焦炭性质的分析评价1.ppt

焦炭性质的分析评价 第一章 焦炭在高炉内的作用 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 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、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。 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 2.7 焦炭的筛分组成 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。 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。 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。 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 2.3 焦炭冷态强度 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 2—2.5%，因此，焦炭灰分的降低是十分必要的。 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815±10℃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815±10℃的箱形高温炉炉门口，在10min 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，815±10℃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。 焦炭灰分的计算 空气干燥试样的灰分按下式计算 Aad= m1/m×100 …………… 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 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； 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