焦炭的檢驗-焦炭機械強度的測定

情境四：焦炭的檢驗任務(wù)六：焦炭機械強度的測定知識點：焦炭落下強度的測定焦炭落下強度的測定一、方法原理落下強度是指試樣經(jīng)過規(guī)定的落下試驗后，留在規(guī)定孔徑試驗篩上的焦炭試樣的百分數(shù)。將大于規(guī)定尺寸的焦炭試樣在標(biāo)準(zhǔn)條件下落下4次，然后測定留在一個規(guī)定篩孔的試驗篩上焦炭質(zhì)量。二、試樣的準(zhǔn)備1．按焦炭試樣采取的規(guī)定進行采樣。試樣粒度大于80mm或大于60mm的焦炭質(zhì)量不足100kg時，則應(yīng)增加試樣份數(shù)，使其達到100kg。2．將試樣混勻縮分成四份，每份（25±0.1）kg，稱準(zhǔn)至10g。3．試樣的水分應(yīng)不超過5%，否則要進行干燥。三、儀器設(shè)備1．落下試驗設(shè)備①

試樣箱②

落下臺③

提升支架④

自動控制裝置⑤

落下次數(shù)指示器2．方孔篩3．磅秤能稱量25kg以上，分刻度為0.01kg。用低碳鋼板制作。篩子級別為：80mm、60mm、50mm、40mm、25mm。50mm篩子篩片為1040mm×740mm的沖孔篩，篩孔為正方形。四、試驗步驟1．將一份試樣輕輕地放進試樣箱里，攤平，不要偏析。2．按自動控制裝置的上升開關(guān)，把試樣箱提升到使箱底距落下臺平面的垂直距離為1830mm的高度。試樣箱底部的門借助臺柱上的開門裝置自動打開，試樣落到落下臺平面上。3．按動自動控制裝置的下降開關(guān)，試樣箱降到使箱底距落下臺的距離為460mm處，自動停止。人工關(guān)閉試樣箱的底門，把落下臺上的試樣鏟入試樣箱內(nèi)，應(yīng)防止鏟入時弄碎焦樣，上述操作不用清掃落下臺面。4．按以上步驟連續(xù)落下4次。查看落下次數(shù)指示器，以避免出錯。5．把落下4次后的試樣用50mm×50mm孔徑的方孔篩進行篩分，篩分時不應(yīng)用力過猛，以免將焦塊碰碎，使絕大部分小于篩孔的焦塊通過。然后再用手穿孔，把篩上物用手試穿過篩孔，只要在一個方向可穿過篩孔者，均當(dāng)作篩下物計，通過時不能用力過猛。也可用具有與手篩同等效果的機械篩（50mm×50mm篩孔）進行篩分。6．稱量大于50mm焦炭（稱準(zhǔn)至10g），記錄，再加入所有小于50mm的焦炭，稱量（稱準(zhǔn)至10g）并記錄。如試驗后稱量出的全部試樣質(zhì)量與試樣原始質(zhì)量之差超過100g，此次試驗應(yīng)作廢。再取備用樣重新試驗。（4-16）五、結(jié)果計算對應(yīng)于50mm方孔篩的焦炭落下強度指數(shù)（）按式（4-16）計算式中——焦炭落下強度指數(shù)，%；

m1——大于50mm焦炭的質(zhì)量，kg；

m——試驗后稱出的全部試樣質(zhì)量，kg。報告準(zhǔn)確到0.1%。六、試驗結(jié)果表示粒度大于80mm的焦炭落下強度指數(shù)記作

（＞80）粒度大于60mm的焦炭落下強度指數(shù)記作

（＞60）注：

的右上角50表示方孔篩的孔徑，下角4表示落下次數(shù)。七、精密度精密度要求如下所示。

（＞80）≤4.0%；（＞60）≤4.0%。重復(fù)性：情境四：焦炭的檢驗任務(wù)六：焦炭機械強度的測定知識點：焦炭熱強度的測定焦炭熱強度的測定一、方法原理稱取一定質(zhì)量的焦炭試樣，置于反應(yīng)器中，在（1000±5）℃時與二氧化碳反應(yīng)2h后，以焦炭質(zhì)量損失的百分數(shù)表示焦炭反應(yīng)性（CRI%）。反應(yīng)后的焦炭經(jīng)Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓試驗后，大于10mm粒級焦炭占反應(yīng)后焦炭的質(zhì)量分數(shù)，表示反應(yīng)后強度（CSR%）。二、儀器設(shè)備1.電爐2.反應(yīng)器3．Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓（1）鼓體用Φ140mm、厚度5～6mm的無

