热反应界于另2种方式之间的试验结果相吻合。用气体分析仪测定3种不同尾气处理方式下热反应试验炉内焦炭层上表面气体浓度时，一部分尾气被气体分析仪抽出，造成尾气量减少，所以焦炭层上
中CO
2
浓度之间的实际差值应比测得的差值大。
表面气体中CO
2
e组验证试验的结果表明(表2)，尾气在炉盖处大火烧掉时热反应试验炉内焦炭层上表面气体压力最小为零; 而尾气放散时，试验炉内焦炭层上表面气体压力最大为60Pa；尾气导出用酒精灯烧掉，试验炉内焦炭层上表面气体压力居于上述二者之间，为30Pa。
+C → 2CO可看出，体系的压力越小越有利于反应向生成从化学反应式CO
2
物方向移动。尾气在炉盖处大火烧掉时体系的压力最小，那么反应速度最快，热反应性最高。表2数据与表1的试验结果也表明，尾气在炉盖处大火烧掉时的热反应性最高。
3.2 热电偶冷端温度对焦炭热反应性的影响
从图1还可看出，在相同的尾气处理方式下，热电偶冷端温度66℃时焦炭的热反应性明显高于36℃时焦炭的热反应性。其原因是热电偶冷端温度影响反应器内的实际温度。热电偶冷端受炉顶炉盖区域的热辐射，温度在66℃时，补偿导线不能消除冷端温度对热电偶测温精度的影响，补偿导线补偿效果不好，使反应器内的实际温度比热电偶测得的温度要高。即热电偶冷端温度为66℃时，反应器内的实际温度比热电偶冷端温度36℃时反应器内的实际温度高15℃左右。由于温度升高时, CO
+C → 2CO (172.51 kJ/mol）反应的反应速率加快，
2
所以热电偶冷端温度66℃时焦炭的热反应性比热电偶冷端温度36℃时的高。3.3 不同尾气处理方式对焦炭反应后强度的影响
从图2可看出，在其他试验条件一致的情况下，尾气放散时焦炭的热反应后强度最高，尾气导出用酒精灯烧掉次之，尾气在炉盖处大火烧掉焦炭的热反应后强度最低。热电偶冷端温度36℃和66℃的试验结果都遵循这一规律。尾气在炉盖处大火烧掉的焦炭热反应性高的原因是参加反应的焦质多，反应后焦炭的气孔壁最薄，从而导致热反应后强度最低。而尾气放散时焦炭的热反应性最低，原因是参加反应的焦质少，反应后焦炭的气孔壁相对较厚，故热反应后强度高。
4 结论
1) 3种不同尾气处理方式对热电偶冷端温度、反应器内压力及反应物浓度的试验结果均有影响。
2) 尾气在炉盖处大火烧掉时焦炭热反应性最高，反应后强度最低；尾气导出用酒精灯烧掉次之；尾气放散时焦炭的热反应性最低，反应后强度最高。
3) 在相同的尾气处理方式下，热电偶冷端温度66℃时焦炭的热反应性高于36℃。热电偶冷端温度36℃和66℃的热反应后强度规律趋于一致。
4) 为了提高试验精度，应对尾气处理方式作统一规定，保证反应系统的密闭性及一致的热电偶冷端温度。
提高焦炭热强度的措施
提高焦炭热强度的措施 赵建强，尚建芳，张少华 （邯钢焦化厂，河北邯郸056015） [摘要]焦炭的反应性和反应后强度是焦炭热性质的重要指标。根据邯钢焦化厂现状,从炼焦煤种、配合煤、结焦时间等方面调整，降低了焦炭反应性，提高了反应后强度。 [关键词]焦炭反应性；反应后强度；配合煤；结焦时间 [中图分类号] TF 526+.1 [文献标识码] B [文章编号] 1003-5095(2008）09-0053-03 近年来，高炉炼铁生产正朝着大型化、高效化、长寿和节能环保化方向发展，炉容已达几千立方米，高炉作为生产中的最大的竖炉，直径10～15 m，其料柱高度就高达25～35 m，而支撑如此高的料柱高度，作为透气的支架，高质量的焦炭是必不可少的。为降低焦炭消耗，增加高炉产量，改善生铁质量，采用了在风囗喷吹煤粉、重油、富氧鼓风等强化冶炼技术。焦炭的热能源、还原剂作用可在一定程度上被部分取代，但作为高炉料柱的疏松骨架不能取代，而且随高炉大型化和强化冶炼，该作用更显重要。邯钢老区这几年不断地升级改造，目前有两座2 000 m3高炉，月耗焦炭约为14万t，而焦炭占整个生铁成本约为25%，因此，生产稳定优质的焦炭，必然会对炼铁的生产、操作和降本增效有直接的影响。 1 焦炭的组成、性质及在高炉中的作用 焦炭是一种质地坚硬、多孔、呈银灰色的成分复杂的块状材料，用工业分析和化学分析两种分析方法确定其组成，一般所说的焦炭指标是综合分析的结果，其标准就是对高炉的影响的大小。焦炭在高炉中起着供热、供碳、还原剂和疏松骨架的作用。近年来，高炉采用了许多先进的技术，焦炭的供热、供碳、还原剂一些作用一定程度上被取代，但随着高炉大型化和冶炼强度的提高，高炉的料柱骨架作用却被强化，越来越要求高质量的焦炭。有资料表明：焦炭的反应后强度提高1%，焦比可以降低20 kg；灰分每升高1%，高炉焦比上升2%，石灰石用量增加2.5%，高炉产量下降2.2%。现在冶炼特种钢材时要求铁水含硫越来越低，焦炭中的硫约占整个入炉料的80%～90%，高炉采用烧结矿后占的比例会更大，而其中只有5%～20%随高炉煤气逸出，其余的硫就靠炉渣排除，这就要增加熔剂，增加炉渣碱度和渣量。一般焦炭含硫每增加1%，高炉焦比约增加1.5%～2.0%，石灰石用量增加2%，生铁产量减少2%～2.5%。 焦炭在高炉中承受高温热力作用、化学作用，以及强烈气流和铁水的冲刷、磨损、剪切作用下性能必然降低，其透气性下降、块度减小、气孔壁变薄等影响高炉操作，所以高炉焦要求灰低、硫低、强度高、块度均匀、气孔均匀致密、反应性低、反应后强度高。入高炉的焦炭的标准逐渐完善、细化。