焦炭燃燒性CAB法

焦炭燃燒性的多數(shù)測(cè)定方法，目的在于確定焦炭著火溫度，現(xiàn)尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)。僅英國(guó)已將測(cè)定焦炭燃燒性的臨界空氣鼓風(fēng)法(簡(jiǎn)稱CAB法)納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 。

焦炭燃燒性(combustibility of coke)是指焦炭與空氣或氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)的能力。它用于評(píng)價(jià)焦炭反應(yīng)性。由于焦炭中揮發(fā)分和易熱解組分含量少，焦炭與O₂的反應(yīng)和燃燒主要發(fā)生在表面上 。

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的燃燒室中裝入粒變?yōu)?.6-1.18mm經(jīng)空氣干燥的焦炭試樣，以4.25L/min的流量通入干燥空氣。同時(shí)將焦炭床層上部的電熱元件通電，直至床層表面周邊達(dá)到完全灼熱時(shí)，關(guān)閉電源，降低空氣流量至預(yù)先給定的數(shù)值，經(jīng)過(guò)20分鐘再將空氣流量增至4.25L/min。若出現(xiàn)溫度回升，再用略低一些的空氣流量重復(fù)試驗(yàn)。直至不再發(fā)生溫度上升時(shí)為止。

如最初選定的空氣流量在試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生溫度回升，則用略高一些的空氣流量重復(fù)試驗(yàn)，直至出現(xiàn)溫度回升為止。如此試驗(yàn)可獲得兩個(gè)相差0.06L/min的空氣流量，其中一個(gè)發(fā)生溫度回升。一個(gè)不發(fā)生溫度回升，取發(fā)生溫度回升的空氣流量作為臨界空氣鼓風(fēng)量。該指標(biāo)值愈高，表明焦炭燃燒性愈差。

不同種類焦炭的CAB值可相差數(shù)倍，并隨焦炭粒度增大而提高。焦炭的燃燒性，還可通過(guò)熱大平用氧化失重法測(cè)定。它是將焦樣置于空氣(或氧氣)環(huán)境下，按規(guī)定條件加熱焦炭測(cè)出質(zhì)量變化，并用一定溫度下的失重率表示其燃燒性 。

焦炭燃燒性具有與焦炭CO₂反應(yīng)性相同的特征，對(duì)焦炭CO₂反應(yīng)性有影響的各因素對(duì)焦炭燃燒性都具有相同的影響。焦炭的燃燒性隨原料煤的煤化度提高而降低。提高煉焦終溫和延長(zhǎng)維溫時(shí)間，可提高焦炭結(jié)構(gòu)的致密度和降低燃燒性；焦炭灰分中的金屬氧化物，尤其是鉀、鈉氧化物對(duì)焦炭燃燒性具有明顯的催化作用。對(duì)焦炭燃燒性的要求因用戶而異。燃燒性高的氣化焦、可加速有效的制氣反應(yīng)，從而提高氣化爐的生產(chǎn)能力。鑄造焦的燃燒性則要低些，以使鐵水有足夠高的溫度，提高鑄件的成品率 。2100433B

焦炭灰是多種氧化物的混合物，焦炭灰熔點(diǎn)就是多種氧化物在受熱時(shí)形成共熔物的熔融溫度，它與灰成分中酸性氧化物同堿性氧化物的比值(SiO₂ Al₂O₃)/( Fe₂O₃ CaO MgO)有密切關(guān)系，該比值愈大，則灰熔點(diǎn)愈高通常焦炭灰熔點(diǎn)和煤的灰熔點(diǎn)均以三個(gè)特性溫度，即變形溫度、軟化溫度和流動(dòng)溫度表示 。

焦炭力學(xué)性質(zhì)是指是用材料力學(xué)方法測(cè)量和研究焦炭所得的焦炭性質(zhì)。有焦炭抗壓強(qiáng)度、焦炭抗拉強(qiáng)度、風(fēng)炭顯微強(qiáng)度和焦炭楊氏模量等。這些性質(zhì)與焦炭氣孔壁強(qiáng)度、焦炭氣孔結(jié)構(gòu)、焦塊中的裂紋直接相關(guān)。以材料力學(xué)方法研究焦炭是20世紀(jì)70年代以來(lái)才開(kāi)始的，尚不成熟，但它可以更深入地評(píng)定焦炭材料和焦炭多孔體的強(qiáng)度，揭示焦炭性質(zhì)與結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在關(guān)系 。

焦炭物理性質(zhì)

焦炭物理性質(zhì)包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對(duì)密度、焦炭視相對(duì)密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導(dǎo)率、焦炭熱應(yīng)力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數(shù)、焦炭收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。

焦炭的物理性質(zhì)與其常溫機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度及化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。焦炭的主要物理性質(zhì)如下：

平均比熱容為 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）

熱導(dǎo)率為 2.64kj/（mhk）（常溫），6.91kj/（mhk）（900℃）；

著火溫度（空氣中）為 450-650℃；

干燥無(wú)灰基低熱值為 30-32KJ/g；

焦炭化學(xué)成分

焦炭反應(yīng)性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力，CRI =(G0—G1）/G0×100%（注：G0----試驗(yàn)焦炭樣重量，g；G1----反應(yīng)后焦炭樣重量，g；）。焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度是指反應(yīng)后的焦炭再機(jī)械力和 熱應(yīng)力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過(guò)程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于焦與氧和水蒸氣的反應(yīng)有與二氧化碳的反應(yīng)類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國(guó)家都用焦炭與 二氧化碳間的反應(yīng)特性評(píng)定焦炭反應(yīng)性。

焦炭反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強(qiáng)度CSR的重復(fù)性r不得超過(guò)下列數(shù)值：

CRIr≤2.4%

CSR：≤3.2%

焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果均取平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。