焦炭性质的分析评价.ppt

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1、2020/7/15,1,焦炭性质的分析评价,第一章 焦炭在高炉内的作用,2020/7/15,2,1.冶金焦的定义 2.焦炭的主要质量指标 3.焦炭的主要作用 4.焦炭在高炉内的反应过程 5.不同高炉对焦炭的质量要求 6.焦炭质量国标,第一章 焦炭在高炉内的作用,2020/7/15,3,1. 冶金焦的定义,烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050，经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦（高温干馏）。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。 冶金焦是高炉焦、铸造焦

2、、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。 铸造焦是专用于化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料，其作用是熔化炉料并使铁水过热，支撑料柱保持其良好的透气性。因此，铸造焦应具备块度大、反应性低、气孔率小、具有足够的抗冲击破碎强度、灰分和硫分低等特点。,2020/7/15,4,2. 焦炭的主要质量指标,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）。主要质量指标有： 2.1 裂纹度 2.2 气孔率 2.3 焦炭冷态强度 2.4 焦炭的灰分和硫分 2.5 焦炭的磷分 2.6 焦炭的挥发分 2.

3、7 焦炭的筛分组成,2020/7/15,5,2.1 裂纹度,裂纹的多少直接影响到焦炭的粒度和抗碎强度，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。 焦炭裂纹形成的根本原因在于半焦的热分解和热缩聚产生的不均匀收缩，引起的内应力超过焦炭多孔体强度时，导致裂纹形成。,2020/7/15,6,2.2 气孔率,衡量孔孢结构的指标主要用气孔率（指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4045%，铸造焦要求在3540%，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

4、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。,2020/7/15,7,2.3 焦炭冷态强度,焦炭冷态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M25（ 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破碎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M25（ M40 ） 值，焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值。,2020/7/15,8,2.3 焦炭冷态强度,M25或M40和M10值的测定方法很多，我国多采用米库姆转鼓试验

5、的方法。 用25（M25）、 60（M40）取样过筛，并进行手穿孔后，称取筛上物50公斤试样入鼓，转4分钟共转100转，转鼓试验完成后，用孔径为25mm或（40mm）和10mm的筛子筛分，大于25mm或40mm粒级的百分数为M 25或M40值，小于10mm粒级的百分数为M10值。 我国冶金焦规定的转鼓强度实验方法见表1。 表 1 焦炭转鼓实验方法,2020/7/15,9,2.3 焦炭冷态强度,影响因素： 1、计时不准，或转数多少会影响结果的高低； 2、水份太大，会因焦粉沾到焦炭表面，导致M25（M40）偏高1-1.5%，M10偏低1%。一般要对焦炭烘干后100度烘2小时。 3、生焦会造成M10

6、偏高，导致超标。,2020/7/15,10,2.4 焦炭的灰分,焦炭的灰分大部分由SiO2和Al2O3组成。灰分过高的焦炭进入高炉时，就要增加石灰石用量，以便使灰分变成熔渣，这就使高炉的生产效率降低，使高炉的各项技术经济指标下降。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加 22.5%，因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。,2020/7/15,11,焦炭灰分的测定方法,1、原理：测定燃烧后剩余物质量的百分含量。 2、用预先于81510灼烧至质量恒定的灰皿，称取粒度小于0.2 mm并搅拌均匀的试样0.5克（称准至0.0002g），并使试样铺平 。 3、将盛有试样的灰皿送入温度为81510的箱形高温炉炉门口，在1

7、0min 内逐渐将其移入炉膛恒温区，关上炉门并使其留有约15mm的缝隙，同时打开炉门上的小孔和炉后烟囱，81510下灼烧40分钟。 4、用灰皿夹或坩埚夹从炉中取出灰皿，放在空气中冷却5min，移入干燥器中冷却至室温（约20min）称量。,2020/7/15,12,焦炭灰分的计算,空气干燥试样的灰分按下式计算 Aad= m1/m100 式中：Aad空气干燥煤样的灰分产率，%； m1残留物的质量，g m试样的质量，g,2020/7/15,13,焦炭灰份,影响因素： 1、制样过程中器具磨损，铁屑进入，使结果偏高（国标规定应在磨样后用磁铁进行吸附后进行分析），结果偏高； 2、在制样过程如有矿石、铁粉污