我国一直将焦炭的机械强度(即冷态强度)作为衡量焦炭质量的重要指标,但在高炉实际生产中,与冷态强度相比,焦炭的反应性(CRI)与反应后强度(CSR)更能反映焦炭的质量。为了更好地模拟焦炭在高炉中反应过程,新的国家冶金焦炭标准中增加了CRI和CSR两项指标。为生产合格的焦炭、为高炉炼铁提供有利的指导。因此必须提高焦炭高温性质量。 2 现状 邯钢焦化厂现有焦炉42孔JN 43-80型两座（1#、2#），45孔58-Ⅱ型一座（3#），45孔JN43-80型一座（4#），45孔JN60-6型两座（5#、6#），与六座焦炉配套的备煤系统为南北两个机械化煤场和南北两套核子称自动配煤设施，分别向一炼焦1#、2#、3#、4#焦炉和5#、6#焦炉供煤。年产焦炭204万t，主要供应炼铁4# 620 m3高炉、5# 1 260 m3高炉、7# 2 000 m3高炉，炼铁5#高炉扩容为2 000 m3后，自产焦炭，全部以混料方式供给5#、7#高炉。表1为我厂近期内焦炭平均质量，我厂6 m焦炉和4.3 m焦炉均为
影响焦炭反应性的因素
影响焦炭反应性的因素主要有以下两个方面： 1、原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时，易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金属的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 2、炼焦工艺条件：增大装煤堆比重、提高炼焦温度、采取焖炉等措施，可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 1、焦炭的冷强度与焦炭其孔径及其分布有关，而热强度则与焦炭孔壁厚度密切相关。 2、为改善焦炭反应性，根本在于多用主焦煤少用高挥发分煤，特别是少用挥发分大于37%的煤。在粘结性足够的情况下，可配入一些粘结性中等的低挥发分煤。 3、若在煤料中配入5%左右挥发分10%的延迟焦，反应性可降低10~20%，其原理是在炼焦后期有大量裂解碳产生，阻塞了部分微气孔，因而降低了反应性。基于这一原理，提高入炉煤的堆密度，提高炼焦最终温度，也有相同的效果。 影响焦炭反应性的因素主要有以下几个方面： 一、煤的性质 原料煤性质：一般中等煤化度的煤，炼制的焦炭有较低的反应性。尤其是煤料的流动度较大时,易使焦炭中生成较多的光学各向异性组织，可降低焦炭反应性。而煤料中灰分常含有碱金属和碱土金的氧化物，它们对焦炭和二氧化碳的反应有催化作用，因此，煤料灰分高或灰分中碱金属、碱土金属含量高，均会使焦炭反应性增大。 1.单种煤值挥发份过高或过低，其反应性较高。在24％左右时，焦炭的反应性最小。 2.单种煤平均最大反射率过高或过低，其反应性较高。 3.灰分对热性质影响，尤其是碱性金属氧化物的存在。 二、炼焦工艺条件： 1）、增大装煤堆比重；堆密度越高，焦炭的热反应性越低，反应后强度越高（明显）。2）、提高炼焦温度； 3）、采取焖炉等措施；一般4.3米以上焦炉结焦时间普遍长。可使焦炭结构致密，减少气孔表面积，使焦炭反应性降低。 三、熄焦方式：采用干熄焦，可避免水蒸汽对焦炭表面的活化，有利于降低焦炭的反应性。 四、备煤工艺条件 1.采用先粉弱粘煤、再配煤、在粉碎的工艺能使焦炭的热反应性下降，反应后强度提高。 2.配煤中添加轧机废油不仅可以提高煤料的堆密度，而且可以改善焦炭的冶金性能指标。
焦炭反应性及反应后强度的测定
焦炭反应性及反应后强度的测定 1主要内容及适用范围 规定了测定焦炭反应性及反应后强度的方法提要、实验仪器、设备和材料、试样的采取和制备、实验步骤、试验的结果计算和精密度。 适用高炉炼铁用焦的焦炭反应性及反应后强度的测定，其它用途可参照执行。 2 原理 称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100+5℃时与二氧化碳反应2小时后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性(CRI％)。反应后的焦炭，经I型转鼓试验后，大于lOmm粒级焦炭占反应后焦炭的质量百 分数，表示反应后强度(CSR％)。 3 试验仪器、设备和材料 电炉、反应器、I型转鼓、转鼓控制器、圆孔筛、干燥箱、架盘天平、红外线灯泡、热电偶、筛板、高铝球、托架、反应器支架、块焦反应监控仪、计算机显示器、二氧化碳供给系统及氮气供给系统中的(转子流量计、 洗气瓶、干燥塔、，缓冲瓶)等。 4 技术条件 4.1 升温速度：O-1100℃，平均升温速度为8-16℃／min。 4.2 控温精度：1100±5℃，通二氧化碳j言面度在10－25min内恢复到1100±5℃。 4.3 通气温度：400℃时通氢气，1100℃切断氮气通二氧化碳。 4.4 温度显示误差：不大于±5℃。 4.5 时间显示误差：24小时内不大子30s。 4.6 电源电压：220(±10％)V，500HZ。 4.7 最大负载功率：8千瓦。 4.8 使用环境：温度10－35℃，湿度不大于80％，周围无强电磁场及腐蚀性气体的场所。 