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簡要了解焦炭的化學性質
簡要了解焦炭的化學性質

  1 焦炭反應性
焦炭與二氧化碳、氧和水蒸汽等進行化學反應的能力。焦炭在高爐冶煉過程中，與CO2、O2和水蒸汽發生下列化學反應：
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的反應有與CO2反應相類似的規律，大多數國家都用焦炭與CO2間的反應特性評定焦炭反應性。焦炭反應性與焦炭塊度、氣孔結構、光學組織、比表面積、灰分的成分和含量等有關；還因測定是所采用的條件，如反應溫度、反應氣組成、反應氣流量和壓力等因素而成改變。所以，評定炭的反應性必須在規定的條件下（GB4000－83）進行試驗， 以反應后失重百分數作為反應指數（Cr）。反應后的焦炭在直徑130mm，長700mm的I型轉鼓中以20r/min速度轉動600轉，然后用10mm篩子篩分，測量篩上物占裝入轉鼓的反應后焦炭量的百分數作為反應后強度Sar，多數國家要求Cr<30%～35%，Sar>48%～50%。在反應條件一定的情況下，焦炭反應性主要受煉焦煤料的性質、煉焦工藝、所得焦炭的結構以及焦炭灰成分的影響。
降低焦炭反應性的措施。一般認為，在煉焦配煤中適當多用低揮發分煤和中等揮分煤，少用高揮發煤；提高煉焦終溫；悶爐操作；增加裝爐煤散密度，調整裝爐煤的粒度組成；干法熄焦；提高焦炭光學各向異性組織含量；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具有負催化作用）。有的學者認為，配用低變質程度、弱黏結性的氣煤類煤煉成的焦炭含有大量的各向同性結構，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，發熱量、著火溫度等是焦炭的重要參數。
（1）焦炭的發熱量。焦炭的發熱量是用氧彈量熱計測定的，按GB－213標準進行，操作精細，誤差可在125J/g以內。焦炭中的碳、氫、硫、氮都能與氧化合，由其反應熱可以計算出焦炭的發熱量，其值在33400～33650J/g。對焦炭CO2反應性有影響的各因素對焦炭的燃燒性也具有相同的影響。
（2）焦炭的著火點。 焦炭的著火點是指焦炭在干燥的空氣中產生燃燒現象的*低溫度。測定焦炭著火點的方法，習慣上采用1943年布萊登和賴利等人設計的方法，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%），但在高爐冶煉過程中，由礦石帶入大量的鉀、鈉，并富集在焦炭中（可高達3%以上），對焦炭反應性、焦炭機械強度和焦炭結構均會產生有害的影響，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的反應性，提高反應后強度。
（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，從而降低焦炭中的鉀、鈉富集量。
（3）煉焦煤料適當配用低變質程度弱黏結性氣煤類煤。
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