8、染，造成结果偏高； 3、焦炭中混入矸石等； 4、配煤过程中配入高灰煤；,2020/7/15,14,2.6、焦炭的挥发分,挥发分的大小是衡量焦炭成熟度的一个指标，根据焦炭的挥发分含量可判断焦炭成熟度。如挥发分大于1.8%，则表示生焦；挥发分小于 0.50.7%, 则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。 挥发分过高，意味着焦炭中生焦含量过高，焦炭的耐磨和抗碎性都差，对高炉操作不利；挥发分低，说明焦炭过火了，焦炭易碎，在高炉操作中会落入炉渣内，使排渣困难，高炉风口易损坏。焦炭过碎使高炉料柱透气性变差，易造成偏风结瘤。,2020/7/15,15,焦炭挥发份的测定方法,原理：试样中失去的物质重量

9、的百分含量。 用预先在900温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚，称取粒度为0.2mm以下空气干燥煤样10.01g，精确至0.0002g，然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。 5.2将马弗炉预先加热至920左右。打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区并关上炉门，准确加热7min。坩埚及架子刚放入后，炉温会有所下降，但必须在3min内使炉温恢复至90010，否则此试验作废。加热时间包括温度恢复时间在内。 5.3从炉中取出坩埚，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量。,2020/7/15,16,挥发份分析结果的计算,空气干燥煤样的挥发分下式计算：

10、Vdaf =(m1/m2*100)-Mad 式中： Vdaf-空气干燥煤样的挥发分，单位为百分数（%）； m-空气干燥煤样的质量，单位为克（g）; m1-煤样加热后减少的质量，单位为克（g） MaD-空气干燥煤样的水分，单位为百分数(%) 干燥无灰基挥发分按下式计算： Vadf=Vad/100(MadAad) 式中： Vdaf 干燥无灰基挥发分含量，%； Vad分析试样的挥发分含量，%； Mad 分析试样的水分含量，%。 试验结果取两次试验结果的算术平均值,2020/7/15,17,影响挥发份的因素：,1、在分析过程中，要定期进行校准炉温。炉温过高或过低会直接影响焦炭的挥发份，炉温过高会使挥发

11、份降低，反之则升高， 2、空气湿度大，会造成挥发份偏高。,2020/7/15,18,2.4 焦炭的硫分,焦炭的硫分对高炉是一种十分有害的杂质，号称高炉毒药。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。焦炭硫分每增加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1.52.0%。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一般小于 0.7%。,2020/7/15,19,焦炭硫份的方法

12、,硫份的测定原理： 试样在催化剂的作用下，于空气流中燃烧分解，试样中硫生成二氧化硫，并被碘化钾溶液吸收，以电解碘化钾和溴化钾所产生的碘进行滴定，根据电解所消耗的电量计算全硫的含量。,2020/7/15,20,焦炭硫份的测定方法,1、更换硅胶及脱脂棉,检查各气路连接是否紧密. 2、连接好仪器接上电源,将炉温控制在11505。 3、用瓷舟称取粒度小于0.2mg 的标样0.05g 左右，记录质量M(称准到0.0002g).称取3个试样在规定的误差范围内取平均值,轻轻的晃匀(注不得晃出),在煤样上盖一薄层三氧化钨。将舟置于送样的石英托盘上，开启程序控制器，石英托盘即自动进炉，库仑滴定随即开始。积分仪显