5 操作程序 5.1 试验前试样的采取和制备 5.1.1 按GBl997规定的取样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用φ25mm、φ21mm圆孔筛筛分，大于φ25mm的焦块再破碎、筛分，取φ21mm筛上物，去掉片状焦和条状焦，缩分得焦块2kg，分两次(每次lkg)置于I型转鼓中，以20r／min的转速，转50r，取出后再用φ21mm圆孔筛筛分，将筛上物缩分出900g作为试样，用四分法将试样分成四份，每份不少于220g。 5.1.2 试验焦炉的焦炭可用40mm－60mm粒级的焦炭进行制样。 5.1.3 将制好的试样放入干燥箱中，在170—180℃温度下烘干2小时，取出焦炭冷却至室温，称取200±5g待用。 5.2 试验前烘炉 5.2.1 检查电源电压是否正常，炉温控制仪上“手动／自动”开关是否在自动位置，控制电缆插头是否插好。 5.2.2 将反应器盖置子炉顶的托架上吊放在电炉内，热电偶插入热电偶套管内，托架与电炉盖问放置石棉板隔热。打开计算机电源开关，启动计算机进入Windows98操作系统。当计算机启动完成后，用鼠标双击桌面上的“块焦反应性控制系统”图标，即可进入操作，同时按下炉温控制仪电源开关。 5.2.3用鼠标单击“运行”单击“试验条件”将反应温度1100℃改成500℃即可，时间2小时，烘炉完成将反应温度500℃改为1100℃。 5.3 试验步骤 5.3.1 称取200±0．5g焦炭试样(大约38－42个之间)，在反应器底部铺一层高约100mm的高铅球(40个)，上面平放筛板。然后装入已各好的焦炭试样，注意装样前调整好高铝球高度，使反应器内焦炭层处于电炉恒温区内，将与上盖相连的热电偶套管插入料层中心位置，用螺丝将盖与反应器简体固定，将反应器置于炉顶的托架上吊放在电炉内，托架与电炉盖间放置石棉板隔热。 5.3.2 将反应器进气管、排气管分别与供气系统，排气系统连接。将测温热电偶插入反应器热电偶套管内，检查气路，保证严密。 5.3.3 用鼠标单击“运行”用炉温控制仪调节电炉加热。先用手动调节，电流由小到大，在15min之内逐渐调至最大值，然后将按钮拨到自动位置，升温速度为8-16℃／min。
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
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%
焦炭热反应性
焦炭反应性及反应后强度试验方法 1 范围 本标准规定了测定焦炭反应性及反应后强度试验方法的原理、试验仪器、设备和材料、试样的采取与制备、试验步骤、试验结果的计算及精密度。 本标准适用高炉炼铁用焦的焦炭反应性及反应后强度的测定，其他用途焦炭可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T1997-1989 焦炭试样的采取和制备 GB/T2006-1994 冶金焦炭机械强度的测定方法 3 原理 称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100℃±5℃时与二氧化碳反应2小时后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性(CRI%)。 反应后焦炭，经I型转鼓试验后，大于10mm粒级焦炭占反应后焦炭的质量百分数，表示焦炭反应后强度(CSR%)。 4 试验仪器、设备和材料 4.1 电炉 电炉用电炉丝、碳化硅或其它能满足试验要求的加热元件加热均可。 4.1.1 底部封闭式加热电炉 炉体结构如图1。 图1 图2 1 高铝外丝管 2 铁铬铝炉丝3、4 轻质高铝砖 1 炉壳2、3、4 轻质高铝砖5绝缘子 5 炉壳 6 脚轮 7 炉盖8绝缘子 6 炉盖7 硅碳棒8炉脚9 反应器支架 炉膛内径140mm，外径160mm，高度640mm（高铝质外丝管）。
加热元件：使用碳化硅加热器或者电炉丝，前者的使用寿命较长，后者的使用寿命较短，而且更换麻烦。 使用电炉丝时的电炉安装要点：炉壳底部封闭，上口敞开，预先在底板上装好脚轮。在底部铺一层耐火砖，将绕好电阻丝的外丝管立放于底板正中。在外丝管与炉壳间隙之间，填充轻质高铝砖预制件（由标准尺寸的轻质高铝砖切制）或者保温棉，炉丝由上下两端引出，与固定在炉壳上的绝缘子相联接。炉丝引出部分用单孔绝缘管保护好，切忌相互搭接，以免造成短路。控温电偶插入反应器中央，将电炉与控温仪及电源接好。每一台电炉安装完毕即测定恒温区，使炉膛内1100±5℃温度区长度不小于150mm。 使用碳化硅加热元件时的安装要点：可以使用硅碳管或者6到8根硅碳棒，接线时尽量在加热元件的同一端接电源，同时要注意露出的接线端的绝缘保护，防止触电。 4.1.2 底部开口加热电炉 炉体结构如图2。 炉膛：180 mm×180mm ，高600mm(炉壳)。 加热元件：U型硅碳棒，四支，四面炉膛各一支。 电炉安装要点：炉壳底部开口，保证高铝反应管能够通过，上口敞开；底部下反应器支架中间开小孔，使进气管口能够通过，底板用脚支撑。在底部铺一层耐火砖，用标准尺寸的轻质高铝砖砌制炉膛,周围填充保温材料。炉膛顶部开四个孔，放置硅碳棒。硅碳棒连接线与固定在炉壳上的绝缘子相联接，盖好上盖。控温电偶插入反应器中央，将电炉与控温仪及电源接好，每一台电炉安装完毕即测定恒温区，使炉膛内1100℃±5℃温度区长度大于150mm。 4.2 反应器 反应器为耐高温合金钢反应器或高铝质反应器。 4.2.1 耐高温合金钢反应器 结构如图3，由耐高温合金钢制成（GH23或GH44）。 图3 图4 1 中心热电偶套管 2 进气管 3 排气管1中心热电偶插孔 2 进气管 3 排气管 4 盖子 5 底座 4.2.2 高铝质反应器 结构如图4，由耐高温刚玉管和耐高温合金钢（GH23或GH44）制作。反应筒用耐高温刚玉管，上盖下底用耐高温合金钢制作。与硅碳棒加热电炉配置。此反应器也可全用耐高温合金钢（GH23或GH44）制作。 4.2.3 电炉与反应器组装图 电阻丝加热电炉与耐高温合金钢反应器组装图，如图5。
