焦炭反应性及反应后强度试验全解析

焦炭反应性（CRI）及反应后强度（CSR）试验方法通过模拟高炉环境，测定焦炭与二氧化碳在高温下的反应性能及机械强度，是评价焦炭质量的核心指标。本文将详细介绍试验方法：

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试验原理

1.反应性（CRI）：

焦炭在1100℃±2℃下与二氧化碳发生气化反应，通过测定反应后焦炭的质量损失率，计算反应性指数： CRI(%)=mm−m1/m×100 其中，m为反应前焦炭质量（g），m1为反应后残余焦炭质量（g）。

2.反应后强度（CSR）： 反应后的焦炭经转鼓试验，以大于10 mm粒级焦炭的质量占比表示机械强度： CSR(%)=m1/m2×100 其中，m2为转鼓后大于10 mm粒级焦炭质量（g）。

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基本情况

1.试样制备：

• 取样：按比例取粒度≥25 mm的焦炭60 kg，弃去气孔大、蜂窝状焦块。

• 破碎与筛分：将焦炭破碎至23 mm~25 mm的近似球形颗粒，机械制样需符合YB/T 4494要求。

• 干燥与缩分：试样要干燥、筛分，分为四份、每份≥220 g，密封备用。

2.反应性试验：

• 升温与气体控制：

升温至1100℃±2℃时预热二氧化碳气瓶，待温度稳定后，切断氮气，改通二氧化碳，记录反应开始时间。

反应2 h，期间温度需保持在1100℃±2℃。

• 冷却与称量：反应结束后停止加热，改通氮气，冷却至100℃以下，倒出焦炭称量并记录质量。

3.反应后强度试验：

将反应后的焦炭全部装入I型转鼓，以20 r/min转速转动30 min。

取出焦炭用10 mm圆孔筛筛分，称量筛上物质量并记录。

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关键控制参数

1.温度控制：

反应温度严格控制在1100℃±2℃，超出范围将影响CRI和CSR结果。

2.气体流量：

二氧化碳流量为5 L/min，氮气流量在反应前为0.8 L/min，反应后为2 L/min。

3.试样粒度：

焦炭粒度需为23 mm~25 mm，粒度不均会导致反应面积差异，影响结果重复性。

4.转鼓参数：

I型转鼓规格为Φ140 mm×700 mm，转速20±1 r/min。

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