13、示出硫的毫克数或打印机打出硫的百分含量。 4、标好仪器后按程序开始作样,每个试样做平行样,根据标样结果计算出湿基含硫份. 5、根据分析水的结果,计算出干基含硫量.,2020/7/15,21,影响硫份的一些因素：,1、煤中70-80%的硫保留在焦炭中，入仓煤的硫份高低直接影响焦炭的硫份。 2、熄焦水硫份的高低对焦炭的硫份也有很大程度的影响。 3、标样标定不平行，会造成结果偏差大。,2020/7/15,22,2.5 焦炭的磷分,焦炭中的磷分含量很少，且集中在焦炭的矿物质中。磷在生铁内会使生铁产生冷脆性。炼铁用的冶金焦含磷量应在0.020.03%以下。,2020/7/15,23,2.7 焦炭的筛分组

14、成,主要是评价焦炭块度是否均匀的指标，指不同粒级的焦炭所占的重量百分比。 在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大高炉焦炭粒度大于 40 毫米；中、小高炉焦炭粒度大于 25 毫米。但目前一些钢厂的试验表明，焦炭粒度在4025 毫米为好，大于 80 毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大，这样焦炭块度均一，空隙大，阻力小，炉况运行良好。,2020/7/15,24,3. 焦炭的主要作用,焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼，起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。炼铁高炉采用焦炭代替木炭，为现代高炉的大型化奠定了基础，是冶金史上的一个重大里程碑。

15、为使高炉操作达到较好的技术经济指标，冶炼用焦炭（冶金焦）必须具有适当的化学性质和物理性质，包括冶炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼（冶金焦）外，还用于铸造、化工、电石和铁合金，其质量要求有所不同。如铸造用焦，一般要求粒度大、气孔率低、固定碳高和硫分低；化工气化用焦，对强度要求不严，但要求反应性好，灰熔点较高；电石生产用焦要求尽量提高固定碳含量。,2020/7/15,25,3. 焦炭的主要作用,焦炭在高炉炼铁中是不可缺少的炉料，对高炉炼铁技术进步的影响率在30%以上，在高炉炼铁精料技术中占有重要的地位。焦炭对高炉炼铁的作用是： (1)主要的热量来源。 高炉炼铁炭素(包括焦炭和煤

16、粉)燃烧所提供的热量，占高炉炼铁总热量来源的71%。随着喷煤比的提高，焦炭用量在逐步减少。 但是，焦炭的用量总是要大于喷煤量。理论最低焦比250kg/t, 焦炭在风口燃烧掉55%65%。 (2)还原剂。 焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%35%。,2020/7/15,26,3. 焦炭的主要作用,(2)还原剂。 焦炭还原作用是以C和CO形式来对铁矿石起还原作用。炉料到风口焦炭溶反应为25%35%。 (3)生铁的溶碳。 在高炉炼铁过程中焦炭中的碳是逐步渗透到生铁中。一般铸造生铁含碳3.9%左右，炼钢生铁在4.3%左右。生铁渗碳消耗焦炭7%10%。,202

17、0/7/15,27,3. 焦炭的主要作用,(4)炉料的骨架作用 焦炭在高炉内是起骨架作用，支撑着炼铁原料(烧结矿，球团矿，天然块矿)，又起到料柱的透气作用。 在高喷煤比条件下，焦炭的骨架作用会显得更加突出，相应对焦炭的质量要求也会越来越高。否则，是难以实现高喷煤比，高炉炼铁不能正常生产。焦炭从料线到风口平均粒度减少20%40%。反应性和反应后强度差的焦炭的粉化率会很大，从而影响高炉的透气性。,2020/7/15,28,4.焦炭在高炉内的反应过程,焦炭主要用于高炉冶炼，其次还用于铸造、气化、有色金属生产和生产电石。它们对焦炭有不同的要求，但以高炉炼铁用焦(冶金焦)的质量要求为最高。焦炭在高炉内的

