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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。
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(CR l )及反应后强度(CSR )和焦炭抗碱性试验研究汪海涛,胡红玲,付利俊,金蝶翔(包头钢铁集团公司焦化厂,内蒙古包头 014010) 摘 要:通过大量的试验研究得知,利用焦炭的反应性及反应后强度可以很好地预测焦炭在高炉内的反应行为,通过对比试验可以得到冷态强度与热态强度之间的关系。
同时对焦炭抗碱性的研究了解了焦炭在高炉内碱富集情况下的反应行为。
关键词:焦炭;反应性;反应后强度;抗碱性 中图分类号:T K 22916 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2004)24—0044—031 前言焦炭在高炉中主要起到热源、还原剂和疏松骨架的作用。
尤其高炉过程都是发生在上升煤气和下降炉料的相向运动和相互作用之中,因此,整个料柱的透气性是高炉操作的关键。
焦炭反应性(CR I )及反应后强度(CSR )是衡量焦炭热反应性能的一个重要指标,焦炭与C 02的反应程度直接反映了其在高炉中的行为。
因此加强对该指标的试验研究可以很好地预测焦炭在高炉中的反应行为,从而生产出合格的焦炭为高炉炼铁做出应有的贡献。
2 焦炭的反应性(CR I )和反应后强度(CSR )的关系2.1 焦炭的反应性(CR I )和反应后强度(CSR )的概念焦炭的反应性是指焦炭与二氧化碳、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作用下抵抗碎裂和磨损的能力。
焦炭在高炉炼铁进程中,要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反应。
由于焦炭与氧和水蒸气的反应有与二氧化碳的反应类似的规律,因此采用焦炭与二氧化碳间的反应特性评定焦炭的反应性。
2.2 数据分析根据国标规定的焦炭反应性和反应后强度测定方法,我们对焦化厂生产的焦炭做了大量的反应性与反应强度指标的测定,积累了大量的试验数据,见别重要的问题,一旦小于此长度就会带来安全隐患。
东部区一栋假期中维修的教学楼,两名工人对墙面凿毛,施工到大梁端部,没凿几下,即造成大梁端部破坏,大梁落下,外墙向外倾覆,两名工人一死一伤。
![[新版]焦炭反应性及反应后强度的测定](https://uimg.taocdn.com/1037f4bdd0f34693daef5ef7ba0d4a7302766ca1.webp)
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。
焦炭反应后强度和热强度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：焦炭是一种高度含碳的固体燃料，通常用于冶金和煤化工生产中。
在燃烧过程中，焦炭会发生一系列化学反应，这些反应不仅会影响焦炭的强度，还会影响其热强度。
本文将探讨焦炭反应后的强度和热强度，并分析其对焦炭质量和应用的影响。
焦炭在高温下燃烧时，会发生一系列氧化反应，主要包括碳氧化反应和硫氧化反应。
碳氧化反应是指焦炭中的碳与氧气反应生成二氧化碳或一氧化碳，这些气体会随着燃烧过程释放出来。
硫氧化反应则是指焦炭中的硫与氧气反应，生成二氧化硫或三氧化硫，这些气体也会排放到大气中。
这些氧化反应会导致焦炭的质量和强度下降，因为碳和硫的氧化产物会使焦炭失去一定的燃料价值。
除了氧化反应外，焦炭还可能发生其他化学反应，如焦炭的煤化学反应和水解反应。
焦炭的煤化学反应是指焦炭中的有机物质与热解副产物反应，可能生成一些气体和液体产物。
水解反应则是指焦炭中的水分与焦炭中的氢气或氧气反应，可能生成一些氢气和二氧化碳等产物。
这些化学反应会影响焦炭的热强度，因为产生的气体和液体会影响焦炭的热值和燃烧性能。
焦炭的强度主要受其化学成分和结构特征的影响。
一般来说，焦炭的密度越高、孔隙率越低、结晶度越高，其强度也会越高。
焦炭在高温下燃烧时，会发生一些热化学反应，如焦炭的炭化、气化和熔化等反应。
这些热化学反应会改变焦炭的结构和形貌，进而影响其强度。
焦炭的炭化反应是指焦炭中的有机物质被高温裂解生成炭质颗粒，这些颗粒会填充焦炭中的孔隙，增加焦炭的密度和强度。
焦炭的热强度主要由其热值和燃烧性能决定。
热值是指单位质量焦炭完全燃烧释放的热量，通常以焦炭的高位发热值或低位发热值表示。
高位发热值是指焦炭完全燃烧时释放的热量，不考虑燃烧产物中的水蒸气凝结热。
低位发热值则是指焦炭完全燃烧时释放的热量，考虑了水蒸气凝结热。
燃烧性能主要取决于焦炭的燃烧速度、燃烧温度和热值。
在焦炭生产和应用过程中，焦炭的强度和热强度至关重要。
XG/GC-ZJ001-2011焦炭反应性及反应后强度测定操作规程编制：审核：批准：2011 年月日发布2011年月日实施西林钢铁集团有限公司质量检验处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。
焦炭反应后强度使用高温气固相反应装置和抗压强度、抗折强度测定装置研究了焦炭与CO2以及水蒸气气化反应及反应前后焦炭的强度变化规律。
实验结果表明，焦炭与CO2气化反应温度越高、CO2浓度越大，焦炭熔损速率越快；焦炭熔损率在0~41.68%范围内，抗压强度随气化时间快速下降；焦炭熔损率在>19.56%以后，抗折强度随气化时间快速下降。
CO2-水蒸气混合条件下，水蒸气含量较低时，焦炭抗压强度相对于CO2条件下的变化较小，此时增加水蒸气含量对焦炭熔损速率影响较大；水蒸气含量较高时，相同气化时间的焦炭抗压、抗折强度较CO2条件下的大幅度下降。
高炉冶炼过程中，焦炭是保证产品质量和高炉顺行的关键，主要作用是提供热量、还原剂、渗碳剂、高炉料柱骨架。
伴随着富氧喷吹技术的进步，高炉焦比大幅度降低，焦炭作为高炉料柱骨架作用的要求越来越高，高炉料柱中其他原料下降到软熔带不断融化，而只有焦炭不融化也不软化且结构为多孔状，才可以像骨架一样支撑高炉内部被软化的矿石原料，使煤气可以顺利上升，保持高炉炉况顺行。
这也是目前其他燃料无法替代焦炭的主要原因。
焦碳必须具有足够的强度才能使其在冶炼过程中不被粉化，确保料柱的透气性，保证高炉稳定运行。
