焦炭溶损率及溶损后强度试验方法-编制说明

GB/TXXXX-2010

国家标准编制说明

1.任务来源

根据国标委发〔2020〕14号国家标准化管理委员会“于下达2020年第一批推荐性

国家标准计划的通知”要求，鞍山市科翔仪器仪表有限公司、冶金工业信息标准研究院等

单位负责《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》制订工作。计划编号为20201598-T-469。

该标准由冶金工业信息标准研究院、鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学组

成标准起草工作组共同完成。

2．标准调研情况

接到制订任务后，冶金工业信息标准研究院成立了由冶金工业信息标准研究院、鞍山

市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学等单位的专业人员组成的标准修订工作小组，由

鞍山市科翔仪器仪表有限公司担任组长单位。

标准制订工作小组成立后，制订了工作计划，起草了标准初稿，于2020年2月26

日，冶金工业信息标准研究院、鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学等单位的有

关专家在辽宁省鞍山市进行了讨论，同时在鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学、

首钢技术研究院、鞍钢技术研究院开展了相关试验，起草了“关于对《焦炭溶损率及溶损

后强度试验方法》制订走访调研情况汇报及征求建议表，广泛征求意见及建议。在此基础

上，起草了标准征求意见稿和标准编制说明，并经冶金工业信息标准研究院和鞍山市科翔

仪器仪表有限公司、辽宁科技大学制订成文。

2.1关于对《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》调研及制订方案

GB/T4000《焦炭反应性及反应后强度试验方法》，对高炉冶金和焦化行业的发展起到

了一定的促进作用。随着高炉强化冶炼技术的推广应用，GB/T4000《焦炭反应性及反应后

强度试验方法》是焦炭在1100℃下，2小时通5LCO2完成的测试，对此测试方法的焦炭

反应性（CRI）及反应后强度（CSR）指标越来越受到炼铁工作者的异议。为了更好的完善

冶金焦炭评价方法及为优化高炉生产提供基础数据支撑制订此标准，并得到了相关单位的

大力支持，提出了很多宝贵意见及建议，焦炭溶损率及溶损后强度试验方法主要内容如下：

2.1.1项目的必要性、可行性、适用范围拟要解决的主要问题等

过去，高炉炼铁对冶金焦炭传统的认识是要求焦炭反应性越来越低，反应后强度越

来越高。但是随着高炉的大型化和喷吹煤粉比例的提高，综合国内外学者的研究结果，焦

炭在高炉内的四大作用（热源、还原剂、铁水渗碳剂和骨架），除骨架作用外，其他三大

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GB/TXXXX-2010

作用都需要较好的反应活性，也就是说反应性高是有益的。而所谓骨架作用，其实质是要

求反应后不产生过量的粉影响透气和透液性。

针对目前，世界上普遍采用焦炭反应性及反应后强度试验方法是由日本新日铁公司提

出的具体为反应温度(1100±5℃)，焦炭粒度20～25mm，通入纯CO2气体，流量5L/min，反

应2h，测得失重比例为反应性指数CRI；将反应后的焦炭进行I型转鼓试验，转速20r/min，

时间30min，以大于10mm的焦炭质量为反应后强度指标CSR。但这种方法并不能代表高炉的

实际生产状况；焦炭检验不足：

1.通入纯CO2作为反应气体与高炉实际气氛不符，高炉内含N2、CO、H2和H2O等气体会

对焦炭的反应性产生影响。

2.高炉内焦炭进入风口回旋区前实际反应温度为800℃～1400℃，不同的焦炭起始反

应温度不同，不同的温度下反应的模式和速度不同。

3.焦炭的反应性和可燃性愈低，则它在风口处与鼓风的反应愈慢，风口前形成的焦

炭燃烧区的横断面积大，可使炉料下降运动更加均匀；

4.不同焦炭的反应后强度与反应失重率相关线斜率不同，反应性低的焦炭斜率较反

应性高的焦炭斜率低，也说明不同温度下炭质不同反应模式也不同，反应失重率对反应后

强度影响不同。

5、、喷煤、富H2冶金新技术应用，焦炭在高炉主要作用是骨架（热源、还原剂、铁水

