王喆

摘 要：高爐生產(chǎn)必備焦炭的原材，焦炭材質(zhì)是否優(yōu)良關(guān)乎后續(xù)的反應(yīng)質(zhì)量。伴隨經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，大型高爐日漸增多且開發(fā)了噴煤更高的配套技術(shù)，由此也提升了選購(gòu)焦炭應(yīng)有的質(zhì)量。然而，焦炭負(fù)荷累積變大，減低了總體強(qiáng)度且增添了沒能燃燒充足的爐內(nèi)煤粉?，F(xiàn)存常見的檢測(cè)焦炭注重查看冷熱強(qiáng)度，但這種流程很難反映出精準(zhǔn)的爐內(nèi)燃燒狀態(tài)。對(duì)于此，解析了焦炭在高壓氛圍內(nèi)的真實(shí)抗壓強(qiáng)度，這種基礎(chǔ)上摸索更合適的檢驗(yàn)步驟。

關(guān)鍵詞：焦炭抗壓強(qiáng)度；檢驗(yàn)方法；應(yīng)用實(shí)踐

高爐冶煉選取的焦炭要擁有必備的強(qiáng)度，唯有如此，反應(yīng)得出的爐內(nèi)焦炭才不至于破損。在高溫狀態(tài)下，焦炭應(yīng)能維持完整且符合設(shè)定的透氣性。

針對(duì)于高爐冶煉，焦炭應(yīng)被當(dāng)作骨架。既往的調(diào)研注重解析數(shù)據(jù)或采納了實(shí)驗(yàn)步驟，這種調(diào)研耗費(fèi)了較多物力及人力。與此同時(shí)，常規(guī)測(cè)定焦炭得到的信息很難借以判斷真正的焦炭強(qiáng)度。為了改進(jìn)檢驗(yàn)，就要探析更便捷的測(cè)定流程以此來探析焦炭是否足夠抗壓。

一、設(shè)定檢驗(yàn)方法

測(cè)驗(yàn)抗壓強(qiáng)度可選如下的成套設(shè)備：抗壓的試驗(yàn)機(jī)、可調(diào)節(jié)的脫碳電爐。選購(gòu)了鋼鐵廠制備的焦炭，測(cè)定焦炭的性能。試驗(yàn)選取的焦炭自身粒度最佳且去除了異常的外形。把焦炭切割為15毫米左右的薄片，借助玻璃鉆以便于鉆出焦炭上側(cè)的圓柱體。經(jīng)過鉆孔之后，焦炭被送入了電爐經(jīng)過脫碳[ 1 ]。經(jīng)過氣化反應(yīng)制作了抗壓試樣，這種步驟很類似吊籃試驗(yàn)。制作焦炭時(shí)可選二氧化碳當(dāng)作氣化劑并且設(shè)定1000攝氏度的反應(yīng)溫度。依照測(cè)驗(yàn)要求妥善調(diào)控各階段表現(xiàn)出來的抗壓強(qiáng)度。

測(cè)定抗壓性選取的常規(guī)試驗(yàn)為：在高溫狀態(tài)下調(diào)節(jié)試驗(yàn)機(jī)，連續(xù)測(cè)定選出來的焦炭試樣。焦炭有著不相等的失碳率，依照細(xì)化的失碳率以便于劃分組別，在每組之中都要配備試驗(yàn)機(jī)。通入氮?dú)庖源藖肀Ｗo(hù)試樣，測(cè)試得出更精準(zhǔn)的抗壓強(qiáng)度。脫碳電爐可用于制作各類的焦炭試樣，抗壓試驗(yàn)選定了不同溫度。經(jīng)過測(cè)驗(yàn)得出了不同時(shí)點(diǎn)的抗壓強(qiáng)度。

二、影響焦炭強(qiáng)度的各要素

從常規(guī)來看，焦炭含有不等比例的揮發(fā)分及灰分、水分、固定碳等要素。焦炭被送入爐膛之后，經(jīng)過較短時(shí)間即可蒸發(fā)掉水分。由此可見，水分并不影響測(cè)定的真實(shí)焦炭強(qiáng)度。焦炭有著較低的內(nèi)在揮發(fā)分，若加熱超出了800攝氏度將會(huì)揮發(fā)氣體。因此，揮發(fā)分很難進(jìn)到爐膛之中較高溫度的區(qū)段，這種成分也很少干擾到總體強(qiáng)度。歸納可得結(jié)果：唯有灰分及固定碳才會(huì)密切關(guān)系到焦炭真正的強(qiáng)度。若溫度是特定的，那么灰分表現(xiàn)出來的強(qiáng)度影響關(guān)乎橫截面現(xiàn)存的焦炭比例。焦炭在反應(yīng)進(jìn)程中，灰分總量可以維持恒定。

針對(duì)于同類焦炭，灰分顯示的總體影響應(yīng)當(dāng)設(shè)定為常數(shù)。假定試樣只含有灰分，則可歸納得出如下結(jié)果：只要確定了灰分，即可對(duì)應(yīng)著確定焦炭顯示的抗壓總強(qiáng)度。與之相比，固定碳含有本身的橫截面，有效截面應(yīng)是預(yù)先固定的。碳溶反應(yīng)并不是恒定的，滲透進(jìn)來的碳消耗了5%左右的固定碳，焦炭真實(shí)的抗壓強(qiáng)度受到雙重的失碳率及溫度影響[ 2 ]。

