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迄今为止,焦炭作为高炉骨架的作用仍无法被取代,高炉强化冶炼对焦炭质量也提出了更高的要求。高炉内碱金属和炼焦煤中碱金属会影响焦炭质量,降低其强度,使骨架作用减弱,进而影响高炉生产。因此本文采用气相吸附法及内配碱金属炼焦法,结合XRD、SEM等手段,系统探究外来及内生(添加碱金属碳酸盐炼焦)碱金属对焦炭冶金性能的影响。根据实验结果得出以下几点结论:第一,气相吸附实验中,碱金属钾主要以游离态、硅酸盐及碳化物的形式吸附在焦碳表面及孔壁中。碱金属钠主要以游离态存在于焦炭表面。内配碱金属炼焦法制得的焦炭样品中,钾和钠在炼焦过程中不断与灰分中的硅和铝结合。在此类成品焦炭中,碱金属大部分以不溶性硅铝酸盐的形式存在。第二,根据吸附实验发现,碱金属钾自身易与焦炭形成层间化合物,导致部分焦炭发生逐层剥落,粒度减小,最大下降幅度约为48.9%,因此碱金属钾自身对焦炭具有一定的侵蚀作用。而钠很难与碳层形成层间化合物,故钠自身对焦炭没有明显的侵蚀作用。随后对在不同碱金属浓度下吸附的焦炭依据国标进行反应性和反应后强度检测,结果显示随着碱金属浓度的增加,在一定范围内,焦炭反应性显著增加,反应后强度下降不明显。第三,在不同温度,相同CO2气氛条件下,对内配碱金属炼焦法制得的含钾焦炭样品进行热抗压强度实验,结果表明同一钾含量下,随着目标温度的升高,焦炭热抗压强度逐渐下降,且温度超过1100℃时,下降幅度变大;同一温度下,随着钾含量的增加,焦炭热抗压强度下降,但超过1100℃时下降幅度明显低于由温度引起的强度下降。随后在1100℃下对不同内生碱金属钠含量的焦炭进行热抗压强度实验,发现随着焦炭内碱金属钠含量的增加,焦炭热抗压强度逐渐下降,但下降幅度远小于碱金属钾对焦炭热抗压强度的影响。