渗碳剂有喷煤、富H2代替）。

总之，目前的焦炭反应性及反应后强度试验方法是新日铁在高炉喷吹煤粉前所制定，

是一规范性试验，超过规范所设定范围的试验结果是没有体现。目前方法所测定的焦炭反

应性，只是表达焦炭与CO2的反应活性，受灰成分催化影响十分显著，高炉内焦炭反应速

度取决于矿石还原生成CO2的速度，焦炭灰成分的催化性能无作用。喷吹煤粉高炉的焦炭

的行为不同于未喷吹煤粉的高炉，焦炭进入风口回旋区前的失重率取决于直接还原度和未

燃煤粉率，与现行试验方法所测定的焦炭反应性无关，采用固定升温速率，测得数据更贴

合高炉实际情况。不同高炉，根据高炉碳平衡计算出高炉内焦炭进入风口回旋区前的失重

率，以固定升温速率测得的焦炭反应性及后强度来评价焦炭热性能是合理的补充，一种可

焦炭溶损率及溶损后强度试验方法，实现了对焦炭反应性检测全过程的连续监测，并能完

成焦炭溶损率及溶损后强度试验方法。

制定《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》来规范规定了焦炭溶损率及溶损后强度来

评价焦炭热性能试验方法的原理、试验仪器、设备和材料、试样的采取和制备、试验步骤、

结果的计算及精密度，对完善评价冶金焦炭热性能指标及为优化高炉生产提供基础数据支

撑。

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图1

3定义

本标准采用GB/T9977术语和定义

3.1焦炭溶损率CLR(Cokesolutionlossrate)

称取一定质量的焦炭试样置于反应器中，将焦炭以4℃/min的升温速率从800℃升到1300℃，焦炭

与二氧化碳反应溶损的质量分数称为焦炭溶损率，以质量分数（%）表示。

反应时间125分

3.2焦炭溶损速率指数CLI(Cokesolutionlossrateindex)

将焦炭以升温速率4℃/min从800℃升至1300℃，单位时间内焦炭与二氧化碳反应的溶损质量分数

称为焦炭溶损速率指数，以每分钟质量变化分数（%/min）表示。

3.4反应后强度指数CSI(CokeStrengthAftersolutionlossindex)

将溶损反应后焦炭进行I型转鼓试验，以转鼓后焦炭粒径大于10mm粒级焦炭质量占焦炭溶损反应

质量的分数称为焦炭溶损反应后强度，以质量分数（%）表示。

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表3不同的焦炭起始反应温度≥800℃。

软熔带开始温度1100℃左右（铁矿石收缩4%-10%）。

软熔带结束温度≤1300℃左右（铁矿石收缩40%）。

熔融带开始温度≥1300℃左右（铁矿石收缩＞40%，或压差陡升开始）

此数据由铁矿石熔滴炉提供。

≥1300℃时，焦炭不与铁矿石发生还原反应。

4试验仪器、设备和材料

4.1电炉

电炉能提供试样均匀的温度场，温度场至少是试样高度的三倍，工作温度≥1400℃。

4.2温度控制装置

4.2.1温度控制装置能够在试验状态下实时控制并显示试料层中心温度，保证按照规定的升温速率升

温。

4.2.2升温段控制精度：±3℃

4.2.3精度等级：不低于0.2级。

4.3反应器（见图1）

4.3.1反应管材质:碳化硅，或其他耐火材料，工作温度≥1300℃。

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4.3.2反应管壁厚:≤5mm。

4.3.3反应管内径：Φ80mm±1mm。

4.3.4托料筛片：Φ78mm±1mm，其上均匀Φ2mm的圆孔，孔间距5mm，筛片厚度≤10mm。

单位：毫米

1-反应器盖；2-焦炭试样；3-托料筛片；4-反应器；5-高铝球；6-热电偶

图1反应器示意图

H焦炭试样高度，热电偶测温点处于焦炭试样中心；

4.4I型转鼓（见图2）

4.4.1恒定转速：20r/min。

4.4.2鼓体：用内径130mm，厚≥5mm的无缝钢管加工而成，鼓内净长度700mm±1mm，鼓盖厚度≥

5mm。

4.4.3定期检查I型转鼓转数及转鼓磨损情况，如果600r超过30min±1min和鼓体尺寸不符合4.4.2要求,应

及时修补或更换。

单位：毫米

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1-转鼓；2-联轴器；3-减速电机；4-支架；5-计数器；6-转鼓盖