焦炭反应性及反应后强度操作规程
焦炭反应性及反应后强度 操作规程 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
焦炭反应性及反应后强度安全操作规程 1、设备必须由专职电工或厂家调试人员进行安装及调试 2、电源电压必须与电气设备的额定电压相同(AC220V)，且电源电压应在±5%范围内 3、设备如遇跳闸时应查明原因排除故障后再合闸，不得强行合闸。 4、设备启动后应检视各电器仪表正常后方可正式工作。 5、如遇漏电失火时应先切断电源，用二氧化碳和干粉灭火器进行灭火。禁止用水及其它 液体灭火器进行灭火。 6、发生人体触电时应立即切断电源，然后用人工呼吸法作紧急抢救治疗。但在未切断电 源之前禁止与触电者直接接触,以免再发生触电。 7、设备应接地良好,不得借用避雷器地线做接地线。电气部分不应有漏电现象。 8、电器设备的所有连接桩头应牢固并需经常检查。如发现松动，先需切断电源后再行处 理。 9、设备的配电箱内必须保持清洁，不得存放任何东西，并应配备有安全锁。未经本机操 作人员和有关人员的允许，其它人员不准随意开箱合线路总闸或分段路闸，以防造成事故。 10、不得用水清洗电气设备，以免电气设备受潮发生事故。 11、设备应存放在干燥的室内。 12、工作中如遇停电时应立即将电源开关拉开。
13、如需修理和维护时，不仅要切断电源并在电闸箱上加锁，同时挂上“机械修理禁止合 闸”的警示牌。 14、工作完毕后应及时切断电源，并锁好闸箱门。 15、设备在工作状态下严禁将身体任何部分贴近电炉部分，以免高温对人身造成伤害。 16、设备工作状态下，室内必须保证通风良好，以免有害气体对人身造成伤害。 17、设备在工作状态时禁止触碰洗气瓶，防止腐蚀性药品泄露伤人。 18、操作转鼓时应与转鼓保持安全距离（），且时刻观察转鼓是否与工作台刮碰 19、提出反应器时应小心高温灼伤。 20、操作反应器是应保证反应器温度在100℃以下，同时应佩戴耐高温防护手套。 焦炭反应性及反应后强度试验步骤 1、试样采取 试样要求：φ23-φ25，去掉棱角，近似球形2㎏ 取样方法：在大焦堆的四角和顶部取M40的焦炭10㎏，经鄂式破碎机破碎成φ25－φ26的粒度，弃去泡焦、炉头焦，用专用制样器，用小锤轻敲过孔后经过I型转鼓转50圈后或使用焦炭制样系统制出的样品取2㎏（也可采用专用制样系统进行制样）。 2、烘干 烘干条件：170-180℃烘干2小时（1㎏）
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项
焦炭反应性及反应后强度试验中注意事项： 焦炭反应性及反应后强度是评价焦炭热性质的重要指标，对高炉冶炼影响很大。近年来随着高炉大型化，该两个指标越来越受到人们的重视，许多国家根据国资源和技术需要制定不同的测试方法，并用相应的指标来控制焦炭的质量，我国于1983年制定了国家标准，但是由于试验条件不易掌握，导致两指标的测定值误差较大，影响了对焦炭质量的评价。根据几年来的工作经验，提出几个测定中注意的问题仅供大家参考。1.自测观察其大小是否均匀外，每次试验不仅要保证试样质量符合标准。同时还要尽量使试样的焦块数目相等。在反应器底部装100mm后高铝球时要装平，装焦炭块时也要均匀装平。2.按GB/T4000-2008规定，焦炭在装入反应器前需在烘箱中干燥，温度在170-180度，干燥2小时，去除焦炭外表面吸收的水分，放入干燥器中冷却到室温。称重（200±0.5g)入炉，为防止试验过程中焦炭丢失影响试验的准确性，试验做完后，要重新数一数焦块数目，检查与装入数目是否一致，还要检查以下反映后的焦块，如果有说明取样不好，数据的代表性和准确性差。 1.严格按照国标制焦炭样使粒度形状尽量接近。 （1）.按GB/T4000-2008规定的制样方法，按比例取大于25mm焦炭20kg，弃去泡焦和炉头焦。用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用25mm、23mm圆孔筛筛分，大于25mm焦块再破碎、筛分。取23mm筛上物，去掉薄片状焦和细条状焦，保留较厚片状焦和较粗条状焦，并将较厚片状焦和较粗条状焦用手工修整成颗粒状焦块，用制样方法一（1）在厚度为8-10mm的钢板上，钻若干个直径为21mm的圆孔钢板，在此钢板砸出110粒焦炭试样。（2）在170-180度的烘箱中，烘干时间不低于2
国内焦炭的质量指标评价综合知识
国内焦炭的质量指标及评价综合知识 ------------------------------------------------------------ 一、焦炭定义烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦。由高温炼焦得到的焦炭用于:高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦
炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。四、焦炭的物理性质焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 真密度为 1.8-1.95g/cm3；视密度为 0.88-1.08g/ cm3；气孔率为 35-55%；散密度为 400-500kg/ m3；平均比热容为 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）；热导率为 2.64kj/（mhk）（常温），6.91kg/（mhk）（900℃）；着火温度（空气中）为 450-650℃；干燥无灰基低热值为 30-32KJ/g；比表面积为 0.6-0.8m2/g 。五、焦炭的反应性及反应后的强度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
焦炭反应性及反应后强度操作规程
焦炭反应性及反应后强度安全操作规程 1、设备必须由专职电工或厂家调试人员进行安装及调试 2、电源电压必须与电气设备的额定电压相同(AC220V)，且电源电压 应在±5%范围内 3、设备如遇跳闸时应查明原因排除故障后再合闸，不得强行合闸。 4、设备启动后应检视各电器仪表正常后方可正式工作。 5、如遇漏电失火时应先切断电源，用二氧化碳和干粉灭火器进行灭 火。禁止用水及其它液体灭火器进行灭火。 6、发生人体触电时应立即切断电源，然后用人工呼吸法作紧急抢救 治疗。但在未切断电源之前禁止与触电者直接接触,以免再发生触电。 7、设备应接地良好,不得借用避雷器地线做接地线。电气部分不应有 漏电现象。 8、电器设备的所有连接桩头应牢固并需经常检查。如发现松动，先 需切断电源后再行处理。 9、设备的配电箱内必须保持清洁，不得存放任何东西，并应配备有 安全锁。未经本机操作人员和有关人员的允许，其它人员不准随意开箱合线路总闸或分段路闸，以防造成事故。 10、不得用水清洗电气设备，以免电气设备受潮发生事故。 11、设备应存放在干燥的室内。 12、工作中如遇停电时应立即将电源开关拉开。 13、如需修理和维护时，不仅要切断电源并在电闸箱上加锁，同时挂
上“机械修理禁止合闸”的警示牌。 14、工作完毕后应及时切断电源，并锁好闸箱门。 15、设备在工作状态下严禁将身体任何部分贴近电炉部分，以免高温 对人身造成伤害。 16、设备工作状态下，室内必须保证通风良好，以免有害气体对人身 造成伤害。 17、设备在工作状态时禁止触碰洗气瓶，防止腐蚀性药品泄露伤人。 18、操作转鼓时应与转鼓保持安全距离（0.8m），且时刻观察转鼓是 否与工作台刮碰 19、提出反应器时应小心高温灼伤。 20、操作反应器是应保证反应器温度在100℃以下，同时应佩戴耐高 温防护手套。
焦炭热反应性技术参数
全自动焦炭反应性及反应后强度测定仪技术要求 一、设备名称、数量 1、主设备 名称：全自动焦炭反应性及反应后强度测定仪 数量：1台套 2、配套设备、备件 2.1 名称： I型转鼓 数量：1台 2.2名称：计算机 数量：1套 2.3名称：二氧化碳气体净化装置（洗气瓶、干燥塔、缓冲瓶） 数量：2套 2.4氮气气体净化装置（洗气瓶、干燥塔） 数量：2套 2.5名称：反应器 数量：10 2.6名称：S热电偶 数量：2套 二、技术要求 焦炭反应性及反应后强度测定仪采用计算机自动控制和手动控制，硅碳棒加热，焦炭反应器自动升降装置自动出炉装置，无人值守操作，安全、可靠。 全面符和国家标准GB/T4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》技术要求。 控制部分采用德国西门子PLC，气体流量采用质量流量控制器自动控制。 双电偶控制，具有超温报警功能，超温后自动断电，防止可控硅击穿、电偶损坏、信号干扰等原因造成电炉烧坏或反应器烧融。 三、技术参数： 1、加热炉工作温度：1250℃(MAX)；额定功率：10KW，
硅碳棒加热，独立炉膛内管：翼式碳化炉，Φ170×550mm ；独立炉膛外管：刚玉材质，Φ160×640；有效恒温区：＞150mm。 2、电偶S型，0.5级控制精度： 1100℃±5℃；保护管GH3030。 温控过程：室温～1100℃, 升温速率8-16℃/min；1100℃恒温2h ；内置可编辑多段温控曲线，温控精度：1100℃恒温，精度：±2℃； 3、流量控制采用质量流量控制器自动控制，计算机能自动切换氮气和二氧化碳。计算机手动CO2与N2分别独立可调，N2：0-10L可调；CO2：0-10L可调；准确度：±1.0%FS。重复精度：±0.2%FS 。 4、反应器材质GH3044,最高使用温度1400℃。反应器尺寸：内径Φ80mm×500mm。 5、 I型转鼓：Φ140mm×700mm；壁厚5mm~6mm。 30min±1 min，600转，自动计数和控制。 6、试验筛：23mm，25mm，10mm的圆孔筛。 7、I型转鼓：一体化减速总成：转数20r/min，试验转数：60转；I鼓自动定位装出试样，无需拆卸；总转数：600r；时间：30min；电机功率：0.18kw， 8、CO2、 N2专用减压器，配套气路连接专用管。 9、高铝球：规格：Φ20mm，数量100个。 10、计算机最低配置： CPU Intel Pentium 双核2.0G以上处理器，2GB内存，160GB以上硬盘，19”液晶显示器，DVD-ROM, 2个串口（1个缓冲），1个并口，正版WINDOWS XP或更高操作系统 四、技术服务 1、设备安装、调试和验收: 仪器到达用户所在地后，制造商及设备总承包商的技术代表到工作现场进行安装调试，直至通过验收。 2、技术培训：在用户安装现场对用户进行至少二人的技术培训；培训内容包括仪器的技术原理、仪器操作、数据处理、仪器基本维护等；所有的费用由供应商提供，费用包含在设备报价中。
