焦炭及其性质课件.ppt

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1、焦炭及其性质第一章焦炭及其性质第一节焦炭的通性第二节高炉炼铁第三节非高炉用焦的特性焦炭及其性质第一节焦炭的通性一、焦炭的宏观构造焦炭:以碳为主要成分的含有裂纹和缺陷的不规则多孔体．一般真密度为1.8～1.95g/cm3,视密度为0.08～1.08g/cm3,堆密度为400～500kg/m3。气孔率为35%～55%焦块：沿焦炭表面粗大的纵横裂纹掰开，仍含有微裂纹的是焦块。焦体：将焦块沿微裂纹分开，即得到焦炭多孔体，也称焦体。由气孔和气孔壁构成．焦质：焦体内的气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质。特性参数：由于焦体的孔孢结构

2、、焦块微裂纹的多少与焦炭的耐磨强度和高温反应性能有密切关系，因此将裂纹度、气孔率、气孔平均直径与孔径分布、比表面积等作为特性参数描述焦炭的性质，又称为孔孢结构参数。孔孢结构：通常用气孔平均直径、孔径分布、气孔壁厚度和比表面积等参数表示。焦炭及其性质1.裂纹度裂纹度：焦炭单位面积上的裂纹长度。焦炭中的裂纹有长短、深浅和宽窄的区分，可用裂纹度指标进行评价。纵裂纹：裂纹面与焦炉炭化室炉墙面垂直的裂纹横裂纹：裂纹面与焦炉炭化室炉墙面平行的裂纹。裂纹度测量：常用测量方法是将方格（1cm×1cm）框架平放在焦块上，量出纵裂纹与横裂纹的

3、投影长度即得。所用试样应有代表性，一次试验要用25块试样，取统计平均值。焦炭及其性质２．气孔率定义：焦炭的气孔率是指气孔体积与总体积比的百分率。气孔率计算：利用焦炭的真密度和视密度的测定值计算。（1-1）气孔数量：用比孔容积来表示，即单位质量多孔体内部气孔的总容积，可用四氯化碳吸附法测定。一般真密度为1.8～1.95g/cm3,视密度为0.08～1.08g/cm3,气孔率为35%～55%,焦炭及其性质3．气孔平均直径与孔径分布大气孔：直径大于100微米的气孔为大气孔，中气孔：直径20～100微米的为中气孔，微气孔：直径小于

4、20微米的为微气孔。焦炭与CO2作用时，仅大的气孔才能使CO2进入，焦炭的孔径分布常用压汞法测量。（1-2）式中—外加压力为（kgf/cm2）时，—汞能进入孔中的最小孔径。焦炭及其性质设半径在到范围内的孔体积为，孔径的分布函数为:则对上式微分得代入上式得（1-3）和可由实验测出，由此可按式（1-2），（1-3）分别得出和，按对绘图，即得孔径分布曲线，进而算出气孔平均直径。4.比表面积指单位质量焦炭内部的表面积（m2/g），一般用气相吸附法或色谱测定。焦炭及其性质二、焦炭的物理机械性能对焦炭的基本要求是：粒度均匀、耐磨性和抗

5、碎性强。物理机械性能：筛分组成和转鼓试验，评定焦炭的物理机械性能。1．筛分组成用筛分试验获得的筛分组成并计算平均粒度。用具有标准规格和规定孔径的多级振动筛将焦炭筛分，然后分别称量各级筛上焦炭和最小筛孔的筛下焦炭质量，算出各级焦炭的质量百分率即焦炭的筛分组成。筛分试验用方孔筛（以边长L表示孔的大小）和圆孔筛（以直径D表示孔径的大小）。相同尺寸的两种筛，其实际大小不同，试验得出两者关系为：D/L=1.135±0.04（1-4）焦炭及其性质例：圆孔直径为60mm时,对应的方孔筛L=60/1.135=52.86mm,通过焦炭的筛分

6、组成计算焦炭的平均粒度及粒度的均匀性，（1）平均粒度根据筛分组成及筛孔的平均直径可由下式来计算焦炭的平均粒度：——各粒级质量分率；——各粒级平均粒度,——算术平均直径；——调和平均直径（实际焦粒比表面与球体比表面相等确定的平均粒度）。焦炭及其性质（2）粒度均匀性粒度均匀性可由下式计算：（1-7）式中、、——分别表示焦炭中25～40mm、40～80mm和>80mm各粒级的百分含量。K值愈大，粒度愈均匀。也可按计算。焦炭及其性质2．耐磨强度和抗碎强度焦炭强度通常用抗碎强度和耐磨强度两个指标来表示。焦炭在常温下进行转鼓试验可用来

7、鉴别焦炭强度。耐磨性（耐磨强度）：当焦炭表面承受的切向摩擦力超过气孔壁的强度时，会产生表面薄层分离现象形成碎屑或粉末，焦炭抵抗此种破坏的能力称耐磨性或耐磨强度，用M10值表示。（1-8）焦炭及其性质抗碎性（抗碎强度）当焦炭承受冲击力时，焦炭沿结构的裂纹或缺陷处碎成小块，焦炭抵抗此种破坏的能力称焦炭的抗碎性或抗碎强度。用M25（M40）表示。（1-9）焦炭的孔孢结构影响耐磨强度M10值，焦炭的裂纹度影响其抗碎强度M25值。焦炭及其性质三、焦炭的化学组成焦炭的化学组成主要用焦炭工业分析和元素分析数据来加以体现。1．工业分析焦炭

8、的工业分析包括焦炭水分、灰分和挥发分的测定以及焦炭中固定碳的计算。（1）水分（Mt）焦炭的水分是焦炭试样在一定温度下干燥后的失重占干燥前焦样的百分率。生产上要求稳定控制焦炭的水分，水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。焦炭及其性质焦炭水分提高会使M25偏高，M10偏低，给转鼓指标带来误差。但水分也