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簡(jiǎn)要了解焦炭的化學(xué)性質(zhì)
簡(jiǎn)要了解焦炭的化學(xué)性質(zhì)
1 焦炭反應(yīng)性
焦炭與二氧化碳、氧和水蒸汽等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力。焦炭在高爐冶煉過(guò)程中，與CO2、O2和水蒸汽發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)：
C+O2 →CO2＋393.3 (kJ•mol-1)
C+1/2O2→CO＋110.4 (kJ•mol-1)
C+CO2 → 2 CO－172.5 (kJ•mol-1)
C+H2O → CO＋H2 －131.3 (kJ•mol-1)
由于焦炭與O2和H2O的反應(yīng)有與CO2反應(yīng)相類似的規(guī)律，大多數(shù)國(guó)家都用焦炭與CO2間的反應(yīng)特性評(píng)定焦炭反應(yīng)性。焦炭反應(yīng)性與焦炭塊度、氣孔結(jié)構(gòu)、光學(xué)組織、比表面積、灰分的成分和含量等有關(guān)；還因測(cè)定是所采用的條件，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)氣組成、反應(yīng)氣流量和壓力等因素而成改變。所以，評(píng)定炭的反應(yīng)性必須在規(guī)定的條件下（GB4000－83）進(jìn)行試驗(yàn)， 以反應(yīng)后失重百分?jǐn)?shù)作為反應(yīng)指數(shù)（Cr）。反應(yīng)后的焦炭在直徑130mm，長(zhǎng)700mm的I型轉(zhuǎn)鼓中以20r/min速度轉(zhuǎn)動(dòng)600轉(zhuǎn)，然后用10mm篩子篩分，測(cè)量篩上物占裝入轉(zhuǎn)鼓的反應(yīng)后焦炭量的百分?jǐn)?shù)作為反應(yīng)后強(qiáng)度Sar，多數(shù)國(guó)家要求Cr<30%～35%，Sar>48%～50%。在反應(yīng)條件一定的情況下，焦炭反應(yīng)性主要受煉焦煤料的性質(zhì)、煉焦工藝、所得焦炭的結(jié)構(gòu)以及焦炭灰成分的影響。
降低焦炭反應(yīng)性的措施。一般認(rèn)為，在煉焦配煤中適當(dāng)多用低揮發(fā)分煤和中等揮分煤，少用高揮發(fā)煤；提高煉焦終溫；悶爐操作；增加裝爐煤散密度，調(diào)整裝爐煤的粒度組成；干法熄焦；提高焦炭光學(xué)各向異性組織含量；降低氣孔比表面積；降低焦炭灰分（金屬氧化物具有正催化作用，B2O3具有負(fù)催化作用）。有的學(xué)者認(rèn)為，配用低變質(zhì)程度、弱黏結(jié)性的氣煤類煤煉成的焦炭含有大量的各向同性結(jié)構(gòu)，有著良好的抗高溫堿侵蝕性能。
2 焦炭的燃燒性
作為燃料是焦炭的主要用途，發(fā)熱量、著火溫度等是焦炭的重要參數(shù)。
（1）焦炭的發(fā)熱量。焦炭的發(fā)熱量是用氧彈量熱計(jì)測(cè)定的，按GB－213標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，操作精細(xì)，誤差可在125J/g以內(nèi)。焦炭中的碳、氫、硫、氮都能與氧化合，由其反應(yīng)熱可以計(jì)算出焦炭的發(fā)熱量，其值在33400～33650J/g。對(duì)焦炭CO2反應(yīng)性有影響的各因素對(duì)焦炭的燃燒性也具有相同的影響。
（2）焦炭的著火點(diǎn)。 焦炭的著火點(diǎn)是指焦炭在干燥的空氣中產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象的*低溫度。測(cè)定焦炭著火點(diǎn)的方法，習(xí)慣上采用1943年布萊登和賴?yán)热嗽O(shè)計(jì)的方法，高爐焦著火溫度為550～650℃。
3 焦炭抗堿性
它是焦炭在高爐冶煉過(guò)程中抵抗堿金屬及其鹽類作用的能力。雖然焦炭本身的鉀、鈉堿金屬含量很低（約0.1%～0.3%），但在高爐冶煉過(guò)程中，由礦石帶入大量的鉀、鈉，并富集在焦炭中（可高達(dá)3%以上），對(duì)焦炭反應(yīng)性、焦炭機(jī)械強(qiáng)度和焦炭結(jié)構(gòu)均會(huì)產(chǎn)生有害的影響，危及高爐操作。提高焦炭抗堿能力的措施有：
（1）采取各種措施降低焦炭與CO2的反應(yīng)性，提高反應(yīng)后強(qiáng)度。
（2）從高爐操作采取措施，降低高爐爐身上部溫度，減少堿金屬在高爐的循環(huán)，從而降低焦炭中的鉀、鈉富集量。
（3）煉焦煤料適當(dāng)配用低變質(zhì)程度弱黏結(jié)性氣煤類煤。
