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1 绪论1

1．1 焦炭与高炉炼铁1

1．1．1 高炉使用焦炭的历史与现状1

1．1．2高炉焦炭研究的进展与成就3

1．1．3 对焦炭质量的估计与展望4

1．2 焦炭的一般理化性质5

1．2．1 焦炭的化学组成5

1．2．2 焦炭的燃烧性质8

1．2．3 焦炭的物理性质9

2 焦炭的结构性质13

2．1 焦炭的气孔结构13

2．1．1 焦炭气孔的形成13

2．1．2 焦炭气孔形成中的影响因素16

2．1．3 大气孔的性质和测定17

2．1．4 细孔、微孔的性质和测定21

2．1．5 微观孔、超微孔的性质及吸附法测定26

2．2 焦炭的光学组织30

2．2．1 焦炭光学组织研究的发展简况31

2．2．2 光学组织的命名与分类32

2．2．3 光学各向异性组织的形成34

2．2．4 光学组织与焦炭工艺性质的关系38

2．3 焦炭的X射线衍射40

2．3．1 焦炭中碳的微晶形成与成长40

2．3．2 微晶大小与石墨化度42

2．3．3晶格参数与焦炭工艺性质44

2．4 电子显微镜下的焦炭组织与表面形态45

3 焦炭的反应性50

3．1 焦炭-CO2反应的动力学基础50

3．1．1 焦炭-CO2反应机理及反应速度50

3．1．2 焦炭-CO2反应中的扩散因素54

3．1．3 焦炭-CO2反应中的催化作用59

3．2．1 焦炭反应性的一般测定方法63

3．2 焦炭反应性的测定63

3．2．2 试验条件对测定结果的影响67

3．3 焦炭-CO2反应性的影响因素68

3．3．1 原料煤性质与焦炭反应性的关系68

3．3．2 焦炭生产条件与反应性的关系70

3．3．3 焦炭光学组织与反应性的关系71

3．4 CO2反应中焦炭气孔结构的变化73

3．4．1 大气孔的变化73

3．4．2 细微气孔的变化74

3．4．3 比表面积的变化75

3．4．4反应中气孔壁的表面形态76

3．4．5 大块焦炭的深部蚀损78

3．5 高炉焦炭的CO2反应性问题79

4．1 概述81

4 钾、钠对焦炭的影响81

4．2 钾、钠在焦炭中的含量82

4．2．1 焦炭入高炉前的钾、钠含量82

4．2．2 高炉中焦炭的钾、钠含量83

4．2．3 钾、钠在焦炭中的分布87

4．3 钾、钠在焦炭中吸收及逸出动态87

4．3．1 钾、钠在焦炭中的吸收动态88

4．3．2 CO2反应中钾、钠逸出动态91

4．4 惰性气氛中碱对焦炭的影响92

4．4．1 钾对焦炭微裂纹的影响92

4．4．2 惰性气氛中钾对焦炭强度的影响94

4．5 钾、钠对焦炭-CO2反应的影响96

4．5．1 不同形态钾、钠在催化反应中的作用96

4．5．2 钾、钠对焦炭-CO2反应速度的影响98

4．5．3 钾对焦炭开始气化温度的影响99

4．5．4 钾对CO2与焦炭表面反应及内部反应的影响101

4．6 CO2反应中钾、钠对焦炭结构变化的影响104

4．6．1 钾对CO2反应中焦炭气孔结构变化的影响104

4．6．2 钾对CO2反应中焦炭光学组织变化的影响106

4．7 CO2气氛中钾对焦炭强度的影响110

4．8 改善焦炭抗碱能力问题113

5 焦炭的块度115

5．1 焦炭的块度分析115

5．1．1 不同块度焦炭的形成115

5．1．2 筛分分级115

5．1．3 破碎过程中的块度分布118

5．1．4 块度分布曲线120

5．1．5 平均块度121

5．2 焦炭的堆密度与透气性123

5．2．1 焦炭的堆密度123

5．2．2 空隙度与透气性124

5．3 提高焦炭块度的稳定性128

6 焦炭强度131

6．1 概述131

6．2 焦炭强度的转鼓试验与坠落试验132

6．2．1 早期的转鼓试验及其发展132

6．2．2 转鼓试验标准137

6．2．3 各转鼓指数间的相关与回归分析142

6．2．4 焦炭的坠落试验151

6．3 焦炭结构与抗碎强度、多孔体强度和基质强度的关系153

6．3．1 裂纹与抗碎强度153

6．3．2 焦炭的抗压强度与抗拉强度158

6．3．3 焦炭的微硬度162

6．3．4 焦炭的弹性模量164

6．4 焦炭转鼓延伸试验169

6．4．1 转鼓延伸试验中破碎强度与耐磨强度的分析169

6．4．2 用破碎功评价焦炭强度173

6．4．3 米库姆斜率及无裂纹焦炭块度178

6．5 焦炭的热态强度180

6．5．1 焦炭的热态强度试验181

6．5．2 高温下焦炭强度的变化183

6．6 焦炭的CO2反应后强度185

6．6．1 反应后强度的试验方法186

6．6．2 影响CSR指数的因素188

6．6．3 CSR值的预测与估算191

6．6．4 我国一些企业焦炭的CSR194

7 高炉中的焦炭196

7．1 焦炭在高炉中的作用与行为196

7．1．1 焦炭在高炉中碳的作用196

7．1．2 高炉中不同部位焦炭的状态与行为197

7．2．2 焦炭在高炉中块度变化202

7．2．1 焦炭在高炉中的损失202

7．2 高炉中焦炭性质的变化202

7．2．3 焦炭强度在高炉中的变化204

7．2．4 高炉中焦炭反应性、气孔率、碱金属的相互影响205

7．2．5 焦炭在高炉中灰分及灰中成分的变化207

7．3 焦炭性质与高炉操作207

8 焦炭质量提高与炼焦技术改进215

8．1 近20年来高炉焦炭质量的提高与现状215

8．1．1 对大型高炉焦炭质量意见的分歧与统一215

8．1．2 各国改善焦炭质量的进程和基本措施216

8．2 炼焦技术改进与焦炭质量217

8．2．1 炼焦炉中不同部位焦炭质量的差异219

8．2．2 炼焦工艺条件的改进219

8．2．3 炼焦新工艺问题225

8．3 我国焦炭质量的改进方向与措施225

参考文献229