如上的調(diào)研都假定了恒定的爐內(nèi)溫度，但真正燃燒之中的爐內(nèi)各位置溫度并非相等。在這種狀態(tài)下，還要解析溫度變更下的固定碳及灰分比例。

如果溫度不等，那么焦炭附帶的灰分也將隨之變更。固定碳的總量關(guān)系到失碳的概率，這種概率也影響到固定碳現(xiàn)存的總量。不同的溫度下，溶解碳可選的反應(yīng)也表現(xiàn)出不同狀態(tài)的劇烈程度，并且伴隨著不等的失碳率。例如：若塊狀焦炭超出了800攝氏度那么碳溶解的反應(yīng)將不會(huì)很急??；若爐膛腹部上升至1300攝氏度，那么損耗掉的碳溶總量將超出原先的40%。

三、解析檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

解析焦炭在爐膛內(nèi)的抗壓強(qiáng)度可知：抗壓強(qiáng)度關(guān)乎多樣的要素。對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：焦炭顯示的失碳率及總體抗壓強(qiáng)度擁有線性的關(guān)系。若僅僅衡量了失碳率及各燃燒時(shí)段的溫度，也很難涵蓋著真實(shí)的燃燒流程。評(píng)價(jià)失碳率及爐內(nèi)溫度，各類常數(shù)都表現(xiàn)出某一特定影響。各類參數(shù)都有著優(yōu)良的線性關(guān)系，由此可知固定碳及焦炭附帶的灰分都密切關(guān)乎抗壓的狀態(tài)。若溫度是恒定的，失碳率及焦炭抗壓將會(huì)是反比的；若給出了穩(wěn)定的失碳率，那么溫度及測(cè)定的強(qiáng)度也應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)為反比。

若單純衡量了溫度影響，則可歸結(jié)為如下規(guī)律：溫度及測(cè)試中的抗壓強(qiáng)度有著相對(duì)簡(jiǎn)易的線性關(guān)系，直線形態(tài)的抗壓強(qiáng)度應(yīng)被設(shè)定為負(fù)向的斜率。溫度在快速升高，焦炭也將提升固有的強(qiáng)度。受到溫度變更的影響，焦炭呈現(xiàn)的抗壓強(qiáng)度將凸顯升高或減低的趨向。

真實(shí)的測(cè)驗(yàn)中，爐膛承裝的焦炭將會(huì)受到雙重的各階段影響，這種影響包含著失碳及爐內(nèi)溫度。燃燒進(jìn)程中的爐內(nèi)原料不斷在縮減，失碳及溫度都將隨之累加。失碳率不同時(shí)，溫度及焦炭在各時(shí)期的強(qiáng)度都會(huì)顯現(xiàn)不同。

冶煉焦炭時(shí)的爐內(nèi)混合了一氧化碳、二氧化碳等氣流，溫度及氣流針對(duì)于各部位的總量都不是相等的。爐膛腰部之上的塊狀溫度不會(huì)超出1000攝氏度，熔化焦炭損耗的總比值也應(yīng)被調(diào)控至10%之下。焦炭受熱的干擾是較小的，塊體強(qiáng)度減低的速率也較低。進(jìn)入了軟化熔化地帶之后，焦炭快速升高至1200攝氏度。碳溶將變得尤為劇烈，損失掉的碳達(dá)到50%[ 3 ]。焦炭減低了固有的塊體強(qiáng)度并且塊狀物本身也在減小。在爐膛的上側(cè)，參與燃燒的焦炭被送入了爐內(nèi)回旋區(qū)域。

四、結(jié)語

焦炭含有固定碳及灰分，不同成分都關(guān)乎抗壓的總強(qiáng)度。焦炭強(qiáng)度關(guān)系到失碳的概率及給定的反應(yīng)溫度，這兩類要素也表現(xiàn)出較大的影響。如果溫度既定，失碳率及焦炭總強(qiáng)度二者是反比的；如失碳率被固定，那么溫度及測(cè)得的強(qiáng)度顯現(xiàn)了反比。檢驗(yàn)焦炭特定的抗壓強(qiáng)度可選取高溫狀態(tài)下的抗壓檢驗(yàn)，這樣即可獲得更便于運(yùn)算的強(qiáng)度公式，在最大范圍內(nèi)提升焦炭質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 辛紅艷，方覺，高艷甲等.焦炭抗壓強(qiáng)度簡(jiǎn)便檢驗(yàn)方法研究[J].冶金能源，2011（06）：54-58.

[2] 方覺，王興艷，郭麗等.焦炭高溫抗壓強(qiáng)度研究[J].鋼鐵，2013（05）：20-23.

[3] 王杏娟，董國(guó)強(qiáng)，劉然等.唐鋼焦炭反應(yīng)后高溫抗壓強(qiáng)度[J].河北理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012（03）：81-85+91.