焦炭显气孔率检测技术

显微图像法测量焦炭孔结构的发展与现状闫国晨1郭瑞「,2(1.华北理工大学化学工程学院，唐山063210；2•河北省煤化工工程技术研究中心，唐山063210)摘要：总结了几十年来国内外使用显微图像分析法对焦炭孔结构进行研究的历程,指岀了显微图像分析法表征焦炭孔结构没有在指导配煤炼焦生产中发挥重要作用的原因以及显微图像分析法在表征焦炭孔结构方面的先进性，提岀了用调整焦炭孔结构的方法来精确控制焦炭热性质的设想。

关键词：焦炭；孔结构；显微图像；热性质中图分类号：TQ520.1文献标识码：A文章编号：1001-3709(2021)02-0022-05Development and present situation of micrographic methodfor measuring coke pore structureYan Guochen1Guo Rui1，2(1.College of Chemical Engineering,North China University of Science&Technology,Tangshan063210,China；2.Hebei Coal Chemical Engineering Technology Research Center,Tangshan063210,China)Abstract:This paper summarizes the development of micro image analysis on coke pore structure in recent decades.It pointed out that the microscopic image analysis method does not play an important role in guiding the coal blending for cokemaking and the microscopic image analysis method in the characterization of the coke pore structure is advanced.A method of adjusting the pore structure of coke to control the thermal properties of coke is proposed.Key words:Coke；Pore structure；Microscopic image；Thermal properties1焦炭的多孔结构特征炼焦配合煤经特有的高温干馏工艺后可以得到具有多层次结构的焦炭［1］,多层次结构包括:孔结构、类石墨微晶结构以及少量矿物的组成及分布。

灰分硫分机械强度% 机械强度% 挥发分（抗碎强度M40）（耐磨强度M10）一级不大于12.0 不大于0.6 不小于80 不大于8.0不大于1.9二级12.01-13.50 0.61-0.80 不小于76 不大于9.0不大于1.9三级13.51-15.00 0.81-1.00 不小于72 不大于10.0不大于1.9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。

焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿结构的裂纹或缺陷处破碎的能力，用M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生表面玻璃形成碎屑或粉末的能力，用M10 值表示。

焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M40 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10 值。

M40 和M10 值的测定方法很多，我国多采用德国米贡转鼓试验的方法。

焦炭质量的评价1 、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之一，它使生铁质量降低。

在炼钢生铁中硫含量大于0.07% 即为废品。

由高炉炉料带入炉内的硫有11% 来自矿石；3.5% 来自石灰石；82.5% 来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。

焦炭硫分的高低直接影响到高炉炼铁生产。

当焦炭硫分大于 1.6% ，硫份每增加0.1% ，焦炭使用量增加 1.8% ，石灰石加入量增加 3.7%, 矿石加入量增加0.3% 高炉产量降低 1.5 — 2.0%. 冶金焦的含硫量规定不大于1% ，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.4 — 0.7% 。

炭素材料显气孔率和闭孔率的测试11 有效密度法quotquot3 年第 4 期amp’ -amp./01-2 quotquot36 4 ?quot? 5 卷第炭素技术789 5 炭素材料显气孔率和闭孔率的测试11有效密度法贾儒，王成华，于淑贤 (中钢集团吉林炭素股份有限公司，吉林吉林/’’)摘要:介绍一种测试炭素材料显气孔率和闭孔率的新方法11有效密度法，它可以弥补显气孔率传统测试方法的一些缺点。

同时，表明炭素材料闭孔率测试值与其本身的三种密度，即体积密度、有效密度和真密度相关。

关键词:显气孔率;闭孔率;真密度中图分类号:lt1 quot 文献标识码: ( ’’gt/1 ’’3 ) 文章编号: ’gt’gt’/ -2/: lt-lt2/ ’gt amp2-gt lt2/ amp’ ’-/’--amp/7- gt-2/ -.gt A BCD EAFG H.9I6gt.CJD KL M.CgtNOJI 4 MOIPQR99S OSOIHJT0PI HPDURVDOSOI OSOI /’’D H.OIJ 5’ABCDEFCG A I9W amp9R.PV IJamp9VR.9 9XX98ROY9 V9IQORZ R.JR V9R9TampOIJR9Q R.9 P9I PTPQORZ JIV 8SPQ9V PTPQORZ PX 8JT0PI ampJR9TOJSQWJQ OIRTPVC89VD W.O8. 8JI ampJ9 C XPT R.9 VOQJVYJIRJ69 9NOQR9V OI R.9 RTJVOROPIJS R9QROI6 amp9R.PVQ9JIW.OS9D R.9 8PI89R R.JR R.98SPQ9V PTPQORZ PX R.9 8JT0PI ampJR9TOJSQ OQ V99IV9IR PI ORQ PWI V9IQORO9Q PX R.9 8JT0PI ampJR9TOJSD OI8SCVOI6R.9 0CS V9IQORZD R.99XX98ROY9 V9IQORZ JIV R.9 T9JS V9IQORZ OQ6OY9IHIJ K8DLB _9I PTPQORZ‘ 8SPQ9V PTPQORZ‘ T9JS V9IQORZ 有效密度法测试显气孔率和闭孔率是作者在实验中发现的一种测试计算方法。

耐火材料显气孔率标准耐火材料在高温环境中承受极端条件，因此其物理和化学性质对其性能至关重要。

显气孔率是评估耐火材料孔隙结构和渗透性的重要参数之一。

本文将探讨耐火材料显气孔率的定义、测试方法、影响因素、相关标准以及该标准在不同领域的应用等方面。

一、显气孔率的定义显气孔率是指在耐火材料中可以直接测量和观察到的孔隙空间的百分比。

这些孔隙可以包括开放孔、封闭孔和气泡等。

显气孔率的大小直接影响耐火材料的热导率、机械性能、热膨胀性等重要性能指标。

二、显气孔率的测试方法水饱和法：该方法是将耐火材料完全浸入水中，让其饱和吸水，然后在真空条件下将空气从孔隙中抽出，测定饱和状态下的体积和质量，从而计算显气孔率。

压汞法：通过使用汞的浸渍和压力技术，可以测定材料的孔隙结构。

这种方法适用于细孔和狭缝的测量，提供更为详细的孔隙结构信息。

气体吸附法：使用气体吸附仪器，通过测定气体在材料表面的吸附量，可以间接推断出材料的孔隙结构和显气孔率。

三、显气孔率的影响因素原料性质：耐火材料的原料类型和质量直接影响其显气孔率，例如，矿渣含铁量的不同可能导致显气孔率的差异。

成型方法：不同的成型方法，如挤压、注浆、压制等，会影响耐火材料的孔隙结构和显气孔率。

烧结温度：烧结温度的变化会改变耐火材料的晶体结构和孔隙分布，从而影响显气孔率。

添加剂：添加剂的使用，如膨胀剂、发泡剂等，可以调整耐火材料的显气孔率，改变其物理性能。

四、相关标准ISO 5019:2014《耐火制品显气孔率的测定》：该国际标准规定了通过测定耐火制品的饱和和干燥状态下的体积和质量，计算显气孔率的方法。

ASTM C373-88(2018)《Standard Test Methods for Determination of Water Absorption and Associated Properties by Vacuum Method for Pressed Ceramic Tiles and Glass Tiles and BoilMethod for Extruded Ceramic Tiles and Non-tile Fired Structural Clay Products》：该美国材料和试验协会的标准方法规定了通过真空法测定耐火制品显气孔率的步骤。