文｜汇锦数能-掌上煤焦
01
焦炭灰分
焦炭中含有矿物质，其燃烧时矿物质会残留形成灰分，灰分高会对焦炭产生不利影响。当焦炭在焦炉的高温环境中，燃烧产生灰分，灰分的增加破坏焦炭内部结构会使焦炭的裂纹增多，不仅使焦炭的强度降低，也会使焦炭的表面积增大，由于裂纹的增多，使CO2更容易从缝隙扩散到焦炭的内部，加剧热性能变差。
灰分中的各种成分不同，有些成分起到碱性的作用，比如碱金属、碱土金属，如果高炉中炉渣的碱性成分含量高，则灰分的碱度高，对高炉焦炭的生产越不利。另外灰分的一些元素含量会对焦炭的反应有不同程度的催化作用，其中一些成分会加快焦炭与CO2的反应速率，使焦炭劣化，有些矿物质对焦炭的反应性起减弱作用。在高炉焦炭，焦炭的灰分增加，焦炭的比例将增加，这将增加石灰石的用量，而石灰石消耗量的增加都会对焦炭质量的负面影响，焦炭质量下降。所以，在焦炭的炼铁生产中，焦炭的灰分含量越少越好，利于提高焦炭的质量，也同时提高炼铁的质量。
02
焦炭的气孔结构
焦炭是一种强度比较坚硬的多孔的结构，内部有大量的气孔，其结构强度由气孔壁的厚薄有关，也与内部气孔的构造分布有关，气孔数量的多少、气孔的大小以及气孔之间裂纹的多少有关。焦炭的气孔结构强度直接影响到焦炭的质量，气孔壁的厚薄影响强度，多少影响热态性能，因此焦炭的气孔结构相关指标是影响焦炭质量的参数。测定焦炭气孔的气孔率可以反映焦炭质量，实验室测定焦炭的显气孔率常用抽真空法，这种方法方便快捷，可以用压汞法来测定焦炭的孔径的分布，气孔的比表面积可以反映与CO2接触程度，它的测定可以用N2吸附法。另外可以用光学显微镜法来直接全面的测定焦炭气孔分布情况。
03
焦炭的光学显微组分
焦炭的光学组织是对其质量有重要的影响，研究实验人员为其各种性质进行了大量的研究，以及改善焦炭光学组织的方法。焦炭的显微结构分为各向同性、细粒镶嵌、粗粒镶嵌、流动状、片状、类丝炭和破片以及基础各向异性。焦炭的显微结构组织与焦炭的热态性能有关。焦炭中一些矿物质改变焦炭显微结构来影响焦炭的质量，显微组分抗碱性不一，不同组分对焦炭质量影响不同。
04
抗碎强度和耐磨强度
抗碎和耐磨可以作为指标用来评价焦炭冷态强度，焦炭从高炉顶端落到底部承受能力，抗碎强度用M40表示，抗碎强度可以很好的反映焦炭在高炉中承受压力能力的大小，焦炭作为骨架在高炉中与铁矿石混合并承受压力，需焦炭要有一定的抗碎能力。耐磨强度指标用M10表示，焦炭与矿石混合过程中，它们之间充分接触擦，要求焦炭有一定的耐磨性，M10的性能与焦炭显微结构有密切关系，气孔壁的厚薄、气孔率的分布，焦炭的裂纹多少综合反映冷态强度，另外入炉煤的细度和焦炭的熄焦方式也有影响。
05
焦炭的结构强度和显微强度
焦炭的结构强度是也是作为评价焦炭质量的指标，而对其有影响的因素众多，煤料的黏结性，焦炭的气孔率。焦炭结构强度从宏观上可直接表现为机械强度，从焦炭的抗碎、耐磨等性能指标可以体现，从微观上与显微组成以及构造有关。气孔壁厚度和孔壁的光性组织这两项指标对焦炭质量影响大，当气孔壁越厚时，则焦炭的向异性组织含量越多，强度越好。显微强度和结构强度的测定，都是将一定粒度的样品和不同数量的钢球混合放到钢管中，测定大于或小于某一粒级的百分率。
06
焦炭的反应性和反应后的强度
焦炭在高炉中会与氧化性气体发生反应（CRI），主要反应为：
C O2=CO2
C H2O=CO H2
C CO2=2CO
焦炭经过高温反应后的热强度为反应后强度（CSR）。检测的方法为：将制取的干燥焦炭取Mg(200±0.5g)放到反应器内，800℃开始通N2，当温度升到1100±5℃时开始通CO2并反应2h，之后再通N2冷却，取出称量剩余焦炭的质量M1，焦炭在反应器中与CO2反应损失的质量占总质量的百分率为焦炭反应性（CRI）。将剩余的质量M1焦炭经I型转鼓600r后，用10mm的粒级的筛子筛选焦炭，称取留在筛上的质量M2，此质量占M1的百分率为反应后强度（CSR）。
式中：
M-反应前炉内焦炭质量;
M1-为反应后的残余焦炭重量；
M2-为转鼓试验后>10mm的焦炭重量。
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