焦炭反应性及反应后强度检验过程中影响结果的因素

摘 要：现阶段我国焦炭反应性及反应后强度试验方法，标准规定的重复性和再现性范围较大。但在生产实际中，无论是炼铁厂还是焦化厂依据实际生产需要对数值的稳定要求更高，所以规定的误差范围并不能满足其需求，这就要求我们对焦炭的反应性及反应后强度的检验力求准确，减少差异。本文通过实验，确定检验过程中影响结果的主要因素。

关键词：反应性及反应后强度;人为因素;粒度;温度

1 前言

焦炭在高炉冶炼中有着供热、支撑骨架、渗透铁水、调节铁水含碳量等作用，因此焦炭对大型高炉的稳定顺行有决定作用[1]。焦炭的反应性及反应后强度是焦炭的重要性能指标。其检验过程是模拟焦炭在炼铁高炉环境中与二氧化碳的反应过程。通过两个实验室的检验数据、对比试验，分析得出检验过程中人为因素、粒度、反应温度、升温速度及温度补偿参数设置不同，都是检验过程中影响反应性及反应后强度结果的因素。

2 反应性与反应后强度关系

为找出这些影响因素，对两家实验室焦炭的检验数据进行收集整理分析。见图1。

由于反应性（CRI）及反应后强度（CSR）两者是联合检测，且存在一定的线性关系。对B实验室48组焦炭热强度检验数据进行整理分析，计算其线性关系为y=-1.5112x+99.464，R2=0.9785，兩者存在良好的负相关性关系[2]。反应性的检验过程对反应后强度的检验结果存在影响。

3 影响结果因素

3.1 人为因素

从焦炭的选取开始就要人为剔除炉头焦和泡焦，在焦球制完后还需剔除明显椭圆形焦炭，在称取试样过程中，为达要求需要人为挑选。这些都是产生差异的潜在因素。

3.2 粒度

依据标准YB/T4494-2015球型试样粒度要求为23～25mm，B实验室所制试样要小于A实验室，按照标准分析试样质量相同。质量一定粒度越小，粒数越多，优先参与反应的表面积就越多，反应性就越大，反应后强度越低[3]。表1数据表明32粒与38粒差值均值为CRI：-0.51，CSR：0.77。由此，焦炭粒度的不同为其影响因素之一。

3.3 反应温度及升温速度

小范围温度的变化，对焦炭热强度仍有显著的影响[4]，随着温度增加，反应性变大，反应后强度降低。因此标准GB/T4000-2017中，减小了温度波动范围，以降低反应温度差异过大对反应性及反应后强度造成的影响。

升温速度不同，对焦炭反应性及反应后强度存在一定的影响。升温速度增大，反应性降低，反应后强度越高[4]。实际生产过程中升温速度是一个变量，依据反应炉温度，按设定程序进行调节。

3.4 温度补偿参数

仪器设备运行中的温度测量误差无法避免，需要用到温度补偿参数。由于焦炭反应性及反应后强度试样国家没有现行标样，设备的维护调试，由设备生产商在不同厂矿进行，调节温度补偿参数用以补正设备运行一段时间后带来的测量偏移。经对比实验表明，B实验室与A实验室间的仪器设备测量差值均值可达CRI：-2.27，CSR：3.10。

4 结论与探讨

经过分析，焦炭反应性及反应后强度在检验过程中影响结果的因素主要有：人为因素、粒度、反应温度、升温速度及实验室间温度补偿参数设置等。

为降低检验结果的的差异可通过以下几点进行：①通过加强培训，统一样品挑选方式降低人为因素对检测结果的影响;②粒度不同粒数就不同，可对粒度进行统一;③反应温度及升温速度应用电子智能化系统进行调节，以此来降低对检验结果的影响;④应对质量较好且指标稳定的一批焦炭制成内控标样，进行检验观察仪器设备检验结果的变化，以此判断是否需要调节温度补偿参数。

参考文献：

[1]杨佳龙，陆隆文，彭玉.焦炭质量与大型高炉的稳定顺行[J].炼铁，2011（1）24-26.

[2]于青，王德全，吴子良，王建国，许峰.焦炭反应性和反应后强度的关系及影响因素研究[J].中国冶金，2012（3）：10-14.

[3]刘彩茹.影响测定焦炭热强度的因素[J].科技风，2011 （23）：11.

[4]欧阳曙光，曹迪明.升温数率及反应温度对焦炭反应性及反应后强度的影响[J].广州化工，2012，40（7）：106-108.

作者简介：

辛近（1986- ），男，汉族，辽宁省本溪市人，助理工程师，本科，2009年7月毕业于辽宁科技大学化学工程与工艺专业，现在本钢板材股份有限公司检化验中心从事检化验工作。