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焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法的操作步驟
1、執(zhí)行國(guó)標(biāo)代號(hào)：GB/T4000——2008
2、適用范圍
本方法規(guī)定了測(cè)定焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法的原理、試驗(yàn)儀器、設(shè)備和材料、試樣的制備、試驗(yàn)步驟、結(jié)果的計(jì)算及精密度。          
本方法適用高爐煉鐵用焦的焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的測(cè)定，其他用途焦炭可參照?qǐng)?zhí)行。
3、原理
稱取一定質(zhì)量的焦炭試樣，置于反應(yīng)器中，在1100℃±5℃時(shí)與二氧化碳反應(yīng)2h后，以焦炭質(zhì)量損失的百分?jǐn)?shù)表示焦炭反應(yīng)性（CRI）。反應(yīng)后焦炭，經(jīng)I型轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后，以大于10mm粒級(jí)焦炭占反應(yīng)后焦炭的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）。
4、試驗(yàn)儀器、設(shè)備和材料
4.1、電爐:底部封閉式加熱電爐或底部開口式加熱電爐
4.2、反應(yīng)器:反應(yīng)器為耐高溫合金鋼反應(yīng)器或剛玉質(zhì)反應(yīng)器。
4.3、反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)備:I型轉(zhuǎn)鼓,轉(zhuǎn)速20r/min±1r/min。
4.4、二氧化碳供給系統(tǒng)
二氧化碳鋼瓶及二氧化碳電加熱減壓閥：鋼瓶?jī)?nèi)二氧化碳含量99.99％，二氧化碳電加熱減壓閥規(guī)格為220V，0～25 MPa。
流量計(jì)：0.6m3/h。如果使用的流量計(jì)不是二氧化碳?xì)怏w流量計(jì)，要經(jīng)過(guò)校正，換算成二氧化碳?xì)怏w流量。
4.5、氮?dú)夤┙o系統(tǒng)
氮?dú)怃撈考把鯄罕怼ｄ撈績(jī)?nèi)氮?dú)夂窟_(dá)到99.99％。
流量計(jì)：0.25 m3/h.
4.6、精密溫度控制裝置
控溫范圍0℃～1600℃，精度0.5級(jí)。
4.7  圓孔篩
孔徑¢10mm、¢23mm 、¢25mm和¢23mm各一個(gè)。
4.8  干燥箱
高使用溫度：300℃。
4.9  天平
大稱量500g，感量0.5g。
4.10  銠-鉑熱電偶
4.11  板
4.12  高鋁球
4.1.3  架
4.14  反應(yīng)器支架
5  試樣的制備
按比例取大于25mm焦炭20kg,棄去泡焦和爐頭焦。用顎式破碎機(jī)破碎、混勻、縮分出10kg，再用¢25mm、¢23mm圓孔篩篩分。大于¢25mm焦塊再破碎、篩分。取¢23mm篩上物，去掉薄片狀焦和細(xì)條狀焦，保留較厚片狀焦和較粗條狀焦，并將較厚片狀焦和較粗條狀焦用手工修整成顆粒狀焦，用¢23mm圓孔篩篩分后與未經(jīng)過(guò)修整的顆粒狀焦塊混勻?？s分得焦塊2kg，分兩次（每次1kg）置于I型轉(zhuǎn)鼓中，以20r/min的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)50r，取出后再用¢23mm圓孔篩篩分，將篩上物縮分出900g作為試樣，用四分法將試樣分成四份，每份不少于220g。
注：試驗(yàn)焦?fàn)t的焦炭可以40mm～60mm粒級(jí)的焦炭進(jìn)行制樣。
將制好的試樣放入干燥箱，在170℃～180℃溫度下烘干2h，取出焦炭冷卻至室溫，用¢23mm圓孔篩篩分，稱取200g±0.5g待用。
6  操作步驟
6.1、將反應(yīng)器置于爐內(nèi)，在反應(yīng)器底部平放篩板，鋪高鋁球，確保焦炭裝入時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的焦炭層處于電爐恒溫區(qū)內(nèi)。
6.2、試樣裝入反應(yīng)器
6.2.1、當(dāng)使用耐高溫合金鋼反應(yīng)器時(shí)，將已備好的焦炭試樣200g±0.5g裝入反應(yīng)器，并記錄焦塊顆粒數(shù)。熱電偶套管插入料層中心位置，然后將該反應(yīng)器直立，用螺絲將蓋與反應(yīng)器筒體固定。將反應(yīng)器置于爐頂?shù)耐屑苌系醴旁陔姞t內(nèi)，托架與電爐蓋間放置石棉板隔熱。在反應(yīng)器法蘭四周圍上保溫材料，減少散熱。
