焦炭反應性及反應后強度檢測：核心檢測項目解析
一、焦炭反應性（CRI）檢測
- 樣品制備：取焦炭塊破碎至粒度20~25mm，在105℃下干燥至恒重。
- 反應裝置：采用高溫反應爐，通入純CO?氣體（流量5L/min），溫度控制在1100±5℃。
- 反應過程：樣品在反應爐中持續反應2小時，冷卻后稱量質量損失。
- 計算公式： CRI=?0−?1?0×100%CRI=m0?m0?−m1??×100% 其中，?0m0?為初始質量，?1m1?為反應后質量。
- 焦炭氣孔結構：氣孔率高的焦炭反應性更高。
- 灰分含量：灰分中的堿性氧化物（如K?O、Na?O）會催化反應，提高CRI。
- 反應溫度：溫度每升高50℃，CRI可能增加3~5%。
二、焦炭反應后強度（CSR）檢測
- 樣品處理：完成CRI檢測后的焦炭直接用于CSR測試。
- 轉鼓試驗：將反應后焦炭放入直徑130mm、長700mm的轉鼓中，以20r/min轉速旋轉30分鐘。
- 篩分與計算：取出樣品后用10mm篩子篩分，記錄篩上物質量占比： CSR=?篩上?總×100%CSR=m總?m篩上??×100%
- 轉鼓磨損均勻性：需定期校準轉鼓內壁的磨損程度。
- 篩分精度：篩網目數誤差需小于±0.1mm。
三、其他相關檢測項目
- 工業分析：測定水分、灰分、揮發分和固定碳含量（GB/T 2001-2013）。
- 冷態強度：包括抗碎強度（M40）和耐磨強度（M10）（GB/T 1996-2017）。
- 硫分檢測：高硫焦炭會增加鋼中雜質（GB/T 2286-2017）。
- 顯微結構分析：通過光學顯微鏡或掃描電鏡觀察焦炭氣孔分布與各向異性。
四、檢測結果的應用
- 指導配煤優化：通過調整煉焦配煤比，降低高反應性煤種比例，可改善CSR。
- 高爐操作參數調整：若CRI偏高，需降低高爐鼓風溫度或縮短焦炭停留時間。
- 焦炭質量分級：根據CRI和CSR將焦炭分為不同等級（如一級焦：CRI≤30%，CSR≥65%）。
五、國際標準對比
| 指標 | 中國標準（GB/T） | 國際標準（ISO 18894） | ASTM標準（D5341） |
|---|---|---|---|
| CRI測試 | 1100℃, 2h | 1100℃, 2h | 1100℃, 3h |
| CSR轉鼓 | Φ130mm轉鼓 | Φ140mm轉鼓 | Φ150mm轉鼓 |
六、結語
- GB/T 4000-2017《焦炭反應性及反應后強度試驗方法》
- ISO 18894:2018《焦炭反應性測定方法》
- 冶金工業焦炭質量與高爐冶煉關系研究, 《鋼鐵》, 2020.
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