但焦炭在高炉中会与CO2、水蒸气发生气化反应加剧焦炭的熔损劣化，导致其强度快速下降。
李家新等发现水蒸气与焦炭的气化反应速率远高于CO2与焦炭的反应速率。
赵晴晴等采用圆柱型焦炭研究焦炭熔损行为，发现水蒸气条件下熔损率为CO2条件下的2~5倍。
郭文涛等研究焦炭气化后孔隙结构，发现在水蒸气条件下，气化后焦炭的平均孔径比CO2条件下小，高温抗压强度也较高。
方觉等研究焦炭高温抗压强度与失碳率关系，发现焦炭失碳率在40%以内，抗压强度与失碳率近似呈直线关系。
目前研究多侧重于焦炭与CO2、水蒸气反应过程的动力学分析和反应前后微观结构变化，对焦炭反应前后的抗压、抗折强度研究相对较少。
本文通过配气系统、高温气固相反应装置和抗压、抗折强度测定装置，进行了焦炭与CO2、水蒸气的气化反应实验及气化前后焦炭抗压、抗折强度的测定，研究了温度、反应气氛对焦炭熔损速率及抗压、抗折强度的影响。
焦炭反应性及反应后强度实验的影响因素探讨史玉奎 张 楠 赵衍芳（山东石横特钢集团有限公司)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，焦炭的反应性（CRI）及反应后强度（CSR）已经成为评价焦炭质量的重要指标。
本文对影响CRI及CSR检测方法的各种因素进行了分析，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MP2100型电子天平，101型干燥箱，23mm, 25mm、10mm标准筛， I型转鼓机（转速20±1.5r/min），高温合金钢反应器，700mm S分度热电偶，＞99.99%氮气， ＞99.99%CO2气体，KF-100型焦炭反应性装置。
1.2 实验方法按GB 1997取样，并按GB/T 4000-2008制取Ф23～25mm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℃下通入CO2气体反应2 h，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10 mm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Ф21～25mm修订为Ф23～25mm，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%，大大超出了实验重复性要求。
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。
条状焦和片状焦的取舍上应尽量一致，厚度在直径的4/5以上可以修正，再薄的应该去掉，以保证样品的均匀性。
注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。
2 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。
3 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4 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%)。
5 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%)。
6 试验仪器、设备和材料6.1 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。
6.1.1 底部封闭式加热电炉炉体结构如图1。
图1 图21 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。
6.1.2 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。
For personal use only in study and research; not for commercialuseFor personal use only in study and research; not for commercialuse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。
焦炭反应性及反应后强度机械制样技术规范篇一：焦炭反应性及反应后强度试验操作规程焦炭反应性及反应后强度试验操作规程（一）取样与制样1.取样按GB1997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。
2.制样方法（1）用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg,用Φ25mm、Φ23mm圆孔筛筛分；大于Φ25mm的焦块再破碎、筛分。
（3）取Φ23mm的筛上物，去掉片状焦和条状焦，保留较厚片状焦和和较粗条状焦用手工修整成颗粒状焦片，用Φ23mm圆孔筛筛分后与未经过修整的颗粒状焦块混匀。
缩分得焦块2kg。
（4）分两次（每次1kg）置于I型转鼓中，以20r/min的转速转50r（2分30秒）。
（5）取出后再用Φ23mm圆孔筛筛分。
（6）将筛上物缩分出900g作为试样。
用四分法将试样分成4份，每份不得少于220g.（7）在170-180度的烘箱中，烘干时间不低于2小时；取出焦炭冷却至室温。
取出后再用Φ23mm圆孔筛筛分。
称取200g±0.5g（二）试验过程1. 先将气体减压阀打开。
2. 按以下要求，对试验用焦炭进行称量、并装入反应罐中。
（1）称量200克±0.5g焦炭，记为m0，盖上筛盖，大幅度筛动20下，筛去浮灰。
（2）将反应罐下部先放一个筛板，再放73颗左右高铝球，拨平后再放一个筛板，使H球+筛≈90~100mm。
（5）将称量好的焦炭一半放入反应罐中将筛板压住再将反应罐倾斜，将剩下的的焦炭放入反应罐中，保持反应罐倾斜，将柔性垫和炉盖插入反应罐中扶正。
H焦≈80mm。
（6）称量装完后余下的筛底中的粉焦记为m粉，则m=m0-m 粉。
（7）拧上反应罐法篮的螺钉，以便密封（注意用力均匀）。
3．将反应罐装入炉内，将热电偶插入护管底部，接通进气管和出气管；将热电偶信号线、挂在支架上避免碰到炉体。
4．开配电箱内的空气开关，开控制柜总电源开关。
5．开计算机，进入焦炭反应控制系统：（1）调用1100开度制度并发送给下位机；（2）输入文件名；（3）开控制柜上的启动开关；（4）在温度控制画面中选择阀门自动或手动控制，点击启动按钮。
