影响焦炭反应性及反应后强度测定结果的因数

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浅谈焦炭反应性试验影响因素

浅谈焦炭反应性试验影响因素发布时间：2021-11-05T03:38:38.737Z 来源：《中国科技人才》2021年第21期作者：陈鸿升曹祯一厉成鹏[导读] 焦炭反应性数值与焦炭反应后强度数值是百分比关系，焦炭反应性数值的高低将直接决定焦炭反应后强度的数值。

日照检验认证有限公司焦炭作为冶金燃料，其高温性能的优劣对高炉炼铁的焦炭消耗有较大影响，随着高炉生产大型化和喷煤技术的应用，焦炭在高炉中的骨架作用也尤为重要。

高炉炼铁作为当前炼铁主流方式，对于焦炭的要求和需求量逐渐递增。

在交易市场中，焦炭的各项结算指标的变化牵动着卖方和买方，同时也影响到下游的产品的质量。

在焦炭结算指标中焦炭反应性与反应后强度是两个重要的关注点，不仅仅是衡量焦炭质量的两个重要指标，还关系到炼钢的稳定以及钢材的品质优劣，对此焦炭反应性及反应后强度在市场中有着很高的关注度。

一般来说，焦炭反应性数值与焦炭反应后强度数值是百分比关系，焦炭反应性数值的高低将直接决定焦炭反应后强度的数值。

这里，简单的讲解一下焦炭反应性的原理及意义。

什么是焦炭反应性？焦炭反应性的本质是什么？焦炭反应性的意义是什么？这三个问题是焦炭反应性试验的理论基础。

焦炭与氧化性气体在高温下反应的性质称为焦炭的高温反应性，简称焦炭反应性。

焦炭反应性主要包括三种反应：C+O2→CO2；C+H2O→CO+H2；C+CO2→2CO（碳溶损主要反应）。

焦炭反应性本质是气固相反应，在试验中是一个简单的化合反应，反应的正速率与反应物有关。

在实验室中，焦炭反应性的意义在于焦炭试样模拟在高炉中的反应状态，以反映出焦炭的品质。

焦炭与二氧化碳的反应是在高炉内900—1300℃的软融带和滴落带内发生的碳素溶损反应，碳素溶损反应对焦炭在冶炼过程中具有重要意义，通常作为焦炭反应性的代表反应。

以此推测，影响焦炭反应性试验的主要因素有温度、压力、气体浓度。

简单的总结了焦炭反应性的原理，我们以此为切入点，讨论影响焦炭反应性检验结果的主要因素：1.取制样影响因素“七分取制样，三分看化验“，这句俗语讲明了取制样在试验中的重要地位。

焦炭热态强度与影响因素分析

焦炭热态强度与影响因素分析随着我国整体经济的增长，钢铁工业也在逐步稳固发展，而焦炭作为钢铁工业中的重要组成部分，它起着骨架、还原剂和热源的作用，随着高炉的大型化，焦炭热态性能对高炉的运转，效率等方面的作用也越来越重要。

近年来，炼焦行业中对焦炭热态性能也是越来越重视，而焦炭的质量相对来说就尤为重要。

本文对焦炭热态强度与影响因素进行全面的分析，希望可以为整个行业乃至社会提供借鉴和帮助。

标签：焦炭；热态性能；影响因素；分析与探讨在整个炼焦行业当中，将焦炭的冷态强度作为衡量焦炭质量非常重要的标准这是长久以来的习惯。

但是，近年来随着高炉的大型化我们发现，焦炭热态强度性能对于高炉的高效率的运行和其他的一些方面更为重要，对于其影响也更为明显，由此本文通过对焦炭热态性能强度与影响的角度来分析问题并提出措施，为行业生产提供理论上的支撑和依据。

1 焦炭热态性能焦炭作为高炉炼铁工艺不可或缺的一个重要燃料，近年来随着高炉的喷吹燃料技术发展和进步，行业中焦炭的质量显的越来越重要，但是我们发现焦比却不断下降，我们会发现焦炭的质量对高炉冶炼的影响越来越明显，也可以这样说焦炭的质量在高炉炼铁工艺中起到的作用越来越重要，同时焦炭也成为限制阻碍高炉生产发展的重要影响因素之一。