縫鋼管加工而成。（2）減速機速比為50（WHT08型）。（3）電機0.75kw，910r/min（Y905-6）。（4）轉(zhuǎn)鼓控制器總轉(zhuǎn)數(shù)600轉(zhuǎn)，時間3min。3．Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓4．二氧化碳供給系統(tǒng)鋼瓶內(nèi)二氧化碳含量大于98%。（1）二氧化碳鋼瓶及氧壓表0.6m3/h。（2）轉(zhuǎn)子流量計容積500mL，內(nèi)裝濃硫酸(ρ=1.84g/mL)。（3）洗氣瓶容積500mL，內(nèi)裝無水氯化鈣。（4）干燥塔容積6000mL。（5）緩沖瓶5．氮氣供給系統(tǒng)鋼瓶內(nèi)氮氣含量大于98%。（1）氮氣鋼瓶及氧壓表0.25m3/h。（2）轉(zhuǎn)子流量計容積500mL，內(nèi)裝焦性沒食子酸的堿性溶液。（3）洗氣瓶容積500mL，內(nèi)裝無水塊狀氯化鈣。（4）干燥塔(氮含量99.99%)時，洗氣瓶及干燥塔均不需要。（5）當(dāng)使用高純氮氣

焦性沒食子酸的堿性溶液配制方法：

5g焦性沒食子酸溶于15mL水，48g氫氧化鉀溶于32mL水，兩者混合。配制時注意防止空氣氧化。6．精密溫度控制裝置溫控范圍：0～1600℃，精度±0.5℃，不帶隔離變壓器。7．氣體分析儀簡易的氣體分析儀或其他準(zhǔn)確測定二氧化碳含量的儀器。8．圓孔篩Φ18mm，Φ15mm，Φl0mm，Φ5mm，Φ3mm，Φ1mm各一個，篩框直徑200mm。Φ21mm和Φ25mm各一個，篩面400mm×500mm，按圓孔篩規(guī)定制做。9．干燥箱：工作室容積不小于0.07m3。最高溫度：300℃。10．架盤天平：最大稱最500g，感量0.5g。11．紅外線燈泡：220v，250w。12．鉑銠—鉑熱電偶：直徑0.5mm，長度700mm

高鋁質(zhì)熱電偶保護管AΦ7×5×400(mm)高鋁質(zhì)雙孔絕緣管DΦ4×l×400(mm)高鋁質(zhì)單孔絕緣管CΦ1×0.6×l0(mm)圖鉑銠—鉑熱電偶13．篩板：材質(zhì)為耐高溫合金鋼(GH23或GH44)，厚度3mm，直徑79mm，其上均勻鉆直徑3mm的孔，孔間距離5mm。14．高鋁球：直徑20mm。15．托架16．反應(yīng)器支架：承放反應(yīng)器，尺寸形式任定。圖高鋁球三、試樣制備

1．按比例取大于25mm的焦炭20kg，棄去泡焦和爐頭焦，用顎式破碎機破碎、混勻、縮分出10kg，再用Φ25mm、Φ21mm圓孔篩篩分。

大于Φ25mm的焦塊再破碎、篩分，取Φ21mm篩上物，去掉片狀焦和條狀焦，縮分得焦塊2kg，分兩次（每次1kg）置于Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓中，以20r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，取出后再用Φ21mm圓孔篩篩分，將篩上物縮分出900g作為試樣。用四分法將試樣分成四份，每份不少于220g。試驗焦?fàn)t的焦炭可用40～60粒級的焦炭進行制樣。2．將制好的試樣放入干燥箱，于170～180℃溫度下烘干2h，取出焦炭冷卻至室溫，稱取（200.0±0.3）g待用。四、試驗步驟