焦炭指标
焦炭指标 指标等级粒度指标影响 ＞40 ＞25 灰分Ad% Ⅰ≤12.0 "灰分偏大增加焦比（焦炭使 用量）" Ⅱ≤13.5 Ⅲ≤15.0 硫分St.d% Ⅰ≤0.60 高炉炼铁的有害杂质 Ⅱ≤0.80 Ⅲ≤1.00 机械强度M25% Ⅰ≥92.0 机械强度偏低，倒运过程中会产生大量焦粉 Ⅱ≥88.0 Ⅲ≥83.0 M40% Ⅰ≥80.0 Ⅱ≥76.0 Ⅲ≥72.0 M10% ⅠM25时≤7.0；M40时≤7.5 Ⅱ≤8.5 Ⅲ≤10.5 反应性CRI% Ⅰ≤30 450m3以上高炉使用焦炭的重要指标，高炉越大对反应后强度要求越高，反应性要求越低 Ⅱ≤35 反应后强度CSR% Ⅰ≥55 Ⅱ≥50 挥发分Vdaf% ≤1.8 挥发分高低判断焦炭的生熟 水含量Mt% 4.0±1.0 5.0±2.0 水分大增加运输成本 焦末含量% ≤4.0 ≤5.0 增加焦炭使用量 焦炭的机械强度,包括抗碎强度指标M25（M40)，耐磨指标（M10)，焦炭反应性（CRI)和反应后强度（CSR）。前面两个是冷态特性，后面的是在高温下的强度特性（1100℃）。 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在40 ～45% ，铸造焦要求在35 ～40% ，出口焦要求在30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的高低，与炼焦所用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为基础煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭的抗碎强度
焦炭的品种及其指标
焦炭 一、焦炭定义 烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050 ℃，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 是高炉焦、铸造焦、焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90% 以上的冶金焦均用于，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用与熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。 二、焦炭分布从我国焦炭产量分布情况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、华东和东北地区。 三、焦炭用途焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。 四、焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 为； 视密度为cm3 ；为35-55% ；
焦炭的物理性质
焦炭的物理性质 焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 1. 真密度为 1.8-1.95g/cm3； 2. 视密度为 0.88-1.08g/ cm3； 3. 气孔率为 35-55%； 4. 散密度为 400-500kg/ m3； 5. 平均比热容为 0.808kj/（kg?k）（100℃），1.465kj/（kg?k）（1000℃）； 6. 热导率为 2.64kj/（m?h?k）（常温），6.91kg/（m?h?k）（900℃）； 7. 着火温度（空气中）为 450-650℃； 8. 干燥无灰基低热值为 30-32kj/g； 9. 比表面积为 0.6-0.8m2/g 。 焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。 焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。（1）按焦炭元素分析，焦炭成分为：炭82%～87%，氢1%～1.5%，氧0.4%～0.7%，氮0.5%～0.7%，硫0.7%～1.0%，磷0.01%～0.25%。（2）按焦炭工业分析，其成分为：灰分10%～18%，挥发分1%～3%，固定碳80%～85%。可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为0.7%～ 1.2%。 六、焦炭的质量指标 焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规则的孔孢结构体（或孔孢多孔体）。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度（指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少）来衡量。衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（只焦炭气孔体积占总体积的百分数）来表示，它影响到焦炭的反应性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标
