焦粉对焦炭强度影响的机理探讨.pdf

维普资讯 维普资讯 第4期 顾小愚等 ：焦粉对焦炭强度影响的机理探讨 421 收缩小．焦粉的加入减少了体系的收缩 ，降低 了收缩应力 ，使焦炭内部裂纹减少 ，强度提高 其它解 释 ．文献、资料鲜有所见 ． 2 焦炭第 1收缩峰收缩机理的提出 一 要解释焦粉加入减少收缩 的机理 ，首先应搞清收缩 的原 。 因．不同煤的收缩曲线见图2-，焦炭第 1收缩峰在固化温 f n 度f3以后J．煤热解在700℃前，半焦与原煤相比，芳香 善I f＼r：4+H 层片平均尺寸、密度等变化不大，说明半焦生成过程中缩聚 l J ＼ 反应还不明显，一般认为700℃左右为转折点0J．缩聚反应 l 』 ＼ ／—＼ 引起的收缩曲线设想如图3中曲线A 焦炭的第2收缩峰出 l ，，1 ，一／ 一 现在700℃以后，可以认为，缩聚是第2收缩峰的成因，而 l lf ^ 沮度 焦炭的第1收缩峰出现在700℃以前且较第2收缩峰高出许 每f I／ J＼ 多 因此缩聚不可能成为第 1收缩峰的主要成因． 霉l ＼ 紧接在t3后体系究竟处在何种状态，应该是揭开 ￡3后 1 f＼ ， 、、、 第 1收缩峰成因的关键．炼焦体系固化温度的测定可用基氏 l 一 一L一 流动仪或奥亚膨胀度仪，通常两者中基氏的 ￡3较高，分析 l l／ 挂度 基氏和奥亚测定 ￡3的原理可以发现．传统的固化温度 ￡应 l l／ 是塑性在某一外力下消失 的温度 (以下称失塑温度)，而不 。 是液相真正固化 的温度 ．用新兴精煤 (基氏、奥亚的 t分 ． 别为 464℃和 450℃)测定基 氏流动度 (终温470℃)后的 图3 假想收缩曲线 半焦，做溶剂抽提试验 ，15ml喹啉 (淡黄色)浸泡1．0g Fig)‘ Hypom 【。0 “ 焦样经 12h后 ．过滤得深棕色滤液，实验证明，￡时及 随后某一温区存在液相物质 ．这些液相存在对 体系产生何种影响，值得在此讨论． 亲和固体的液体 ，其毛细作用中凹液面的附加压力指向气相 ，附加压力 的大小由P=2OODS8／r表 示_4j，其中，P为附加压力 ； 为液体表面张力 ；日为潸湿角 ；r为毛细缝径． 由此可知，附加压力与毛细缝径成反比，与亲和性成正 比．毛细作用的另一个特点是降低饱和蒸气 压 ．提高液体沸点． 毛细作用是将液相两侧粒子压紧 ，使固体粒子间距缩小 ，亦即收缩．在胶质体渐进式 的固化过程 中．胶质体的液相必定要经历从连续相到分散相到彻底固化的过程 ．当液相成为分散相时．残剩的未固 化液相 ．其气液界面就会产生收缩力 ．傅累德伦德在研究不饱和泥土 (如图4所示)周结问题时，从相 定义出发．将气液界面定义为除气、液、固三相外的第四相，命名为 “收缩膜” (Contratileskin)一， 直接 了当地说明了毛细缝气液界面的收缩作用．当炼焦体系气 、液 、固三相处在如图4所示状态时，与 不饱和土固结相比。体系中还存在固一固、固一液和液一液物质问的缩聚反应 ，固一液、液一液物质 间的 缩聚加速了液相物质的减少 ，使毛细缝径减小加快 ，因此从毛细作用的角度而言，炼焦体系液相固化前 后，与泥土中水分失净前后是相似的，气液界面亦可称是炼焦体系的 “收缩膜”．焦炭光片显示 ，毛细 作用力能将粒子拉裂 6‘J，拉裂现象是粒子移动 阻力和毛细收缩力大于粒子破坏力 的结果 ，而当液相均 匀分散，粒子移动阻力小于粒子破坏力时，毛细收缩力通过液、固相的传递就会使粒子发生位移 ，表现 出的外象