18、主要反应过程如下： 焦炭在风口前燃烧，生成CO2并放出大量热： C+O2=CO2+399440KJ 使风口区达到15001800的高温，使铁、渣完全熔化而分离，高温煤气迅速上升在1100以上的区内，煤气中的CO2与焦炭作用生成CO并吸收热量： CO2+C=2CO-165800KJ,2020/7/15,29,4.焦炭在高炉内的反应过程,煤气温度逐渐降低而CO的含量迅速增加，高温煤气继续上升与下降的炉料进行热交换而使温度降低，与铁的氧化物进行还原反应，CO含量降低。焦炭燃烧后形成的空间，使炉料得以借重力下降，高炉炼铁过程就是在下降的炉料和上升的煤气间相对运动中进行的，过程的起点是焦炭在风口区的燃烧

19、。 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+37138KJ Fe3O4+CO=3FeO+CO2-20893KJ FeO+CO=Fe+CO2+13607KJ,2020/7/15,30,6. 最新焦炭质量国标,2020/7/15,31,6. 最新焦炭质量国标,2020/7/15,32,焦炭性质的分析评价,第二章（影响焦炭质量的因素）,2020/7/15,33,各环节影响焦炭质量的因素,第一环节：焦炭试样的采取、制备 国标：GB/T1997-2008,2020/7/15,34,焦炭取样标准,1、在大堆上取焦炭取样点不得少于15个点，取样时的最低点要离地面0.5米，最高点在焦堆的中部，总取样量不得少

20、于100千克。 2、100千克试样均匀的分布在焦堆各个点上。 3、焦炭堆倾斜面取样时，首先用取样铲把取样部位上方边部的焦炭挖走再取样 4、取样过程要公平公正，不得挑样，因粒度偏大，可导致水分偏低，反之，则水分偏高。,2020/7/15,35,水分试样采取的注意事项,水分试样采出后，应立即放入有密封盖耐腐蚀的储样桶或不渗水的其它密封容器内，并立即将盖盖严。 装有水分试样的储样桶应远离热源和避免阳光直射，试样采取后应及时制样。 为减少制样过程中试样水分的损失，破碎应采用机械设备，破碎和缩分的总操作时间不得超过15分钟。 明显潮湿的试样，经制样影响测定结果时，应将试样连同容器全部称量。,2020/7

21、/15,36,焦炭试样的制备,全水分试样的制备应将焦炭全部破碎到13mm以下。 工业分析试样需破碎到0.2mm以下方可进行分析。 试样的制备需经过掺合、破碎、混匀、缩分过程，方可制成分析用试样。 制样过程中，若掺合、破碎、缩分不均匀，可导致结果偏高或偏低。,2020/7/15,37,焦炭性质的分析评价,第三章（热性质）,2020/7/15,38,焦炭热性质,焦炭与CO2的溶损反应是焦炭在高炉下部粉化的根本原因,其反应性和反应后强度是焦炭热性质的重要指标。影响焦炭热性质的主要因素是煤的变质程度、粘结性、灰分、硫分等，除此以外,炼焦工艺条件及焦炭的微观结构类型也对焦炭热性质产生影响。目前国内外大型

22、钢铁联合企业都根据自己的实际情况选择控制焦炭热性质的方法,建立热性质预测模型,从而准确控制焦炭热性质。下面对以下因素分别讲解： 1.灰分 2.煤的变质程度 3.粘结性 4.硫分 5.炼焦工艺条件 6.焦炭的显微结构,2020/7/15,39,1、灰分对焦炭的影响,灰分对焦炭的影响可分为两方面，一方面是灰分中的SiO2、脉石等颗粒状岩石的影响；另一方面是灰分中的碱金属的影响 随着原料煤中灰分含量增加，焦炭的反应性变大，反应后的强度变小。这是由于灰分中SiO2等颗粒状的岩石在高温下的热膨胀性与焦炭不同，导致以它们为中心产生放射性裂纹，使得焦炭与CO2接触面变大，加快反应速度。 灰分中的矿物质即是指

