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高炉用焦炭有四个作用:发热剂,还原剂,渗碳剂和骨架作用,其前三个作用均可找其它燃料来替换,但其骨架作用是到目前为止其它燃料所不能代替的。要保证其骨架作用就必须保证焦炭具有足够的高温强度。本文在试验过程中除了使用了脱碳电炉,Ⅰ型转鼓等常规设备外,还使用了非常规设备——高温抗压实验机。这也是本研究的创新之处。高温抗压实验机能在不同气氛下工作,可最大限度地模拟焦炭在高炉内的实际行为,这一点在国内外还未见报导。研究的主要成果如下:
1.高炉内焦炭高温抗压强度与失碳率的关系。研究表明,使用焦炭在一定温度下、一定失碳率下的高温抗压强度比GB4000-1996焦炭反应性及反应后强度指标能更全面的评价焦炭的质量。
2.探明了高炉内焦炭高温强度下降及焦炭破碎机理。焦炭强度是随着碳溶反应的进行而下降的。焦炭的内部和表面的强度同时下降,由于内外碳溶反应程度不同,内部的强度降低的程度要比外部慢,在炉料的压力和相互间的磨擦力、挤压力下,焦炭是逐层破碎的。
3.探明了焦炭高温抗压强度的分析因素。焦炭粒度、失碳率、气孔率对其高温抗压强度有重大影响。通过对同一块焦炭不同层面的失碳率分析及其相应的抗压强度变化,我们认为入炉焦炭的粒度应在60mm左右。气孔在反应前后变化很大,正是这种变化,恶化了碳溶反应的动力学条件,使得焦炭在高温下能保持足够的强度。