瀝青焦炭相偏光顯微鏡下的瀝青焦

在偏光顯微鏡下觀察焦?fàn)t法生產(chǎn)的瀝青焦，在某些孔壁的接合處和厚壁的中心部分，有時(shí)可觀察到尺寸小于5μm的圓球狀各向同性結(jié)構(gòu)，而鑲嵌狀結(jié)構(gòu)也分布在這些地方，在掃描電鏡下觀察，這些小圓球的形貌為花瓣形結(jié)構(gòu)，其中包括實(shí)心花蕾和薄的花瓣，這種花瓣結(jié)構(gòu)決定了其光學(xué)各向同性，宏觀孔的周圍即孔壁的外部主要為區(qū)域型和纖維型顯微結(jié)構(gòu)，薄的孔壁幾乎全是纖維結(jié)構(gòu) 。2100433B

焦?fàn)t法生產(chǎn)的瀝青焦含有較多的球粒狀炭，顯微結(jié)構(gòu)屬于區(qū)域型（圖1），球粒狀炭的存在不利于中間相小球體的長(zhǎng)大和變形，因而影響其纖維型顯微結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和數(shù)量。而延遲焦法生產(chǎn)的瀝青焦顯微結(jié)構(gòu)屬于鑲嵌型，與石油焦更相近（圖2） 。

由于瀝青焦和石油焦的生成機(jī)理同屬液相炭化，中國(guó)多數(shù)學(xué)者對(duì)瀝青焦顯微結(jié)構(gòu)的劃分與石油焦相同，將瀝青焦顯微結(jié)構(gòu)分為鑲嵌型、區(qū)域型（粗變形）和纖維型（流線型）3大類和若干小類。

瀝青焦炭相（carbon micrographs of pitch coke）是指瀝青焦的顯微結(jié)構(gòu)。瀝青焦堅(jiān)硬呈鐵灰色，氣孔較大（最大孔徑可達(dá)5mm以上），孔壁較厚（1-4mm），壁上有大量的細(xì)微裂紋和微孔 。

焦炭灰是多種氧化物的混合物，焦炭灰熔點(diǎn)就是多種氧化物在受熱時(shí)形成共熔物的熔融溫度，它與灰成分中酸性氧化物同堿性氧化物的比值(SiO₂ Al₂O₃)/( Fe₂O₃ CaO MgO)有密切關(guān)系，該比值愈大，則灰熔點(diǎn)愈高通常焦炭灰熔點(diǎn)和煤的灰熔點(diǎn)均以三個(gè)特性溫度，即變形溫度、軟化溫度和流動(dòng)溫度表示 。

焦炭力學(xué)性質(zhì)是指是用材料力學(xué)方法測(cè)量和研究焦炭所得的焦炭性質(zhì)。有焦炭抗壓強(qiáng)度、焦炭抗拉強(qiáng)度、風(fēng)炭顯微強(qiáng)度和焦炭楊氏模量等。這些性質(zhì)與焦炭氣孔壁強(qiáng)度、焦炭氣孔結(jié)構(gòu)、焦塊中的裂紋直接相關(guān)。以材料力學(xué)方法研究焦炭是20世紀(jì)70年代以來(lái)才開(kāi)始的，尚不成熟，但它可以更深入地評(píng)定焦炭材料和焦炭多孔體的強(qiáng)度，揭示焦炭性質(zhì)與結(jié)構(gòu)間的內(nèi)在關(guān)系 。

焦炭物理性質(zhì)

焦炭物理性質(zhì)包括焦炭篩分組成、焦炭散密度、焦炭真相對(duì)密度、焦炭視相對(duì)密度、焦炭氣孔率、焦炭比熱容、焦炭熱導(dǎo)率、焦炭熱應(yīng)力、焦炭著火溫度、焦炭熱膨脹系數(shù)、焦炭收縮率、焦炭電阻率和焦炭透氣性等。

焦炭的物理性質(zhì)與其常溫機(jī)械強(qiáng)度和熱強(qiáng)度及化學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)。焦炭的主要物理性質(zhì)如下：

平均比熱容為 0.808kj/（kgk）（100℃），1.465kj/（kgk）（1000℃）

熱導(dǎo)率為 2.64kj/（mhk）（常溫），6.91kj/（mhk）（900℃）；

著火溫度（空氣中）為 450-650℃；

干燥無(wú)灰基低熱值為 30-32KJ/g；

焦炭化學(xué)成分

焦炭反應(yīng)性與二氧化碳、氧和水蒸氣等進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的能力，CRI =(G0—G1）/G0×100%（注：G0----試驗(yàn)焦炭樣重量，g；G1----反應(yīng)后焦炭樣重量，g；）。焦炭反應(yīng)后強(qiáng)度是指反應(yīng)后的焦炭再機(jī)械力和 熱應(yīng)力作用下抵抗碎裂和磨損的能力。焦炭在高爐煉鐵、鑄造化鐵和固定床氣化過(guò)程中，都要與二氧化碳、氧和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。由于焦與氧和水蒸氣的反應(yīng)有與二氧化碳的反應(yīng)類似的規(guī)律，因此大多數(shù)國(guó)家都用焦炭與 二氧化碳間的反應(yīng)特性評(píng)定焦炭反應(yīng)性。

焦炭反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強(qiáng)度CSR的重復(fù)性r不得超過(guò)下列數(shù)值：

CRIr≤2.4%

CSR：≤3.2%

焦炭反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果均取平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值。