1．在反應(yīng)器底部鋪一層高約100mm的高鋁球，上面平放篩板。然后裝入已備好的焦炭試樣（200.0±0.5）g。注意裝樣前調(diào)整好高鋁球高度，使反應(yīng)器內(nèi)焦炭層處于電爐恒溫區(qū)內(nèi)。圖裝高鋁球圖裝焦炭試樣

將與上蓋相連的熱電偶套管插入料層中心位置。用螺絲將蓋與反應(yīng)器筒體固定。

將反應(yīng)器置于爐頂?shù)耐屑苌系醴旁陔姞t內(nèi)托架與電爐蓋間，放置石棉隔熱板。在反應(yīng)器法蘭四周圍上高鋁輕質(zhì)磚，減少散熱。圖插熱電偶套管圖放置反應(yīng)器2．將反應(yīng)器進氣管、排氣管分別與供氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)連接。將測溫?zé)犭娕疾迦敕磻?yīng)器熱電偶套管內(nèi)（熱電偶用高鋁質(zhì)雙孔絕緣管及高鋁質(zhì)熱電偶保護管保護）。檢查氣路，保證嚴(yán)密。3．接通電源，用精密溫度控制裝置調(diào)節(jié)電爐加熱，先用手動調(diào)節(jié)，電流由小到大，在15min之內(nèi)，逐漸調(diào)至最大值，然后將按鈕撥到自動位置，升溫速度為8～16℃/min。當(dāng)料層中心溫度達到400℃時，以0.8L/min的流量通氮氣，保護焦炭，防止其燒損。圖插熱電偶圖通氮氣4．當(dāng)料層中心溫度達到1050℃時，開紅外燈，預(yù)熱二氧化碳氣瓶出口處。當(dāng)料層中心溫度達到1100℃時，切斷氮氣，流量為5L/min，反應(yīng)2h。通二氧化碳后料層溫度應(yīng)在50～10min內(nèi)恢復(fù)到（1100±5）℃。反應(yīng)開始5min后，在排氣系統(tǒng)取氣分析，以后每半小時取氣一次，分析反應(yīng)后氣體中的一氧化碳或二氧化碳的含量。圖氣體分析儀5．反應(yīng)2h，停止加熱。切斷二氧化碳的氣路，改通氮氣，流量控制在2L/min，拔掉排氣管，迅速將反應(yīng)器從電爐內(nèi)取出，放在支架上繼續(xù)通氮氣，使焦炭冷卻到100℃以下，停止通氮氣，打開反應(yīng)器上蓋，倒出熱炭篩分，稱量，記錄。圖取出反應(yīng)器6．將反應(yīng)后的焦炭全部裝入Ⅰ型轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，以20r/min的轉(zhuǎn)數(shù)共轉(zhuǎn)30min。總轉(zhuǎn)數(shù)為600轉(zhuǎn)。然后取出焦炭篩分，稱量，記錄各篩級質(zhì)量。7．試驗所得篩分組成、反應(yīng)后氣體組成以及其他觀察到的現(xiàn)象，按原始記錄表作詳細記錄，并加以分析，作全面考察焦炭性質(zhì)時參考。圖焦炭裝入I型轉(zhuǎn)鼓（4-19）五、結(jié)果計算焦炭反應(yīng)性CRI(%)按式（4-19）計算：式中m——焦炭試樣的質(zhì)量，g；

m1——反應(yīng)后殘余焦炭的質(zhì)量，g。1．焦炭反應(yīng)性焦炭反應(yīng)性指標(biāo)以損失的焦炭占反應(yīng)前焦樣總質(zhì)量的百分數(shù)表示。（4-20）反應(yīng)后強度CSR(%)按式（4-20）計算：式中m2——轉(zhuǎn)鼓后大于10mm粒級焦炭的質(zhì)量，g。1．反應(yīng)后強度反應(yīng)后強度指標(biāo)以轉(zhuǎn)鼓后大于10mm粒級焦炭占反應(yīng)后殘余焦炭的質(zhì)量分數(shù)表示。六、精密度