浅析焦炭反应性与高炉冶炼
浅析焦炭反应性与高炉冶炼 摘要：总结了不同时期焦炭反应性与高炉冶炼的的认识，论述了不同反应性的焦炭与高炉冶炼效率之间的影响关系，以及目前对改进反应性以提高生产所采取的方法措施。 关键词：焦炭；反应性；高炉冶炼 前言 焦炭是高炉的主要燃料，在冶炼过程中不但发挥着还原剂和发热剂的坐作用，还作为碳源起着渗碳的作用以及构成料柱骨架。焦炭的还原性依赖与它在高炉中的反应性，一般认为焦炭反应性与焦炭反应后所剩物质的强度有着某种负相关的关系，所以焦炭反应性与其料柱骨架有着直接关系，其反应性对高炉冶炼具有十分重要的作用。在高炉冶炼的发展过程中，由于制造工艺和冶炼手段存在很大差异，产生了各种高炉操作技术和配煤炼焦手段。同时，人们不断加深了对焦炭反应性和高炉冶炼之间关系的认识。在当前环保意识不断增强、优质焦煤紧缺的条件下，控制好焦炭的反应性对提高冶炼效率至关重要。 1.焦炭的产生与应用 早期高炉冶炼所用的燃料是木炭，而随着工业的不断发展，生铁的需求越来越大，所消耗的木炭的量也越来越多，导致森林大量被砍伐，树木资源紧缺，再加上木炭强度有限，导致高炉冶炼技术和产量得不到进一步发展。当时，人们试验用没来替代木炭作为高炉的燃料和还原剂，但是由于燃烧煤时鼓风能力不够，而且煤中还有较多的磷和硫，产生了较大的污染，所以，以煤替代木炭的想法胎死腹中。后来，有人提出用焦炭替代木炭来作为还原剂。刚开始由于工艺的不足，焦炭中含有过多的硫，导致试验没有成功。此后有人利用低硫煤炼制除了含硫量较低的焦炭，成功应用与高炉冶炼中，从此高炉冶炼开启了新的篇章。 2.焦炭反应性的高低与高炉冶炼 2.1低反应性焦炭 经过多年的发展，焦炭低反应性能提高高炉冶炼效率的思想被大多数人认可。焦炭反应性低，就意味着焦炭刚开始反应时温度较高，能够将高炉内的还原区间接扩大，有利于铁矿石的间接还原。焦炭的可燃性和反应性低，那么它在风口区的反应就会很慢，在燃烧区的横截面积就大，这样就能让炉料的下降速度变得更加均匀，有利于提高产品质量。如果焦炭的反应性高，刚开始反应时温度较高，那么炉内温度很低的情况下，焦炭就会与二氧化碳反应而产生一氧化碳，一氧化碳不能及时与铁矿石发生反应就被高炉煤气带走排出，导致焦炭的使用率降低。而且，高反应性的焦炭在温度较低时就开始反应，在高温时其强度必然会降低，这就会破坏高炉里面的透气性。根据统计，焦炭的反应性如果提高2%，焦
KF-2008H型焦炭反应性及反应后强度
文件号： KF-2008H型焦炭反应性及反应后强度 测定仪 2011年月日发布 2011年月日实施鞍钢集团朝阳鞍凌钢铁有限公司 化检验中心
CMW/AnLsteel 6240 EA (0403)-2010/0 第1页共4页 文件更改一览表
KF-2008H型焦炭反应性及反应后强度使用与维护规程 本规程适用于KF-2008H型焦炭反应性及反应后强度使用与维护。该设备是一种通用的加热设备 一、操作 主要技术参数 a、功率：7kw。 b、控温范围：0℃-1150℃，分辨率：1℃。 c、控温精度：1100±2℃。 d、控温元件：N型热电偶。 e、加热体:硅碳棒。 f、电源电压：AC220V±10%，50Hz±5%三相五线制。 二、操作方法 1：将承重好的焦炭（200±0.5g）放入反应器中，并拧紧螺丝，防止漏气。 2：打开测定仪总电源，先打开PLC电源，待初始化结束后，再打开控制电源，将反应器升入加热炉。 3：打开计算机，进入KF2008H程序，点击“主回路启动”，再点击“运行”，实验开始。打开氮气和二氧化碳气的气瓶。 4：当中心温度达到400℃时，系统会自动接通氮气（0.8L/min）。5：当中心温度达到1050℃时，系统会自动给二氧化碳气瓶瓶口预热。 6：当中心温度达到1100℃稳定10分钟后，系统会自动切断氮
气，改通二氧化碳气（5L/min）。开始反应。 7：当反应结束后（120分钟），升降器会自动下降，系统会自动切断二氧化碳气，改通氮气（2L/min）。开始降温。 8：当中心温度降到100℃时，点击系统中的“停止”，再点击“主回路停止”，将焦炭取出，称重并记录。关闭氮气和二氧化碳气的气瓶。 9：将称重后的焦炭放入I型转鼓转600r（20r/min）。 10：将转鼓后的焦炭取出，过筛（Φ10mm），称取筛上物并记录。 11：打开报告，认真填写并报存（在E盘）打印，实验结束。 二、保养与维护 1、维护过程中应注意易损件位置，以免维修过程中易损件损坏。 2、设备用完后应定期除尘保养，以免灰尘过多影响实验结果。 三、注意事项 1、反应器上升时一定要对准炉膛不要碰炉壁。 编制人：罗慧远审核人：王身庆批准人：宋任伟
焦炭的物理性质
焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。 焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质密切相关。焦炭的主要物理性质如下： 1.真密度为 1.8- 1.95g/cm3； 2.视密度为 0.88- 1.08g/ cm3； 3.气孔率为35-55%； 4.散密度为400-500kg/ m3； 5.平均比热容为 0.808kj/（kg?k）（100℃）， 1.465kj/（kg?k）（1000℃）； 6.热导率为 2.64kj/（m?h?k）（常温）， 6.91kg/（m?h?k）（900℃）； 7.着火温度（空气中）为450-650℃； 8.干燥无灰基低热值为30-32kj/g；
9.比表面积为 0.6- 0.8m2/g。 焦炭的化学成分包括有机成分和无机成分两大部分。有机成分是以平面炭网为主体的类石墨化合物，其他元素氢、氧、氮和硫与炭形成的有机化合物，则存在于焦炭挥发分中，无机成分是存在于焦炭的各种无机矿物质，以焦炭灰成分表征其组成。 焦炭的化学成分主要用焦炭工业分析和焦炭元素分析来测定。 （1）按焦炭元素分析，焦炭成分为： 炭82%～87%，氢1%～ 1.5%，氧 0.4%～ 0.7%，氮 0.5%～ 0.7%，硫 0.7%～ 1.0%，磷 0.01%～ 0.25%。 （2）按焦炭工业分析，其成分为： 灰分10%～18%，挥发分1%～3%，固定碳80%～85%。可燃基挥发分是焦炭成熟度的重要标志，成熟焦炭的可燃基挥发分为
焦炭反应性及反应后强度测定操作规程
华誉化验室 焦炭反应性及反应后强度测定 操作规程
焦炭反应性及反应后强度测定操作规程 1 引用文件： 《GB/T 4000-2008 焦炭反应性及反应后强度试验方法》； 《KF-2008H型焦炭反应性及反应后强度测定仪使用手册》。 2 方法概要: 称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100℃±5℃时与二氧化碳反应2h后，以焦炭质量损失的百分数表示焦炭反应性（CRI）。 反应后焦炭，经I型转鼓试验后，以大于10㎜粒级焦炭占反应后焦炭的质量分数表示焦炭反应后强度（CSR）。 3 设备、材料和工具 3.1 仪器： 3.1.1 焦炭反应性及反应后强度测定仪：KF-2008H型； 3.1.2 耐高温合金钢反应器； 3.1.3 反应器支架； 3.1.4 电子台秤：最大称量500g，感量0.5g； 3.1.5 I型转鼓：20r/min±1r/min,减速机减速比为50； 3.1.7 干燥箱：容积不小于0.07m3,最高使用温度可达300℃； 3.2 材料： 3.2.1 二氧化碳供给系统： 3.2.1.1 二氧化碳钢瓶及二氧化碳电加热减压阀，钢瓶内二氧化碳含量达99.99%； 3.2.1.2 二氧化碳电加热减压阀规格：220v,0～25Mpa； 3.2.1.3 流量计：0.6m3/h； 3.2.2 氮气供给系统： 3.2.2.1 氮气钢瓶及氧压表，钢瓶内氮气含量为≧98.5； 3.2.2.2 流量计：0.25m3/h； 3.3 工具： 3.3.1 圆孔筛：φ10㎜一个，筛框有效直径200㎜； φ23㎜一个，筛框有效直径300㎜； 3.3.2 钳子；
3.3.3 浅盘； 3.3.4 活口扳子； 3.3.5 六角扳手。 4 准备工作 4.1 检查所用工具是否齐全，并将工具摆放合理便于使用； 4.2 开启二氧化碳和氮气，并检查二氧化碳、氮气是否充足，以能完整做一次试验为最低标准； 4.3 顺序开启电脑、控制炉体总电源的空气开关、精准控温箱电源开关、反应器升降杆电源开关。 4.4 调节I型转鼓转数在50或600，备用； 5 试样制备 5.1 将2㎏试样分两次（每次1㎏）置于I型转鼓中，以20r/min的转速，转50转，取出后用φ23㎜圆孔筛筛分，筛分时注意弃去薄片状焦、泡焦和炉头焦，将筛上物缩分出900g 作为试样并放在浅盘上，用四分法将试样分成四份，每份不得少于220g。 5.2 将制好的试样放入干燥箱，在170～180℃温度下烘干2h，取出焦炭冷却至室温，用φ23㎜圆孔筛筛分，称取200g±0.5g待用。 6 试验步骤 6.1 将准备好的焦炭试样200g±0.5g装入反应器，并记录颗粒数，将带有热电偶套管和进气支管的反应器盖盖在反应器上，用六角扳手将紧固螺丝旋紧，将反应器倒置上下晃动10下，以保证试样装入均匀分布；将反应器放在升降杆上的反应器托架上，按动升降杆升降按钮将反应器升入炉体内部。 6.2 在电脑桌面上双击桌面文件名为KF2008H的文件进入焦炭反应性及反应后强度测定仪的操作界面，依次点击下方主回路启动（start）和运行（run）,仪器开始工作，由于本仪器为自动控制仪器，设置好参数后，当中心温度达到400℃时，自动通入氮气（流量为0.8L/min）；当反应器中心温度达到1050℃时，自动接通氧化碳电加热减压阀，并预热10min；当温度达到1100℃时，自动切断氮气通入二氧化碳（流量为5L/min），反应开始；反应2h后自动切断二氧化碳通入氮气（流量为2L/min），于此同时反应器自动下降至升降杆上的反应器托架上冷却。 6.3 当反应器中心温度达到100℃时，自动切断氮气，在焦炭反应性及反应后强度测定仪的操作界面依次点击停止（stop）和主回路停止（stop）；此时可以将反应器上盖打开，倒出焦