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焦炭作为高炉冶炼过程中无法取代的原料,其料柱骨架作用最为重要,这需要焦炭有较高的反应后强度(CSR)和低的反应性(CRI)。为此学者进行了大量研究,因高炉容积和冶炼条件的差异,各国及各厂规定的焦炭性能指标并不统一,有的互相差别较大,所做规定也未提出确凿依据,因此有必要进一步认识焦炭的溶损劣化行为。本文对三组不同反应性的焦炭进行等溶损率(25%)溶损实验,得到焦炭溶损速率CRR25、溶损后强度CSR25及反应开始温度TS等指标来综合的评价焦炭的热性质,又检测了焦炭的物理结构、化学结构及溶损动力学行为,探寻焦炭溶损行为与结构劣化间的关系,主要内容和结论如下:(1)炼焦煤性质及炼焦工艺的不同,使焦炭的热态性能有所差异。采用国标检测法得焦炭热态性能相似,而焦炭在不同反应温度(1050℃~1300℃)下的等溶损率(25%)检测得其性能却有所差异。所以,国标法检测焦炭的热态性能存在一定的问题,而焦炭在不同反应温度下的等溶损率实验能充分模拟其在高炉内的溶损行为,所得热性能指标更为合理。(2)焦炭溶损反应模型可归结为梯度模型,溶损反应梯度导致了溶损后焦炭的孔隙梯度,焦炭溶损-转鼓前后比表面积变化可以反映溶损反应梯度大小,梯度的大小因焦炭本身的性质和反应条件的差异而有所不同,溶损温度较高,则溶损速率较大,CO2扩散受限使溶损梯度较小,结构变化程度小,焦炭溶损后强度高。(3)焦炭微晶层片间距越大结构越疏松反应性越高,反应后强度越低,焦炭的热态性能与微晶尺寸La、炭堆积高度Lc均呈线性关系,焦炭定向程度好,层片直径大反应性越低,焦炭反应后强度越高。低反应性焦炭的层片间距较小,微晶尺寸La和炭堆积高度Lc均较大,故相同实验条件下焦炭溶损劣化程度小。(4)相同反应性焦炭的基质活化能、基质反应速率均存在差异,高反应性焦炭基质活化能较小,基质反应速率较大,且气孔结构较发达,综合考虑焦炭基质反应性和孔隙结构来看,焦炭的气孔结构对焦炭溶损劣化影响更大。