焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法
2025-03-21
GB/T 4000-2017《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法》是關(guān)于測(cè)定焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的一套國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以下是該標(biāo)準(zhǔn)的詳細(xì)介紹：
1.原理
?稱(chēng)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(shí)后，以焦炭質(zhì)量損失的百分?jǐn)?shù)表示焦炭反應(yīng)性（Coke Reactivity Index，簡(jiǎn)稱(chēng)CRI）。
?反應(yīng)后的焦炭經(jīng)I型轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后，以大于10毫米粒級(jí)的焦炭質(zhì)量占反應(yīng)后焦炭質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度（Coke Strength After Reaction，簡(jiǎn)稱(chēng)CSR）。
2.試驗(yàn)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(diǎn)測(cè)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(shí)顯示試樣層上、中、下溫度，控制精度不低于0.2級(jí)。
?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(wú)縫鋼管加工而成，鼓內(nèi)凈長(zhǎng)度為700±1毫米。
?氣體：二氧化碳純度不低于99.5%，氮?dú)饧兌炔坏陀?9.99%，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(yàn)步驟
?試樣準(zhǔn)備：稱(chēng)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?dú)獗Ｗo(hù)焦炭，待溫度穩(wěn)定后切換為二氧化碳反應(yīng)2小時(shí)。
?冷卻取樣：反應(yīng)結(jié)束后，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，冷卻至100℃以下，取出焦炭試樣稱(chēng)重。
?轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)：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(dòng)30分鐘，篩分后稱(chēng)重。
5.結(jié)果計(jì)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(qiáng)度（CSR）：
按公式CSR=(m2-m1)×100%
其中m2為轉(zhuǎn)鼓后大于10毫米粒級(jí)焦炭質(zhì)量。
6.精密度
?重復(fù)性：同一操作人員，在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，使用同一儀器，對(duì)相同試樣進(jìn)行兩次獨(dú)立測(cè)試，CRI和CSR的重復(fù)性分別不得超過(guò)2.4%和3.2%。
?再現(xiàn)性：兩名操作人員，在不同實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對(duì)相同試樣進(jìn)行單次測(cè)試，CRI和CSR的再現(xiàn)性分別不得超過(guò)3.6%和5.0%。
GB/T 4000-2017《焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法》的制定和實(shí)施，為焦炭質(zhì)量的檢測(cè)提供了統(tǒng)一、規(guī)范的方法，有助于提高焦炭質(zhì)量檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性，促進(jìn)煉焦煉鐵行業(yè)的健康發(fā)展。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于評(píng)價(jià)焦炭在高爐中的反應(yīng)性和機(jī)械強(qiáng)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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