用于高炉冶炼的焦炭通常都需要去满足成分、粒度和强度等三个方面的质量要求，比如固定C含量高、灰分低、有害元素的含量低，粒度为40～60mm并且需要均匀，冷强度高等一些质量上的要求。

为了可以保证焦炭在炉内的温度和气氛条件下的抗破碎和磨损的能力，还必须要求焦炭具有一定的热强度和较弱的反应性。

而焦炭的热强度是可以看出其焦炭热态性能的一个机械强度的指标。

它表现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。

2 焦炭热态强度与影响因素我们了解到影响焦炭热态强度的影响因素有很多，通过我们的一些试验，再经过分析焦炭反应性以及反应后强度之间的关系，在这个角度去研究焦炭热态强度的影响因素，我们发现焦炭反应性和反应后强度它们之间存在着负相关性，并且焦炭的气孔结构、显微组分和碱金属对焦炭热态强度均会有不同程度的影响。

研究影响焦炭热反应强度数据的因素

研究影响焦炭热反应强度数据的因素摘要：近年来，钢铁行业随着炼铁高炉大型化以及喷煤技术的应用，普遍认为焦炭在焦炉中的骨架作用尤为重要，越发重视焦炭热态指标数据的优劣，本文重点通过标准执行制样方法、设备差异、标准研究等因素进行探索研究，弄清楚数据结果重现性差的原因，从而使焦炭热性能数据能够真实反应焦炭质量。

关键词：钢铁行业；热反应；焦炭质量；真实；重现性差1 制样方法对焦炭热反应数据的影响2021年12月龙钢公司正式投用全自动焦炭颗粒制球机，以制球机代替手工制样作为结算报出数据，结束了长达5年的手工制样模式。

全自动焦炭颗粒制球机投用前，龙钢化验室实施了5种方案，经过100组机制手制比对数据，最终将两种制样方式的热反应数据平均偏差控制在1%以内，远低于国标要求，完成了业界认为不可能实现的目标，也彻底打破了传统上对全自动焦炭颗粒制球机的偏见，认为制球机制备的样品比手工样品数据要向好。

在制球机投用前本化验室结算数据主要以手工制样方式为主，以4台冲压式焦炭制球设备（HXZY-B）为主，工作原理为机械模拟人工敲制样品，其成品与手工方式敲制的样品形状一致。

为验证该冲压制样设备与手工制样一致，本实验室通过手工制样及冲压制样方法进行数据比对工作。

冲压式制球机全国范围内使用的化验室较少，虽然属于机械制样，但是其原理又是模拟传统人工制样方式，制球成型样貌与手工制样几乎没有区别，主要目的是降低员工劳动强度，目前龙钢化验室运行4台，已全面启用该设备代替人工敲制样品，投用前，经过大量数据比对工作，大样各留20公斤，一份用于传统手工制样，一份用冲压式制球机进行制备，数据汇总如表1所示：表1 手工制样与冲压制球机数据比对共计分析7组数据，涉及4家焦炭，为龙钢公司进购三种质量特征的焦炭，具有代表性。

总体数据与原分析数据相比较平均偏差反应性为0.3%，反应后强度0.2%，符合率达到100%，证明该制样方法较传统手工制样方法一致，可以代替手工制样方式。

焦炭反应性及反应后强度实验影响因素的探讨_史玉奎

燃料与化工Fuel &Chemical Processes2012年3月第43卷第2期随着高炉生产大型化和喷煤技术的应用，焦炭在高炉中的骨架作用更为重要，焦炭反应性（CRI ）及反应后强度（CSR ）已经成为评价焦炭质量优劣的重要指标[1-2]。

本文对影响CRI 及CSR 检测方法的各种因素进行分析，以找到测试结果重现性较差的原因，从而使焦炭热性能实验能够真实反应焦炭质量。

1实验部分1.1实验设备电子天平：MP2100型；干燥箱：101型；标准筛：23mm 、25mm 、10mm ；I 型转鼓机：转速20±1.5r/min ；反应器：高温合金钢制成；S 分度热电偶：规格700mm ；氮气：氮含量大于99.99％；CO 2气体：CO 2含量大于99.99％；焦炭反应性装置：KF —100型，鞍山热能研究院制造。

