影响焦炭反应性的因素
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。
焦炭热性能检测各因素影响及对策
焦炭热性能检测各因素影响及对策摘要：在当前高炉环境中，对焦炭的应用性能进行评价，主要是看焦炭反应性CRI及反应强度CSR，实际表现出的价值作用在逐步提高。
为了对焦炭热性能检测各因素等进行深入分析，本篇文章以国标GB/T4000-2008焦炭反应性及反应之后强度测定为指导，综合了试样最初制备、恒温区控制等不同方面，进而对可能影响检测结果的因素进行深入分析，并结合了我中心在用KF100-3B测定装置实际应用案例，对检测过程中相关影响因素如何有效控制等进行了介绍，对于检测结果再现性的提升具有重要影响。
关键词：焦炭热性能；检测；各影响因素；对策分析在当前社会发展推动下，我国高炉生产大型化成为了一个基本的前进趋势，焦炭是最为主要的料柱骨架，其实际性能表现至关重要，随着经验总结的深入，对于焦炭性能如何进行有效评价的相关指标也更加完善。
和冷态强度的耐磨指标（M10）等相比，焦炭热性能最符合焦炭在大型化高炉中的使用特性。
通过实践来看，由于焦炭热性能试样性状的复杂性、检测周期较长等，很难对再现性进行有效保障。
在查阅和研究相关平行试验基础上，对焦炭热性能检测过程中的各项影响参数进行了全面分析，进一步明确了各影响因素，对如何进行有效应对也起到了非常好的指导作用。
1基本内容概述1.1检测过程的介绍以国标GB/T4000-2008标准为参照，在对焦炭反应性以及反应后具体强度的测定上，需要选择直径大于或者等于25毫米且重量为20千克的焦炭，将泡焦等杂质内容清除，破碎等之后剩余10千克，在对薄片等进行清除后，缩分剩余2千克，分两次经I型焦炭机械强度测定转鼓50R，再次筛取+23毫米以上焦块200±0.5g装入到焦炉中[1]。
为了保障试验的质量，需要选择控温加热炉，这样可以提高试验精准度，确保反应时间不低于2小时，之后在氮气（2L/min）作用下将焦炉进行冷却直到与室温平衡，残余重量比就是焦炭反应性，在反应完成后将焦块放置到I型转鼓并以20R/min速度共转30min，旋转600R，在此基础上按照相关标准要求对反应后强度进行有效计算。
焦炭热性能影响因素分析
焦炭热性能影响因素分析摘要：作为高炉主要的骨架材料，焦炭的热性能对日益强化的高炉生产起到了较大影响作用，为了提高高炉的耐热属性和其生产效率，必须对焦炭的热性能进行深入研究。
本文从多个角度分析了焦炭热性能的影响因素，为相关单位进一步提高高炉的耐热性提供一些参考依据。
关键词：焦炭；热性能；影响因素引言焦炭在高炉中具有热源、还原剂、渗透剂和料柱骨架等作用，焦炭中低于1%的碳随高炉煤气逸出，其余全部消耗在高炉中，大致比例为风口燃烧55%～65%，料线与风口间碳熔反应25%～35%，生铁渗透7%～10%，其他元素还原反应及损失2%～3%。
近年来随着高炉冶炼技术的发展，特别是高炉容积大型化、高风温技术以及鼓风富氧喷煤技术的迅猛发展，焦炭作为高炉内料柱骨架，保证炉内透气、透液的作用更为突出。
焦炭质量特别是焦炭CＲI及CSＲ对高炉冶炼有极大的影响，成为限制高炉稳定、均衡、优质、高效生产铁水的关键性因素。
1、影响焦炭热性质的主要因素1.1、原料煤性质对焦炭反应性产生的影响原料煤的变质程度、杂质含量以及结焦性能等会对焦炭反应性起到重要影响。
原料煤变质程度不同，其炼制焦炭的反应性也不尽相同。
在烟煤中，一般来说，低变质程度煤炼制的焦炭具有较高的反应性，煤的变质程度越高，所得焦炭的反应性越低，一旦煤的变质程度与贫煤接近时，其焦炭的反应性则会呈现上升情况。
实践表明，在1000℃的条件下，对变质程度不同的煤炭进行焦炭反应性试验，无论是哪种反应气体，其反应性均与煤变质程度有着密切的联系，且呈现大致相同的规律，只有氢反应具有较大的离散程度。
而在炼焦煤的范围内，其镜质组的最大平均反射率与焦炭反应性关系极为紧密，相关系数超出0．95。
