第一章_焦炭的性质和用途.pptVIP

为了能够评价焦炭在高温作用及受化学作用之后的焦炭强度，世界各国还发展了焦炭的高温机械强度和反应后强度的测定方法。各种研究方法的试验结果共同得到如下的结论： 1)焦炭在高温下的强度比常温下要低； 2)在室温下测得的焦炭强度不能代表高温下的强度； 3)当试验温度高于焦炭的制造温度时，则焦炭的高温强度下降； 4)炼焦时间延长可改善焦炭的高温强度； 5)焦炭的冷强度愈高，由温度而引起的高温强度的降低愈小。 二、焦炭的强度 评价焦炭的强度还有显微强度、抗拉强度等，前者测定结果反映焦质中气孔壁的强度，后者是研究焦炭热破坏机理一种手段。 二、焦炭的强度 我国冶金焦炭质量标准 注：1.水分只作生产控制指标，不作质量考核依据。 2.焦末含量系指25mm以下部分，并以湿基计算。 3.本表摘自国标GB／T1996-94《冶金焦炭》 表1-2 冶金焦炭质量分级指标 第四节 焦炭的化学反应性能 尽管不同用途的焦炭在使用过程中所发挥的作用不完全相同，但是在使用中都存在焦炭与O2、CO2或水蒸气之间的化学反应，焦炭在与这些气体之间反应过程中所表现出的化学反应性能，对不同的生产过程有不同的影响。 对于冶金焦或铸造焦，要求反应性低，而对于气化焦则希望反应性高。 一、焦炭化学反应性与测定方法 二、 焦炭反应后强度 一、焦炭化学反应性与测定方法 焦炭与CO2或水蒸气反应的反应速率称为焦炭的化学反应性，可以用反应后气体中CO和CO2的百分浓度来表示，也可以用在一定反应条件下，反应一定时间之后所消耗的焦炭量占参加反应的焦炭量的百分率来表示。 目前一些国家采用块焦反应率这一指标，即将一定量的焦炭试样在规定的条件下与纯CO2气体反应一定时间，然后充氮气冷却、称重，这样反应前后焦炭试样重量差与焦炭试样重量之比的百分率即得到块焦反应率CRI。 式中 G0—参加反应的焦炭试样重量，kg； G1—反应后残存焦炭重量，kg。 (1-7) (1-8) 也可用化学反应后，载气中CO浓度和(CO+CO2)浓度之比的百分率表示块焦反应率，即 式中 CO、CO2 ---- 反应后气体中CO、CO2气体浓度，％。 一、焦炭化学反应性与测定方法 二、 焦炭反应后强度 由于焦炭的高温转鼓试验受试验条件的制约，很难反映出焦炭受化学反应的影响。因此，测定焦炭与CO2反应后的转鼓强度，则成为评价焦炭反应性能和高温强度的一项简便的试验方法。 具体方法是将经CO2反应后的焦炭先用氮气冷却，然后全部装入特定的转鼓内进行转鼓试验，试验后粒度大于某规定值的焦炭重量G2占装入鼓反应后焦炭重量G1的百分率即为焦炭的反应后强度CSR。 (1-9) 第五节 高炉用焦炭的作用 高炉是中空的竖炉，由上至下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸五段，为了使炉料顺利下移，高炉的炉身上口小，下口大形成倒锥状。炉料由铁矿石、熔剂和焦炭组成，生产中炉料从炉顶依次分批装入炉内，预热的高温空气(热风)由风口鼓入，焦炭在风口前激烈燃烧，释放出的热量为高炉冶炼过程提供热源。燃烧反应后生成的CO是高炉冶炼过程的还原剂。燃烧和还原反应生成的高温煤气穿过料层上升，对下降的炉料进行加热。 炉料在下降过程中，经预热、反应，矿石中的铁氧化物被还原成金属铁，高温下铁熔化后，铁水将顺焦炭表面落入炉缸。矿石中的脉石以及焦炭中的灰分将与熔剂反应生成炉渣，碱性的炉渣又起脱硫作用。铁水和液态炉渣分别定期地从高炉的铁口和渣口排出。 在炉腹下部的高温区内，铁矿石和熔剂都将熔化、熔融，只有焦炭还以固态存在，焦炭的存在为炉内下部维持良好的透气性，因此在高炉内焦炭还起到高温填料的作用，也即通常所指的骨架作用。 归结起来，焦炭在高炉内有三方面的作用： 1)高温热源作用； 2)提供还原剂的作用； 3)疏松骨架作用。 第五节 高炉用焦炭的作用 高炉内整个料柱的透气性是高炉操作的重要条件，在高炉炉料中，焦炭约占高炉有效容积50％左右，因此焦炭在炉内的块度、强度以及焦块在高炉下部的停留时间，对高炉的透气性有直接的影响。随着高炉冶炼技术的不断提高，高炉向大型化方向发展，以及高炉采用喷吹技术，使得焦炭在高炉内用量逐渐减少，但所起的骨架作用却愈显得重要。 目前冶金企业入炉焦比在400～550kg（焦）/t