1.2实验方法按GB 1997取样，并按GB/T 4000—2008制取准23～25mm 的样品900g ，缩分出220g 左右，烘干后待用。

称取200g 样品置于反应器中，在1100℃通CO 2气体反应2h ，以焦炭质量损失的百分数表示CRI 。

反应后的焦炭再以20r/min 的转速在I 型转鼓机转30min 后，用大于10mm 粒级的焦炭占反应后焦炭的质量百分数表示CSR 。

2影响因素与结果讨论2.1试样的影响样品的均匀性影响实验结果的重复性。

样品的粒度变化造成焦粒表面积的差异，使实验过程中反应界面不同，从而造成实验结果的差异。

GB/T4000—2008中已经将样品的粒度范围由准21～25mm 修订为准23～25mm ，实验过程中样品的粒度和粒数趋于一致。

取制样的人为因素也影响实验结果的重复性。

保留泡焦和焦头的热性能实验结果表明，CRI 极差为6.1%，CSR 极差为9.0%，大大超出实验重复性要求[3]。

虽然GB/T 4000—2008中明确要求弃去泡焦，但泡焦的区分和判断上的人为差异仍会造成样品的差异。

焦炭反应性及反应后强度预测与控制因素

Ｃ对焦炭的溶损；金属等杂质对焦炭的Ｏ碱
侵蚀及对焦炭与ＣＯ。应的催化。反传统的焦炭质量评价指标主要是前两项。过对高炉大量的解剖研究发现，炭在经焦高炉中从炉喉到炉身下部焦炭块度并无多大变化，说明前两项因素并不是焦炭在高温这中严重破坏的根本因素。高炉热转鼓研究表明，温度＞１３０。焦炭强度才有明显当０Ｃ时
者的重视。
用以及碱金属自身对焦炭的侵蚀，是焦炭也
在高炉中严重损坏的根本原因。
２焦炭反应性预测
我国于１８９３年制定了反应性测试国家标准，９７年对旧标准不合理处进行了修１９改，标准更具可操作性。在许多厂家都逐使现渐开始了该项目的测试工作，钢、钢、鞍首宝钢、焦厂等都已将反应性指标作为本厂评上
Ｔ。Ｔ，统计Ｔ。值比基氏流动度的～经一Ｔ
温度范围低１～２。，煤的塑性温度范围８２Ｃ故
为： △Ｔ十１～２８２。
应性对焦炭在炭化过程中所达到的最高温度
非常灵敏，于某一焦炭，高温度提高，对最焦炭反应性降低。控制好整个炭化过程包括送

焦炭反应性及反应后强度实验影响因素的探讨

焦炭反应性及反应后强度实验影响因素的探讨
史玉奎;张楠;赵衍芳
【期刊名称】《燃料与化工》
【年(卷),期】2012(43)2
【摘要】随着高炉生产大型化和喷煤技术的应用,焦炭在高炉中的骨架作用更为重要,焦炭反应性( CRI)及反应后强度(CSR)已经成为评价焦炭质量优劣的重要指标[1-2].本文对影响CRI及CSR检测方法的各种因素进行分析,以找到测试结果重现性较差的原因,从而使焦炭热性能实验能够真实反应焦炭质量.
【总页数】2页(P27-28)
【作者】史玉奎;张楠;赵衍芳
【作者单位】山东石横特钢集团有限公司,肥城 271612;山东石横特钢集团有限公司,肥城 271612;山东石横特钢集团有限公司,肥城 271612
【正文语种】中文
【相关文献】
1.焦炭反应性及反应后强度检测的影响因素分析 [J], 刘红霞
2.焦炭反应性与反应后强度的关系及其影响因素探讨 [J], 智红梅
3.焦炭反应性及反应后强度试验影响因素分析 [J], 阴雨蒙蒙
4.焦炭反应性及反应后强度影响因素及预测模型的研究 [J], 赵志娟
5.焦炭反应性与反应后强度的关系及其影响因素探讨 [J], 钟声;沙泥亚木·阿不都热依木
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焦炭反应性和反应后强度关系及影响因素论文

