焦炭反應性及反應后強度檢驗過程中影響結果的因素

摘 要：現階段我國焦炭反應性及反應后強度試驗方法，標準規定的重復性和再現性范圍較大。但在生產實際中，無論是煉鐵廠還是焦化廠依據實際生產需要對數值的穩定要求更高，所以規定的誤差范圍并不能滿足其需求，這就要求我們對焦炭的反應性及反應后強度的檢驗力求準確，減少差異。本文通過實驗，確定檢驗過程中影響結果的主要因素。

關鍵詞：反應性及反應后強度;人為因素;粒度;溫度

1 前言

焦炭在高爐冶煉中有著供熱、支撐骨架、滲透鐵水、調節鐵水含碳量等作用，因此焦炭對大型高爐的穩定順行有決定作用[1]。焦炭的反應性及反應后強度是焦炭的重要性能指標。其檢驗過程是模擬焦炭在煉鐵高爐環境中與二氧化碳的反應過程。通過兩個實驗室的檢驗數據、對比試驗，分析得出檢驗過程中人為因素、粒度、反應溫度、升溫速度及溫度補償參數設置不同，都是檢驗過程中影響反應性及反應后強度結果的因素。

2 反應性與反應后強度關系

為找出這些影響因素，對兩家實驗室焦炭的檢驗數據進行收集整理分析。見圖1。

由于反應性（CRI）及反應后強度（CSR）兩者是聯合檢測，且存在一定的線性關系。對B實驗室48組焦炭熱強度檢驗數據進行整理分析，計算其線性關系為y=-1.5112x+99.464，R2=0.9785，兩者存在良好的負相關性關系[2]。反應性的檢驗過程對反應后強度的檢驗結果存在影響。

3 影響結果因素

3.1 人為因素

從焦炭的選取開始就要人為剔除爐頭焦和泡焦，在焦球制完后還需剔除明顯橢圓形焦炭，在稱取試樣過程中，為達要求需要人為挑選。這些都是產生差異的潛在因素。

3.2 粒度

依據標準YB/T4494-2015球型試樣粒度要求為23～25mm，B實驗室所制試樣要小于A實驗室，按照標準分析試樣質量相同。質量一定粒度越小，粒數越多，優先參與反應的表面積就越多，反應性就越大，反應后強度越低[3]。表1數據表明32粒與38粒差值均值為CRI：-0.51，CSR：0.77。由此，焦炭粒度的不同為其影響因素之一。

3.3 反應溫度及升溫速度

小范圍溫度的變化，對焦炭熱強度仍有顯著的影響[4]，隨著溫度增加，反應性變大，反應后強度降低。因此標準GB/T4000-2017中，減小了溫度波動范圍，以降低反應溫度差異過大對反應性及反應后強度造成的影響。

升溫速度不同，對焦炭反應性及反應后強度存在一定的影響。升溫速度增大，反應性降低，反應后強度越高[4]。實際生產過程中升溫速度是一個變量，依據反應爐溫度，按設定程序進行調節。

3.4 溫度補償參數

儀器設備運行中的溫度測量誤差無法避免，需要用到溫度補償參數。由于焦炭反應性及反應后強度試樣國家沒有現行標樣，設備的維護調試，由設備生產商在不同廠礦進行，調節溫度補償參數用以補正設備運行一段時間后帶來的測量偏移。經對比實驗表明，B實驗室與A實驗室間的儀器設備測量差值均值可達CRI：-2.27，CSR：3.10。

4 結論與探討

經過分析，焦炭反應性及反應后強度在檢驗過程中影響結果的因素主要有：人為因素、粒度、反應溫度、升溫速度及實驗室間溫度補償參數設置等。

為降低檢驗結果的的差異可通過以下幾點進行：①通過加強培訓，統一樣品挑選方式降低人為因素對檢測結果的影響;②粒度不同粒數就不同，可對粒度進行統一;③反應溫度及升溫速度應用電子智能化系統進行調節，以此來降低對檢驗結果的影響;④應對質量較好且指標穩定的一批焦炭制成內控標樣，進行檢驗觀察儀器設備檢驗結果的變化，以此判斷是否需要調節溫度補償參數。

參考文獻：

[1]楊佳龍，陸隆文，彭玉.焦炭質量與大型高爐的穩定順行[J].煉鐵，2011（1）24-26.

[2]于青，王德全，吳子良，王建國，許峰.焦炭反應性和反應后強度的關系及影響因素研究[J].中國冶金，2012（3）：10-14.

[3]劉彩茹.影響測定焦炭熱強度的因素[J].科技風，2011 （23）：11.

[4]歐陽曙光，曹迪明.升溫數率及反應溫度對焦炭反應性及反應后強度的影響[J].廣州化工，2012，40（7）：106-108.

作者簡介：

辛近（1986- ），男，漢族，遼寧省本溪市人，助理工程師，本科，2009年7月畢業于遼寧科技大學化學工程與工藝專業，現在本鋼板材股份有限公司檢化驗中心從事檢化驗工作。