焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強度試驗方法
2025-03-21
GB/T 4000-2017《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強度試驗方法》是關(guān)于測定焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強度的一套國家標(biāo)準(zhǔn)，以下是該標(biāo)準(zhǔn)的詳細介紹：
1.原理
?稱取一定質(zhì)量的焦炭試樣，置于反應(yīng)器中，在1100±3℃的溫度下與二氧化碳反應(yīng)2小時后，以焦炭質(zhì)量損失的百分數(shù)表示焦炭反應(yīng)性（Coke Reactivity Index，簡稱CRI）。
?反應(yīng)后的焦炭經(jīng)I型轉(zhuǎn)鼓試驗后，以大于10毫米粒級的焦炭質(zhì)量占反應(yīng)后焦炭質(zhì)量的百分數(shù)表示焦炭反應(yīng)后強度（Coke Strength After Reaction，簡稱CSR）。
2.試驗儀器、設(shè)備和材料
?電爐：用于加熱焦炭試樣，可采用三段式加熱爐或單點測溫加熱爐，保證試樣層溫度穩(wěn)定在1100±3℃
?溫度控制裝置：能夠?qū)崟r顯示試樣層上、中、下溫度，控制精度不低于0.2級。
?反應(yīng)器：反應(yīng)管材質(zhì)為GH3044，壁厚不小于1.5毫米，內(nèi)徑為80±1毫米，托料篩片上有均勻分布的圓孔。
?I型轉(zhuǎn)鼓：恒定轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)/分鐘，鼓體用無縫鋼管加工而成，鼓內(nèi)凈長度為700±1毫米。
?氣體：二氧化碳純度不低于99.5%，氮氣純度不低于99.99%，均需干燥處理。
3.試樣的采取和制備
?按規(guī)定方法取樣，棄去不合格焦炭，將焦炭制成23～25毫米的近似球形顆粒。
?將制好的試樣干燥、篩分，用四分法分成四份，每份不少于220克，裝入密封容器中備用。
4.試驗步驟
?試樣準(zhǔn)備：稱取試樣（200±2）克，精確到0.1克。
?試樣裝入反應(yīng)器：將焦炭試樣裝入反應(yīng)器中鋪平，確保試樣層處于電爐恒溫區(qū)中部，連接好供氣系統(tǒng)，檢查氣密性。
?加熱反應(yīng)：電爐升溫至1100±3℃，通入氮氣保護焦炭，待溫度穩(wěn)定后切換為二氧化碳反應(yīng)2小時。
?冷卻取樣：反應(yīng)結(jié)束后，通入氮氣保護，冷卻至100℃以下，取出焦炭試樣稱重。
?轉(zhuǎn)鼓試驗：將反應(yīng)后的焦炭裝入I型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，以20轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動30分鐘，篩分后稱重。
5.結(jié)果計算
?焦炭反應(yīng)性（CRI）：
按公式CRI=(m-m1)/m×100%
其中m為焦炭試樣質(zhì)量，m1為反應(yīng)后殘余焦炭質(zhì)量。
?焦炭反應(yīng)后強度（CSR）：
按公式CSR=(m2-m1)×100%
其中m2為轉(zhuǎn)鼓后大于10毫米粒級焦炭質(zhì)量。
6.精密度
?重復(fù)性：同一操作人員，在同一實驗室內(nèi)，使用同一儀器，對相同試樣進行兩次獨立測試，CRI和CSR的重復(fù)性分別不得超過2.4%和3.2%。
?再現(xiàn)性：兩名操作人員，在不同實驗室內(nèi)，對相同試樣進行單次測試，CRI和CSR的再現(xiàn)性分別不得超過3.6%和5.0%。
GB/T 4000-2017《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強度試驗方法》的制定和實施，為焦炭質(zhì)量的檢測提供了統(tǒng)一、規(guī)范的方法，有助于提高焦炭質(zhì)量檢測的準(zhǔn)確性和可靠性，促進煉焦煉鐵行業(yè)的健康發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)對于評價焦炭在高爐中的反應(yīng)性和機械強度具有重要意義，有助于指導(dǎo)焦炭的生產(chǎn)和使用。
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