焦炭反应性和反应后强度关系及影响因素论文【摘要】为了预测焦炭在高炉中的反应行为，本文对某公司大量的焦炭进行了检测及数据分析，说明焦炭反应性与反应后强度之间有良好的负相关性。

对焦炭冷态强度与热态性能之间进行了对比，建议企业在保证焦炭的冷态强度合格的同时更要关注焦炭的热态性能指标。

在高炉内焦炭起到骨架支撑、还原剂和燃料的作用。

高炉内下降的液态炉渣及铁水都需要通过焦炭料柱的孔隙落入炉缸，而上升的气流也需要通过焦炭料柱的孔隙到达炉顶，因此，焦炭料柱必须要有良好强度才能保证高炉冶炼过程能顺利进行。

焦炭质量指标确定为6个：M40和M10两个冷态性能指标，CRI和CSR两个热态性能指标，还有灰分（Ad）和硫分（Sd）两个成分指标。

CRI是指焦炭的化学稳定性，CSR是指焦炭在炉内的高温稳定性。

焦炭的热态性能变差时，往往会造成高炉顺行变差或失常，直接影响产量和综合焦比。

因此降低CRI、提高CSR、改善高温性能已成为炼焦炼铁界共识。

一、试验方法1、焦炭反应性试验方法。

按照GB/T4000-2008，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的反应性（CRI%）。

2、焦炭反应后强度实验方法.按照GB/T4000-2008，反应后的焦炭经过Ι型转鼓以20r/Min的转速共转30Min，总转数600转后，取出焦炭筛分、称量、记录各筛级质量，大于10MM粒级的焦炭占反应后焦炭的质量百分数表示焦炭的反应后强度（CSR%）。

3、焦炭取制样方法.按照GB/T1997规定的取样方法，按照GB/T4000-2008规定的试验操作方法，注意严格控制好设备的气密性、不同阶段气体的流速、各阶段的升温速度以及试验用气体的纯度。

二、焦炭的反应性和反应后强度的关系按上述试验方法对某公司的焦炭进行大量的测定并对数据进行分析，发现二者之间具有负相关性。

即反应性CRI每降低1%，反应后强度CSR就增加1.13%，反之亦然。

升温速率及反应温度对焦炭反应性及反应后强度的影响

应后强度的影响。实验结果表明，随着升温速率的不断的增大，焦炭的反应性在不断的减少，焦炭的反应后强度在不断的增大；范小围改变反应温度，对焦炭反应性及反应后强度产生比较显著的影响。升温速率越快，仍反应初期焦粒内部的温度低于１０１０ｏＣ的幅度就越大，即反应初期焦粒内部在低于１０条件下与二氧化碳反应的时间就越长。１０
ｔｒｒａｔｎｉｔｄｅ．ＴｈｘｅｍｅｔｒｓｌｓｓｏｄｔａｔｈｎｃｅｓｆｈａｉｇｒｔｅｅｃｉＳｓｕｉｄｏｅｅｐｒｎｅｕｔｈｗｅｈｔｗｉｔｅｉｒａｅｏｅｔｎａｅ．ｃｋｅｃｉｉｙｄｃｅｓｄ。ｉｈｏｅｒａｔｖｔｅｒａｅａｄｔｅｃｉｎｓｒｎｔｆｃｋｉｅｎｈｅｒａｔｏｔｅｇｈｏｏｅｒｓｄ．ａｄｓｌｎｍａｌ—ＳａｅｃａｅｎｒａｔｏｅｅａｕｅｓｉｌｈｄｎｔｂｅｅｆｃｎｃｋｅＣｌｈｎｇｓｉｅｃｉｎｔｍｐｒｔｒｔｌａｏａｌｆｅｔｏｏ
ＯＵＹＡＮＧｈＳｕ—ｇｕｇａｎ一．ＣＡＯＤｉ—ｍｉｇｎ
（ｈｎＵｉｒｔｏｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＨｂｉｈｎ４０８；１Ｗｕａｎｅｓｙｆｉｃｎｅｈｏｇ，ｕｅＷｕａ３０ｖｉＳｅｏ１
ｒａｔｉｎｏｅｓｅｇｈａｅｅｃｉｎｅｃｉｔａｄｃｋｔｎｆｒｒａｔ．Ａｅｉｉａｔｇｆｈｅｃｉｎ，ｔｅｆｓｅｅｈａｉｇｒｔｓｈｍｐｒ— ｖｙｒｔｔｏｔｈｔｌｓｅｏｅｒａｔｔｎｉａｔｏｈａｔｒｔｅｔａｅｗａ，ｔｅｔｈｎｅｅａｔｒｎｔｅｉｔｒｏｆｃｋａｔｌｓｗｓｍｏｅｌｗｒｈｎ１０ ℃ ．Ｉｔｅｏｄ．ｔｅｔａｅｉｔｒｒｆｏｅｐｒ．ｕｅｉｎｅｉｒｏｏｅｐｒｃｅａｒｏｅａ０ｈｉｔ１ｎｏｈｒｗｒｓｈｉｔｔｈｅｉｋａｉｍｅｈｔｎｏｏｃｔ