6.2.2、當(dāng)使用剛玉質(zhì)反應(yīng)器時(shí)，裝入已備好的200g±0.5g焦炭試樣約一半的顆粒，然后插入熱電偶套管，再裝入另一半焦炭，將熱電偶套管穿過(guò)反應(yīng)器蓋子上的中心孔，蓋上反應(yīng)器蓋子。四周上保溫材料，減少散熱。
6.3、將測(cè)溫?zé)犭娕疾迦敕磻?yīng)器熱電偶套管內(nèi)（熱電偶用高鋁質(zhì)雙孔絕緣管及高鋁質(zhì)熱電偶保護(hù)管保護(hù)）。
6.4、將反應(yīng)器進(jìn)氣管、排氣管分別與供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)連接。檢查氣路，保證嚴(yán)密。
6.5、接通電源，用精密度控制儀調(diào)節(jié)電爐加熱。升溫速度為8℃/min～16℃/min。當(dāng)料層中心溫度達(dá)到400℃時(shí)，以0.8L/min的流量通氮?dú)?，保護(hù)焦炭，防止其燒損。
6.6、當(dāng)料層中心溫度達(dá)到1050℃時(shí)，接通帶預(yù)熱裝置的二氧化碳減壓閥的電源插頭，預(yù)熱二氧化碳?xì)馄砍隹谔?，以保證二氧化碳?xì)怏w穩(wěn)定流出。當(dāng)料層中心溫度達(dá)到1100℃，穩(wěn)定10min，切斷氮?dú)?，改通二氧化碳，流量?L/min，記錄開始反應(yīng)時(shí)間。通二氧化碳后料層溫度應(yīng)在5min～10min內(nèi)恢復(fù)到1100℃±5℃。
6.7、反應(yīng)2h，停止加熱。切斷二氧化碳?xì)饴?，改通氮?dú)?，流量控制?L/min。
6.8、試樣的冷卻
6.8.1、當(dāng)使用耐高溫合金鋼反應(yīng)器時(shí)，可拔掉排氣管，將反應(yīng)器從電路內(nèi)吊出，放在支架上繼續(xù)通氮?dú)饫鋮s。
6.8.2、當(dāng)使用剛玉質(zhì)反應(yīng)器時(shí)，反應(yīng)器仍然置于爐內(nèi)，自然冷卻至室溫。
6.9、至反應(yīng)器中的焦炭冷卻到100℃以下，停止通氮?dú)狻４蜷_反應(yīng)器上蓋，倒出焦炭，稱量、記錄。
6.10、反應(yīng)后的焦炭全部裝入I型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，以20r/min的轉(zhuǎn)速共轉(zhuǎn)30min?？傓D(zhuǎn)數(shù)為600r。然后取出用¢10mm圓孔篩篩分、稱量篩上物質(zhì)量、記錄。
7、結(jié)果計(jì)算
7.1、焦炭反應(yīng)性
焦炭反應(yīng)性指標(biāo)以損失的焦炭質(zhì)量占反應(yīng)前焦樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示。焦炭反應(yīng)性（CRI）按（1）式計(jì)算，數(shù)值以％表示：
CRI（％）=（m — m1）/m×100              （1）
式中：m——焦炭試樣質(zhì)量，單位為克（g）；
m1—— 反應(yīng)后殘余焦炭質(zhì)量，單位為克（g)。
7.2、反應(yīng)后強(qiáng)度
反應(yīng)后強(qiáng)度指標(biāo)以轉(zhuǎn)鼓后大于10mm粒級(jí)焦炭占反應(yīng)后殘余焦炭的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。反應(yīng)后強(qiáng)度（CSR）按（2）式計(jì)算：
CSR(％) = m2/m1×100                       （2）
式中：m2——轉(zhuǎn)鼓后大于10mm粒級(jí)焦炭質(zhì)量，單位為克（g）；
m1——反應(yīng)后殘余焦炭的質(zhì)量，單位為克（g）。
7.3、焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果均平行試驗(yàn)的算術(shù)平均值。
8、精密度
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：
CRI：r≤2.4％；CSR：r≤3.2％。

本文由煤炭化驗(yàn)設(shè)備專業(yè)生產(chǎn)廠家
華諾煤炭化驗(yàn)設(shè)備編輯
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