冶金焦的耐磨性如何评估
冶金焦的耐磨性可以通过以下几种方法进行评估:
一、转鼓试验法
原理
将一定质量的冶金焦样品放入特定的转鼓中,转鼓以一定的转速旋转,使焦炭在鼓内不断地相互碰撞、摩擦。经过一定的转数后,取出焦炭样品,测定其粒度变化情况,从而评估焦炭的耐磨性。
例如,常用的米库姆转鼓,由钢板制成的圆筒和两个对称的鞍形支座组成。转鼓内径一般为1000毫米,长度一般为1000毫米,转速通常为25转/分钟。
操作步骤
称取一定质量的冶金焦试样,通常为50千克左右,粒度要求在60-80毫米之间。
将试样放入转鼓内,盖好鼓盖,启动转鼓,使其以规定的转速旋转一定的转数,一般为100转。
转鼓停止后,取出焦炭试样,用规定的筛孔进行筛分,通常采用的筛孔尺寸为10毫米或25毫米。
分别称量筛上物和筛下物的质量,计算出焦炭的耐磨强度指标(M₁₀或M₂₅),即筛下物质量占试样总质量的百分比。
评估标准
M₁₀或M₂₅的值越小,说明冶金焦的耐磨性越好。例如,对于优质冶金焦,M₁₀一般应小于7%,M₂₅一般应小于9%。不同的国家和地区可能会根据实际情况制定不同的标准,但基本原理都是通过转鼓试验后筛下物的比例来衡量焦炭的耐磨性。
二、落下试验法
原理
将一定质量的冶金焦样品从一定高度自由落下,反复多次后,测量焦炭的粒度变化情况,以评估其耐磨性。这种方法模拟了焦炭在运输、装卸等过程中受到的冲击和磨损。
例如,可以将焦炭从2米高的平台上自由落下,每次落下的焦炭质量为5千克左右,重复落下一定次数,如50次。
操作步骤
准备一定数量的冶金焦试样,粒度要求在40-60毫米之间,称取一定质量的试样,如20千克。
将试样从规定高度自由落下到坚硬的地面或钢板上,每次落下的高度和质量要保持一致。
经过规定次数的落下后,用标准筛对焦炭试样进行筛分,测量筛下物的质量。
计算焦炭的磨损率,即筛下物质量占试样总质量的百分比。
评估标准
磨损率越低,说明冶金焦的耐磨性越好。例如,经过50次落下试验后,磨损率小于5%的焦炭被认为具有较好的耐磨性。不同的应用场景可能会对磨损率有不同的要求,需要根据实际情况进行评估。
三、微观结构分析法
原理
通过观察冶金焦的微观结构,分析其孔隙率、碳微晶结构、矿物质分布等因素,来评估焦炭的耐磨性。一般来说,孔隙率低、碳微晶结构致密、矿物质分布均匀的冶金焦具有较好的耐磨性。
例如,使用扫描电子显微镜(SEM)可以观察焦炭的微观形貌,确定孔隙的大小、形状和分布;使用X射线衍射(XRD)可以分析焦炭中的碳微晶结构和矿物质组成。
操作步骤
选取代表性的冶金焦样品,制备成适合微观分析的试样,如将焦炭切成薄片或制成粉末。
使用SEM观察焦炭的微观形貌,测量孔隙的尺寸和分布情况,分析焦炭的表面结构和纹理。
采用XRD分析焦炭中的碳微晶结构,确定碳微晶的大小、取向和结晶度。
通过化学分析方法确定焦炭中的矿物质组成和含量,分析矿物质在焦炭中的分布情况。
综合考虑微观结构因素,评估冶金焦的耐磨性。
评估标准
微观结构分析是一种辅助性的评估方法,需要结合其他试验方法和实际应用经验来确定评估标准。一般来说,孔隙率小于30%、碳微晶尺寸较大且结晶度高、矿物质分布均匀的冶金焦被认为具有较好的耐磨性。但具体标准还需要根据不同的生产工艺和使用要求进行调整。
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