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张荣江
（贵州省六盘水职业技术学院工业系，贵州六盘水５５３００３）
摘要：焦炭热反应性和反应后机械强度影响高炉的透气性和高炉顺行，它们是指导高炉生产的重要指标，但焦炭热反应
性和反应后机械强度的测定结果受试样加工、反应温度及保护气体流量等因素的影响都很大。引起反应性结果偏高的主要因素有：升温速度过快、反应温度偏高、保护气流量太小或反应气体流量过大，此时，反应后强度结果偏低，反之亦然。本文通过大量的
实验数据，总结出焦炭反应性及反应后强度测定中应注意的事项。
关键词：焦炭反应性和反应后强度；升温速度；反应温度；气体流量
中图分类号：ＴＱ５２０．１
文献标志码：Ａ
文章编号：１００１ — ９６７７（２０１７）１０ — ０１２６ — ０３
ＺＨＡＮＧＲｏｎｇ－ｊｉａｎｇ
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ，ＬｉｕｐａｎｓｈｕｉＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＧｕｉｚｈｏｕＬｉｕｐａｎｓｈｕｉ５５３００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｂｌａｓｔｆｕｎａｒｃｅｉＳｉｎｌｆｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｃｏｋｅ ’ Ｓｈｏｔｒｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｂｒｅａｔｈｉｎｇｆｒｅｅｌｙａｎｄｐｒｏｄｕｃｉｎｇａｌｌｉｇｆｈｔ，ｔｈｅｙａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｔｏｇｕｉｄｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｂｌａｓｔｆｕｒｎａｃｅ，ｂｕｔｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｋｅ ’ Ｓ－ｈｏｔｒｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒｒｅａｃｔｉｏｎａｒｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｓａｍｐｌｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅｇａｓｌｏｆｗａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｃａｕｓｅｔｈｅｈｉｇｈｒｅａｃｔｉｖｉｔｙｒｅｓｕｌｔａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｒａｔｅｉｓｔｏｏｆａｓｔ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｔｏｏｈｉｇｈ，ｔｈｅｓｈｉｅｌｄｉｎｇｇａｓｌｏｆｗｒａｔｅｉｓｔｏｏｓｍａｌｌｏｒｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｇａｓ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａ，ｔｈｅｍａｔｔｅｒｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｋｅ ’ Ｓｒｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｗｅｒｅｓｕｍｍｅｄｕｐ．
ＦａｃｔｏｒｓＩｎｌｕｆｅｎｃｉｎｇｔｈｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎＲｅｓｕｌｔｓｏｆＣｏｋｅ ’ ＳＲｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄ
．
ＳｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒＲｅａｃｔｉｏｎ
第４５卷第１Ｏ期
２０１７年５月
广
州
化
工
Ｖｏ１．４５Ｎｏ．１０
Ｍａｖ．２０１７
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
影响焦炭反应性及反应后强度测定结果的因数
ｌｆｏｗｒａｔｅｉｓｔｏｏｌａｒｇｅ，ａｔｔｈｉｓｔｉｅｓｕｌｔｆｔａｅｒｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｉｓｌｏｗ，ｖｉｃｅｖｅｒｓａ．Ｂａｓｅｄｏｎａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