文档介绍：焦炭及其性质
第一章
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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
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焦炭及其性质
第一节 焦炭的通性
一、焦炭的宏观构造
焦炭是一种质地坚硬，以碳为主要成分的含有裂纹和缺陷的不规则多孔体,呈银灰色。～,～,气孔率为35%～55%,堆密度为400～500kg/m3。用肉眼观察焦炭都可看到纵横裂纹。沿粗大的纵横裂纹掰开，仍含有微裂纹的是焦块。将焦块沿微裂纹分开，即得到焦炭多孔体，也称焦体。焦体由气孔和气孔壁构成，气孔壁又称焦质，其主要成分是碳和矿物质。焦炭的裂纹多少直接影响焦炭的粒度和抗碎强度。焦块微裂纹的多少和焦体的孔孢结构则与焦炭的耐磨强度和高温反应性能有密切关系。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。
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1. 裂纹度
裂纹度即焦炭单位面积上的裂纹长度。裂纹分纵裂纹和横裂纹两种，规定裂纹面与焦炉炭化室炉墙面垂直的裂纹称纵裂纹；裂纹面与焦炉炭化室炉墙面平行的裂纹称横裂纹。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。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。
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1．气孔率
焦炭的气孔率是指气孔体积与总体积比的百分率。气孔率可以利用焦炭的真密度和视密度的测定值加以计算。焦炭的气孔数量还可以用比孔容积来表示，即单位质量多孔体内部气孔的总容积，可用四***化碳吸附法测定。
（1-1）
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3．气孔平均直径与孔径分布
焦炭中存在的气孔大小是不均一的，一般称直径大于100微米的气孔为大气孔，20～100微米的为中气孔，小于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，因此焦炭的孔径分布常用压***法测量。
（1-2）
式中 — 外加压力为 （kgf/cm2）时，***能进入孔中的最小孔径。
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设半径在 到 范围内的孔体积为 ，孔径大小的分布函数为，则
对（1-2）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。
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。
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二、焦炭的物理机械性能
高炉生产对焦炭的基本要求是：粒度均匀、耐磨性和抗碎性强。焦炭的这些物理机械性能主要由筛分组成和转鼓试验来评定。
1．筛分组成
焦炭是外形和尺寸不规则的物体，只能用统计的方法来表示其粒度，即用筛分试验获得的筛分组成计算其平均粒度。一般用一套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，国际标准允许筛分试验用方孔筛（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=± （1-4）
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即圆孔直径为60mm时,对应的方孔筛L = 60/ = ,通过焦炭的筛分组成计算焦炭的平均粒度及粒度的均匀性，还可估算焦炭的比表面、堆积密度并由此得到评定焦炭透气性和强度的基础数据。
（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：