1.2、煤炭中的部分矿物质则具有负催化作用或者不发生化学作用负催化作用是指对焦炭的熔损反应起到阻碍作用的矿物质，这种矿物质的存在会有效抑制焦炭反应的活性，例如煤炭中所含有的Si以及B等元素，对二氧化碳的化学反应性有着较强的遏制作用。
焦炭反应性及反应后热性质及其检测方法
环境工程2018·1073Chenmical Intermediate当代化工研究技术应用与研究焦炭反应性及反应后热性质及其检测方法＊杜晓强（河钢集团承钢公司检验检测中心 河北 067002）摘要：焦炭是煤炭之中的一种固体燃料，由煤在约1000℃的高温条件下经干馏后的一种物质。
焦炭的反应性和反应后热性质是主要工业用途，这些性质有着明显的特征。
在燃烧后发生燃烧反应，发光发热，产生一定的一氧化碳和二氧化碳。
本文通过一定的检测方法检验焦炭的反应性和反应发生后的热性质。
关键词：焦炭的反应性；反应后热性质；检验方法中图分类号：T 文献标识码：AReactivity and Post Reaction Thermal Properties of Coke and Its Detection MethodsDu Xiaoqiang(Inspection and Testing Center of Chengde Iron and Steel Group of Hebei Iron and Steel, Hebei, 067002)Abstract ：Coke is a solid fuel in coal, which is a substance after carbonization of coal at about 1000 ℃ high temperature. Reactivity and post-reaction thermal properties of coke are the main industrial uses, and these properties have obvious characteristics. After combustion, the combustion reaction occurs, which emits light and generates heat, producing a certain amount of carbon monoxide and carbon dioxide. In this paper, the reactivity of coke and the thermal properties after the reaction are examined by a certain detection method.Key words ：coke reactivity ；post reaction thermal properties ；detection method时代在不断的变化，科技的创新也是对许多能源的利用不充分问题提出研究。
焦炭反应性与反应后强度的再探讨
焦炭反应性与反应后强度的再探讨摘要：焦炭在高炉内起骨架、还原剂和燃料的作用，对于大高炉来说，骨架作用尤为重要。
随着国内高炉的大型化和喷煤比的不断提高，焦炭的反应性及反应后强度（CRI与CSR）越来越受到炼铁工作者的重视，有些炼铁工作者甚至直接将其理解为焦炭在高炉中的热态性能，将其列为指导高炉操作的原则性指标。
本文就焦炭反应性与反应后强度展开探讨。
关键词：焦炭；反应性；强度；热态性能焦炭反应性（CRI）与反应后强度（CSR）是评价焦炭质量最重要的性能指指标之一，焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，均能够与二氧化碳、氧气和水蒸气发生化学反应，其反应性质量直接影响到工业生产效率，为了增强对焦炭性能的了解，从CRI和CSR两项指标出发，为生产合格的焦炭等生产活动提供指导。
1焦炭CRI与CSR测定方法的来源与变革我国焦炭反应性及反应后强度的测定方法是参考新日铁1982年在《燃料协会志》上提出的《高炉用焦炭的CO2反应后强度试验方法》所制定的，该标准在1983年由冶金部鞍山热能研究所首次提出，先后于1996年和2008年进行了修订，修订的内容主要是在制样方面，在焦炭CRI及CSR的测定过程上，与新日铁标准、美国标准和ISO标准仍然具有相似性。