23、煤中矿物质的氧化物，它包括酸性氧化物和碱性氧化物。矿物质对焦炭在高炉内降解是通过以下两条途径实现的，一是通过对溶损反应的催化作用，使焦炭溶损反应加剧，反应后强度降低；另一条途径是矿物质可以直接与碳作用，如高炉内的直接还原反应，钾、钠的层间化合物形成等,2020/7/15,40,灰分对焦炭的影响,当碱度指数增大时，焦炭的CO2反应性增大，而焦炭的反应后强度逐渐降低。说明碱金属对焦炭的溶损反应主要起着正催化作用，它们的存在严重地影响焦炭的热性质，在生产中应该采取有效措施来控制碱金属的含量，以便提高焦炭的热性质。,2020/7/15,41,2. 煤的变质程度,煤的变质程度指标主要有挥发分和镜质组反射

24、率，煤的挥发分与焦炭的反应性和反应后强度有着密切的关系。随着单种煤的挥发分含量增大，焦炭的CO2反应性变大, 反应后强度逐渐降低。尤其是挥发分含量在20%24之间的煤 ,其焦炭反应性和反应后强度较好。这是由于在炼焦过程中，随着温度的升高挥发分逐渐析出，挥发分含量越高，焦炭的孔隙越多或越大，使得焦炭的孔壁变簿及比表面增大，与CO2接触面增大，加快其反应速度。,2020/7/15,42,3、焦炭的热性质,焦炭的热性质主要是指焦炭的反应性CRI和反应后强度CSR这两个指标. 焦炭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，其具体定义为：称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在11005

25、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的反应性； CRI=(G0G1)/G0100% （注：G0-试验焦炭样重量，g；G1-反应后焦炭样重量，g;）。 上述反应后的焦炭经过型转鼓经过一定转数的转鼓试验后，大于10毫米粒级的焦炭占反应后焦炭的质量的百分数表示焦炭的反应后强度CRS。,2020/7/15,43,3、焦炭的热性质,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。 一般要求焦炭的反应性是越低越好，反应后强度越高越好。 焦

26、炭的性质是影响高炉操作和运行的重要因素。随着高炉的大型化和喷吹煤粉量的不断提高，对焦炭质量和稳定性要求越来越高，表征焦炭在炉内骨架性能的热性质参数CRI和CSR，在高炉大喷吹条件下更加受到广大冶金工作者的关注。,2020/7/15,44,焦炭热强度试验中应注意的几个问题,焦炭反应性及反应后强度，是评价焦炭热性质的重要指标，对高炉冶炼影响很大。近年来随着高炉大型化，这两指标越来越受到人们的重视，许多国家根据本国资源和技术需要制定了不同的测试方法，并用相应指标控制焦炭质量。我国于1983年就制定了国家标准，并于1996年进行了修定，随着钢产量的飞速发展GB4000几乎已被所有企业接受，焦炭反应性及

27、反应后强度测定已成为企业的日常工作。但是由于试验条件掌握不好，两指标的测定值相差较大，影响了对焦炭质量的评价。根据几年来的工作经验，提出几个测定中应注意的问题，供大家参考。,2020/7/15,45,2020/7/15,46,2020/7/15,47,2020/7/15,48,2、新版GB/T4000-2008与旧版GB/T4000-1996的对比,2020/7/15,49,GB/T4000-2008与GB/T4000-1996相比较，在炉子类型、炉体加热材料、制样方法和粒度要求等方面发生了一些变化：,新标准中增加了硅炭棒等炉体加热元件，不再具体局限于电炉丝加热 GBT 40001996中的试

28、验电炉是采用的高温铁铬铝合金电阻丝加热，使用时电阻丝容易烧断，更换电阻丝有的要拆开整个炉体才能缠绕加热丝，缠绕时非常麻烦、耗时。许多单位在电阻丝烧断后都是委托给电炉制造厂家或专业维修电炉的人员进行修理。为了降低试验电炉的故障率，减少维修的麻烦，对电炉加热方式进行了改进。,2020/7/15,50,将加热元件改进为硅碳棒。根据炉子结构、气氛和温度正确地选择加热元件的表面负荷是达到最佳使用条件的关键。试验用反应器外径最大只有90 m m ，加热炉炉膛较小，因此设计用4支硅碳棒加热，若采用4支直型硅碳棒，则炉膛周围只有4支发热体，加热会不均匀，同时对连接电线路会造成麻烦，导线需在炉子底部和上部同时连