1．焦炭反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強度CSR的重復(fù)性r不得超過下列數(shù)值：CRI：r≤2.4%，CSR：r≤3.2%，2．焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強度的試驗結(jié)果均取平行試驗的算術(shù)平均值。情境四：焦炭的檢驗任務(wù)六：焦炭機械強度的測定知識點：焦炭轉(zhuǎn)鼓強度的測定焦炭轉(zhuǎn)鼓強度的測定一、方法提要做轉(zhuǎn)鼓強度試驗時，將焦炭置于特定的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)轉(zhuǎn)動，借助提升板反復(fù)地提起、落下，使焦炭受到撞擊、摩擦。焦炭轉(zhuǎn)鼓強度即指焦炭轉(zhuǎn)鼓試驗后，用大小兩個粒級的焦炭量各占入鼓焦炭量的百分率分別表示的抗碎能力和耐磨能力。二、儀器設(shè)備表4-12篩孔尺寸單位mm1．轉(zhuǎn)鼓2．圓孔手篩①

篩片的有效尺寸為1000mm×700mm，孔徑分別為60mm、40mm、25mm和10mm，尺寸見表4-12。公稱尺寸允許偏差孔心間距鋼板厚度δ鋼板材質(zhì)60±1.0802.0冷軋板40±0.5601.5冷軋板25±0.5351.5冷軋板10±0.4151.5冷軋板②篩片用沖床沖孔，沖孔后不允許用錘子打平其邊緣，可用砂輪將毛刺打平。③篩框一律用木板制作。④篩子孔徑每季度檢查一次，任何一個孔的直徑超過允許偏差時，即為廢孔。當(dāng)篩片廢孔率為10%，需及時更換。3．方孔篩4．計量秤感量為0.1kg。每次試驗前要校正零點。三、試樣的采取和制備1．試樣的采取試樣的采取按焦炭試樣采取和制備的規(guī)定進行當(dāng)發(fā)現(xiàn)試樣的水分過大，對試驗結(jié)果有影響時，需作適當(dāng)處理，方可進行試驗。2．試樣的準(zhǔn)備（1）M25和M10按焦炭試樣的篩分組成測定方法進行篩分并稱量各粒級焦炭的質(zhì)量（不包括小于25mm部分），按各粒級篩分比例稱取轉(zhuǎn)鼓試樣，每份試樣為50kg（稱準(zhǔn)至0.1kg）。每次試驗最少應(yīng)取兩份試樣。（2）M40和M10將試樣用直徑為60mm的圓孔篩進行人工篩分，并進行手穿孔（即篩上物用手試穿過篩孔，只要在一個方向可穿過篩孔者，均作篩下物計）。篩分時，每次入篩量不超過15kg，既要力求篩凈，又要防止用力過猛，使焦炭受撞擊破碎。稱取篩上物（大于60mm）的焦炭轉(zhuǎn)鼓試樣，每份試樣為50kg（稱準(zhǔn)至0.1kg）。每次試驗最少應(yīng)取兩份試樣。允許采用機械篩，但必須與手篩進行對比試驗，無顯著性差異，方可使用；當(dāng)有爭議時，以手篩為準(zhǔn)。四、試驗步驟

1．將其中一份試樣，小心放入已清掃干凈的鼓內(nèi)，關(guān)閉鼓蓋，取下轉(zhuǎn)鼓搖把，開動轉(zhuǎn)鼓，100轉(zhuǎn)后停鼓，靜置1～2min，使粉塵降落后，打開鼓蓋，把鼓內(nèi)焦炭倒出，并仔細清掃，收集鼓內(nèi)鼓蓋上的焦粉。2．將出鼓的焦炭依次用直徑25mm和10mm的圓孔篩進行篩分（測定M25和M10），或用直徑40mm和10mm的圓孔篩進行篩分（測定M40和