其测定的核心步骤是：将焦炭样破碎成23～25mm的粒状焦块，弃去炉头焦、泡焦、薄片状焦和细条状焦，将厚片状焦和较粗条状焦手工修整成颗粒状焦块，缩取2kg后置于Ｉ型转鼓中以20r／min的转速旋转50ｒ，再用23mm圆孔筛筛分，缩取900ｇ筛上物作为试样，用四分法将试样分成4份，每份不少于220ｇ，置于170～180℃烘箱中烘干2h，焦炭冷却至室温后再筛取23ｍｍ以上焦炭颗粒200±0．5ｇ作为测试用样品。
将焦炭样品装入反应器，于1100℃下以5Ｌ／min的流量通入CO2气体，反应2h，停止加热，通入氮气保护，让反应后的焦粒自然冷却。
冷却的焦炭样称重后全部装入Ｉ型转鼓，以20ｒ／min的转速旋转30min，取出后用10mm圆孔筛筛分、称重。
焦炭反应性和反应后强度
焦炭反应性和反应后强度
焦炭反应性是指焦炭制备复合炭素材料时，其亲水性、能量密度及表面的反应性。
一般来说，焦炭的反应性由其表面状态决定，例如表面粗糙度、孔隙率、官能团含量及物理状态等，而这些属性又与焦炭源，焦炭质量处理方法及其反应体系等有关。
焦炭反应后强度是指在添加焦炭后，其反应后复合炭素材料的强度以及耐磨性。
一般来说，焦炭的反应性越高，在反应后的复合炭素材料也就越结实，因此其反应后强度也就越大。
最终，在同样的反应条件下，取决于焦炭的质量及反应体系的不同，其反应后的复合炭素材料的强度也会有差异。
焦炭反应性试验影响因素分析
随着 高 炉 炼 铁 技 术 的 进 步 和 喷 煤 技 术 的提 高 ， 炭在 高炉 内作 为 支撑 料 柱 的疏 松 骨 架 作 用 焦 显 得尤 为重 要 。随着 人们 对焦 炭 在高 炉 内溶损 机 理 的不断深 入 和对 焦 炭 微 观 结 构 的 不 断认 识 ， 焦 炭热 性质 已成 为高 炉工 作者 和焦 化工 作 者共 同关 心 的课题 。焦 炭反应 性试 验模 拟 焦炭 在 高炉 内 的 反应 过程 ， 高炉 生产提 供 可靠 的参 考数 据 ， 为 因此 要保 证试 验检 测结 果 的准确性 ｌ 。结 合梅 山焦 炭 １ ］
量和 温度 等控 制参 数 ， 论 了这 些参 数 对焦 炭反应性 和 反 应后 强度检 测值 的影响 ， 讨 以及保证 测
定 可靠性 应采 取 的控制 措施 。
关 键 词 ： 炭 ； 应 性 ； 应 后 强 度 ； 度 ； 量 焦 反 反 温 流
Ａ ｎ ｌｓｓ ｏ ｎ ｌ ｅ ｃ ｎ ａ ｔ ｒ ｏ ｋ ａ ｔｖ ｔ ｓ ａ ｙ ｉ ｎ Ｉ ｆｕ ｎ ｉ ｇ Ｆ ｃ ｏ ｆＣｏ ｅ Ｒｅ ｃ ｉ ｉｙ Ｔｅ ｔ
性 失 重 曲 线 见 图 １ 。
式 中 ： 为 焦 炭 试 样 质 量 ， ； 为 焦 炭 在 反 应 ｍ ｇｍ 时 间 ２ｈ内 失 去 的 质 量 ， ； 为 反 应 后 焦 炭 总 质 ｇｍ
由 图 １可 以看 出 ， 重 量 与 时 间线 性 相 关 ， 失
Ｙ ０ ３ ９６ ＋０ １ ４８ Ｒ 一 ０ ９ ９９ ＝ ． ９ ｘ ． ２ ， ． ９ 。通 过 观 察
探究焦炭反应性及反应后强度测定中应注意问题
探究焦炭反应性及反应后强度测定中应注意问题邝宏春【摘要】Based on mass literature information,starting from aspects of thermocouple,CO 2 airflow,constant temperature section,temperature, parameters determination of automatic temperature controlling system,and strict airing system,the article summarizes coke reactivity and post-re-action strength measurement matters,with a view to improve measurement accuracy of the above-mentioned two indexes.%通过查阅大量的文献资料，从热电偶、CO 2气体流量、恒温段、温度、自动控温系统中参数的设定、供气系统的严密性等方面，总结了焦炭反应性及反应后强度测定中应注意的问题，以期提高这两个指标测定结果的准确性。