29、接，在炉子底部连接时不方便，不安全。由此设计出采用4支u型硅碳棒加热，这样有8根发热棒围成一圈，均匀分布在炉膛周围，加热会更均匀，同时电线路全部在炉子上部连接，清楚明了，安全可靠。,2020/7/15,51,新标准中增加了反应器类型，即耐高温合金钢板反应器和刚玉制反应器，后者为新增类型，应用于底部开口式的加热炉，刚玉制反应器的进气管在底部 新型反应器，材质为刚玉质材料和耐高温合金钢材料。反应管选择能耐高温又抗碱金属侵蚀的耐高温刚玉管制作。下部底座和上部盖子用耐高温合金钢GH23或GH44制作。进气管直接由底部通入，气体在反应器底部空间可预热，反应器的结构进行改进后，加工制作简易，反应器盖子可不

30、用螺丝固定，简化了试验操作步骤。 新型刚玉质反应器可降低反应器的成本，一个耐高温合金钢反应器价值4 000多元，一个刚玉质反应器价值2 000元不到，即使反应筒(刚玉管)断裂，其上部盖子及下部底座还可利用。试验人员只用将内径为80 mm、壁厚45 mm、长度500 mm的刚玉管套在底座上，用耐火泥和水玻璃加以固定即可。 刚玉质反应器需要注意轻取轻放，不使反应器急冷以防断裂，其使用寿命是耐高温合金钢反应器的几倍。刚玉质反应器可用于焦炭在未加碱和加碱条件下的热性能测试。,2020/7/15,52,新标准中对焦样的制备方式做了调整：由单独颚式破碎改为由颚破和手工整形相结合的方式，对较厚的片状焦和条状

31、焦不再弃用而改为手工整形 新标准的修定者在制样试验中首先采用颚式破碎机对焦炭进行破碎，对制样过程进行观察。破碎后筛分时，一些片状焦块和条状焦块用圆孔筛筛分时可以通过筛子上层而留在两层筛子之间。观察这些片状焦块和条状焦块，其中一些薄片状焦和细条状焦应该去掉；其中一些厚片状、粗状焦块的长度超过了粒度控制范围上限的尺寸，进一步加工应该是可以被利用的，将其同薄片状、细条状的焦块一样被去掉会降低焦炭试样的代表性。但若把他们直接作为试样明显又有一个方向的尺寸太大，挑选出来重复破碎可能会被破碎得太小而筛分掉。因此对这些厚片状、粗条状的焦块用手工对其长度进行一下修整就能被用于做试样，这样会大大增强试样的代表性

32、，更全面地反映焦炭的CRI及CSR。本着从实际情况出发，对在破碎、筛分后，片状焦块和条状焦块的厚度和宽度尺寸达到粒度范围上限约80的焦块进行了保留，并对其用手工进行适当修整，作为试样，即采用颚破与手工修整相结合的制样方式。 新标准的修订者还对两种制样方式所得焦炭的热性能做了对比，粒度在2523 mm、2321 mm时全手工制样和颚破与手工修整相结合制样平行试验重复性基本一样，焦炭的CRI及CSR相差级差不大。,2020/7/15,53,新标准中对焦样的粒度做了调整：焦样粒度由21-25mm调整为23-25mm 在确定了试样制备方法后，新标准的修定者在试验中将焦块粒度分别控制在直径2523 mm

