一、引言

焦炭在高炉炼铁过程中起着重要的作用，其反应性和反应后强度是衡量焦炭质量的关键指标。准确测定焦炭的反应性及反应后强度对于优化高炉炼铁工艺、提高生铁质量具有重要意义。本文将依据GB/T4000-2017《焦炭反应性及反应后强度试验方法》，详细介绍焦炭反应性及反应后强度的试验原理、试验设备、试验步骤及结果计算方法。

二、试验原理

焦炭反应性是指焦炭与二氧化碳在高温下发生反应的能力，通常用反应后焦炭的质量损失率来表示。焦炭反应后强度是指焦炭在反应后抵抗机械力作用的能力，通常用反应后焦炭的抗压强度来表示。试验原理是将一定量的焦炭放入高温炉中，在规定的温度和气氛下与二氧化碳发生反应，反应一定时间后取出焦炭，测定其质量损失率和抗压强度。

三、试验设备

（一）高温炉

高温炉应能保持恒温，温度波动范围不超过±1℃。高温炉的加热元件应具有良好的抗氧化性能和耐高温性能。

（二）二氧化碳气体发生器

二氧化碳气体发生器应能产生纯度不低于99.9%的二氧化碳气体。二氧化碳气体发生器的流量应能调节，流量波动范围不超过±5%。

（三）电子天平

电子天平的精度应不低于0.1mg。电子天平应定期进行校准，确保测量结果的准确性。

（四）压力试验机

压力试验机的精度应不低于±1%。压力试验机的加载速度应能调节，加载速度波动范围不超过±5%。

四、试验步骤

（一）样品制备

将焦炭样品破碎至粒度小于25mm，然后用四分法缩分至约100g，再将样品研磨至粒度小于0.2mm，过筛后装入称量瓶中，置于105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重，取出称量瓶，放入干燥器中冷却至室温。

（二）试验装置安装

将高温炉预热至规定的试验温度，然后将装有焦炭样品的称量瓶放入高温炉中，按照规定的试验气氛通入二氧化碳气体，调节气体流量至规定值。将压力试验机的上、下压板调整至水平位置，然后将装有焦炭样品的高温炉放入压力试验机的工作台上，使焦炭样品位于上、下压板之间。

（三）试验开始

按下压力试验机的启动按钮，开始试验。试验过程中，应保持二氧化碳气体流量恒定，记录试验时间和压力试验机的读数。

（四）试验结束

试验时间达到规定值后，停止通入二氧化碳气体，关闭高温炉电源，待高温炉冷却至室温后，取出装有焦炭样品的高温炉，将焦炭样品倒入干燥器中冷却至室温。

五、结果计算

（一）焦炭反应性计算

焦炭反应性按下式计算：

CRI = （m0 - m1）/ m0 × 100%

式中：CRI——焦炭反应性，%；

m0——试验前焦炭样品的质量，g；

m1——试验后焦炭样品的质量，g。

（二）焦炭反应后强度计算

焦炭反应后强度按下式计算：

CSR = （P1 - P0）/ A × 100%

式中：CSR——焦炭反应后强度，%；

P0——试验前焦炭样品的初始压力，MPa；

P1——试验后焦炭样品的最终压力，MPa；

A——焦炭样品的受压面积，mm²。

六、结论

本文依据GB/T4000-2017《焦炭反应性及反应后强度试验方法》，详细介绍了焦炭反应性及反应后强度的试验原理、试验设备、试验步骤及结果计算方法。通过本文的介绍，希望能够为广大检测工程师提供参考，帮助其准确测定焦炭的反应性及反应后强度，为高炉炼铁工艺的优化和生铁质量的提高提供有力支持。