【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)032【总页数】3页(P99-100,101)【关键词】焦炭;热电偶;控温系统;供气系统【作者】邝宏春【作者单位】山西省地质勘查局二一三地质队，山西临汾 041000【正文语种】中文【中图分类】TF526.1作为高炉冶炼作业中评价焦炭热性质的关键参数，焦炭反应性及反应后强度在很大程度上影响着高炉冶炼。
并且随着高炉逐渐向着大型化发展，人们对上述2个指标的关注程度越来越高。
大多数国家都依据自己的技术、资源情况，研发了不同的测定方法，同时运用这两种指标来提高焦炭质量。
我们国家在1983年的时候也有了自己的标准，1999年，2008年这两年又对其做出了修订。
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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。
3、细度要求：
配合煤是由各种不同牌号和不同粒度的煤料组成的，炼焦前必须经过粉碎处理，使煤质和粒度组成较为均匀，才能保证焦炭质量。
煤的粉碎细度(小于3mm粒级占煤料的百分数)对焦炭质量有很大影响，煤料的细度是配煤质量指标之一，应根据煤质和炼焦工艺等因素综合考虑。
生产中，在确定煤料细度时，应从煤料的质量均匀性和生产操作两方面考虑。
从煤料的均匀性来看，煤料粉碎得越细越好。
但如果煤料细度小，则因存在有较大颗粒的弱粘结性煤及灰份而使焦炭裂纹增多，均匀性变坏。
如果煤料粉碎粒度不均匀，则在运输过程中容易产生偏析现象，不同粒度的煤粒将按大小逐渐分层，颗粒大的和比重大的煤粒易集中在一起。
由于参与配煤的各种煤硬度不同，大颗粒的煤往往又是硬度较大的煤，因而这种偏析现象，将使不同煤种逐渐分开，使煤料的均匀性变坏。
在炼焦时，粘结性必然不好，焦炭质量降低。
因此，从煤料的均匀性来看，煤料细度大
一些好。
从生产操作来看，煤料细度越大煤的堆比重越低，焦炉生产能力越低，在装入焦炉时，细的煤粉易被煤气带出，又容易堵塞上升管，集气管，影响焦炉的正常生产，而且使集气管中的焦油增多，影响回收的操作。
因此，从生产操作方面来看，煤料的细度不宜太大。
散装煤的顶装焦炉，煤料的粉碎细度一般控制在小于3mm的组分在73~83%范围内。
捣固炼焦时，一般为90%左右。
在此范围内，煤料的粉碎细度可以满足焦炭质量和焦炉操作的要求。
煤料的过细粉碎会降低装炉煤的粘结性和体积密度，从而降低焦炭的质量。
五、实验过程带来的误差
炼焦过程中加热制度的控制对反应性及反应后强度也有一定的影响。
六、各厂情况结果：
1、水份9-11%。
2、细度小于3mm粒度占88-90%。
3、捣固次数在5批，每批3-4次较为理想。
以上这些都是从网上截取的一些资料，可以对照参考。
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。
焦炭反应性通俗说就是焦炭在高炉里和二氧化碳的反应能力（CRI）。
现在钢厂生产都需要焦炭反应后强度指标（CSR）。
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
焦炭热性能系指反应性及反应后强度，是表征焦炭在高炉（炉身和软融带等处）内与CO2发生反应而脆化的程度。
影响焦炭热性能的因素主要有焦炭气孔结构、显微组分和碱金属等。
焦炭中的气孔是炼焦煤在加热至胶质状态的末期产生的，在形成半焦时定型，并在高温下保持下来。
衡量焦炭的结构主要用气孔率来表示，它对焦炭反应性和反应后强度有一定的影...。