33、、 2521mm 、 2321 mm 、 2119mm。首先采用颚式破碎机对焦炭进行破碎，对破碎过程进行观察，当粒度控制在2119mm，质量较好的焦炭破碎时容易破成片状、条状和楔子状，其中片状、条状的焦块长度适合，厚度太薄；质量较差的焦炭粒度控制得越小越易破成渣状，成材率低，造成了试样代表性降低。当粒度控制在25-23 mm和2321 mm时，破碎后经过筛分，2523 mm的量比2321 mm的量要多，焦块的颗粒形状2523 mm比2321mm好，需要返回再次破碎的量和破碎次数少。粒度控制在2523mm比2321 mm破碎后焦块在粒度范围的产量大、再次返回破碎的量和破碎次数少，颗粒形状好，需要

34、用手工进行修整的量少，大颗粒更易修整，试样成材率高，试样混匀、缩分后代表性高，因此选择粒度在25 23 mm的试样。 同时，缩小粒度控制范围可以减小在对焦块进行修整时人为因素对试样代表性的影响，同时也可进一步提高CRI及CSR试验数据的重复性。,2020/7/15,54,新标准在新标准中把I型转鼓的精度由1.5r/min提高到1r/min，并且强调了转鼓的有效长度； 新标准中对转鼓控制器的精度做了规定要求； 中二氧化碳的浓度由98提高到99.99； 新标准中氮气的浓度由98提高到99.99； 新标准中试验用圆孔筛孔径和数量做了调整，仅用到直径为23mm、25mm和10mm的筛子。 新标准中的测

35、温热电偶长度由700mm减为650mm； 新标准中气体分布筛板的厚度放宽到2-5mm。 新标准中因为使用的反应器不同而有不同的反应完毕后焦炭冷却方式； 新标准中增加了试验用焦炭颗粒数量记录（鞍山热能研究院和安阳钢铁做过试验）； 新标准中炉体结构分为底部封闭式炉体和底部开放式炉体，比1996版标准中增加了一种炉体结构 新标准中不再做反应后和转鼓后焦炭粒度筛分组成。GB/T4000-1996,2020/7/15,55,3、焦炭热态性能检测的影响因素及准确性的提高,由于焦炭热态性能的测定不包括取制样在内就需要近4.5小时左右，历时较长，受影响因素较多，下面根据试验测定的过程分为几方面进行分析讨论。,

36、2020/7/15,56,3.1、取样过程的影响因素 焦炭试样的采取要严格按照GB/1997中的规定进行，采集的焦炭数量要保证，取样点数要达标，规范操作，充分保证备测试样的代表性。这一步的操作是整个检测分析过程准确性的物质基础和保障。GB/T1997-2008焦炭试样的采取和制备,2020/7/15,57,焦炭弃去泡焦、炉头焦反应后转鼓外貌,从图中可以看出，反应后转鼓外貌表现出颗粒大小较均匀,形状也比较一致,外表较光滑。,2020/7/15,58,经多家实验室对比研究：按分析CRI 和CSR 时称取焦块200 0. 5 g ,泡焦、炉头焦以5 %计算,200 0. 5 g试样中泡焦、炉头焦的质

37、量约为10 g ,即只能有13 粒泡焦、炉头焦。但当焦炭制备成2125 mm 试样后,这种选择是不容易有相同的判定的,制样中让熟悉焦炭的10 多人进行挑选,每人判定的眼光是不一样的,很难有统一的标准。并且同时测定，当保留泡焦、炉头焦时,平行试验CRI 极差最小为2. 1 % ,最大达到13. 4 %; CSR 极差最小为4. 9 % , 最大达到15. 3 % ,焦炭CRI 和CSR 平行试验重复性很差。而弃去泡焦、炉头焦,平行试验CRI 极差最小可为0. 9 % , 最大只有2. 4 %; CSR 极差最小为0. 6 % ,最大为3. 1 %; 焦炭CRI 和CSR 平行试验数据稳定,重复性好。,2020/7/15,59,（e）、气体流速控制,(4)洗气瓶中的浓硫酸和焦性没食子酸溶液要经常更换。,2020/7/15,60,综上所述，提高焦炭热性能检测的准确性应采取有效措施来保障： 1）热态性能测试分析设备自动控制精度高，温控和气体流速调节灵敏准确；,2020/7/15,61,谢谢大家,