图2I型转鼓结构示意图

4.5二氧化碳供给系统

4.5.1二氧化碳：纯度≥99.5%，干燥，其中O2的浓度应<0.01%。

4.5.2二氧化碳质量流量控制器:≥量程5L/min，精度不低于±1.5%F.S。

4.5.3设备进气口装配二氧化碳加热减压阀。

注:气体纯度不能满足要求时，可采用附录C中的仪器进行净化和干燥。本标准所用的气体体积和流量采用标准状

态（0℃和0.101325MPa）下的体积和流量。

4.6氮气供给系统

4.6.1纯氮：纯度≥99.99%，干燥。

4.6.2氮气质量流量控制器:≥量程5L/min，精度不低于±1.5%F.S。

4.6.3设备进气口装配氮气减压阀。

注:气体纯度不能满足要求时，可采用附录C中的仪器进行净化和干燥。本标准所用的气体体积和流量采用标准状

态（0℃和0.101325MPa）下的体积和流量。

4.7圆孔筛

Ф10mm，筛框有效直径200mm。

Ф23mm，筛框有效直径300mm。

Ф25mm，筛框有效直径300mm。

Ф25mm和Ф23mm，筛面400mm×500mm，参照GB/T2006圆孔筛规定制作。

4.8干燥箱

工作室容积不小于0.07m3的鼓风干燥箱。

4.9天平

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4.9.1称样天平:感量为0.1g。

4.9.2热重天平:感量为0.01g。

4.10铑-铂热电偶

S型，不低于工业级II级，装在耐热保护管中，用来测定和控制试验条件所要求的样品温度。

4.11系统稳定性检查

用YSBS35801一级焦炭反应性及反应后强度标准样品，按照GB/T4000的试验方法，每三个月检测

设备的稳定性。

检测系统大修，更换重要配件，如炉膛、加热元件、反应器、中心热电偶后，立即进行系统稳定

性检查。

4.12焦炭溶损率检测系统（见图3）

1-CO2气瓶；2-N2气瓶；3-减压阀；4-流量计；5-热重天平；6-进气口；7-中心电偶；8-炉膛；

9-加热元件；；10-高铝球；11-焦炭试验；12-反应器；13-电控系统；14-侧壁电偶；15-计算机

图3加热炉焦炭溶损率检测系统示意图

5试样的采取和制备

5.1按GB/T1997规定的取样方法，取有代表性的、粒度大于25mm焦炭25kg。

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5.2用YB/T4494规定的焦炭制球机破碎，破碎后的焦炭用φ25mm的筛子筛分，大于φ25mm的焦炭

反复破碎，粒径大于φ25mm的焦炭比例小于3%为止，将大于φ25mm及小于φ23mm的焦炭去除。为

保证制样的代表性，要求φ23mm～φ25mm焦炭质量占到总焦炭质量的10%以上。

5.3将制好的试样用缩分器缩分出1000g，在170℃～180℃温度下干燥2h，也可用附录B设备快速干

燥，直至水分≤1%。干燥后的试样放入干燥器中冷却至室温，再用Ф23mm和Ф25mm的筛子进行筛分，

除去粘着在焦块上的焦粉，用四分法将试样分成四份，每份不少于220g，装入密封容器中备用。

6试验步骤

6.1试验次数

最少进行两次试验。记录每一次试验的焦炭粒数，保证重复性试验或再现性试验使用的焦炭粒数

相差不超过1粒。如果不能保证焦炭粒数满足要求时，在报告中注明并说明原因。

6.2试样准备

称取试样（200±2）g，精确到0.1g，记录其质量为m0，最终的质量校正可通过替换一块较轻或较

重的焦炭来完成。

6.3试样装入反应器

将焦炭试样装入反应器中铺平，确保反应器内的焦炭层处于电炉恒温区中部，将热电偶插入反应

器内并处于料层中心位置，固定好反应器。将反应器进气口与供气系统连接，检查气路，保证系统的

气密性。

6.4控温

电炉升温，当料层中心温度达到400℃时，以5L/min的流量通入氮气，防止焦炭烧损。当料层中

心温度达到800℃时，记录电子天平质量m80，以4℃/min速度升温，并以5L/min通CO2。热重天平

至少30秒称量一次焦炭质量为mt，前一分钟热重天平焦炭质量为mt1,并计算当前温度的焦炭溶损速率

指数CLIt及焦炭溶损率CLRt。

当料层中心温度达到1300℃时，停止加热，切断二氧化碳，改通氮气，流量为5Ｌ/min，在800℃～

1300℃期间，每10min记录一次温度，实际温度与应达到的温度的差不应超过±3℃，反应时间125分

钟±10秒。

警告：试验过程中有少量的CO排出，为保证安全，应将尾气燃烧或直接排出室外。试验过程中，要保持室内空

气流通。

6.5试样冷却

反应器出炉，在氮气保护下温度降到50℃以下，停止通入氮气。

6.6称量

打开反应器，倒出焦炭，称量，精确到0.1g，记录为m1并记录反应后试样粒数。

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6.7转鼓试验

反应后焦炭全部装入I型转鼓内，以20r/min的转速共转30min，总转数600r，然后取出用Φ10mm

圆孔筛筛分，称量筛上物质量，精确到0.1g，记录为m2并记录转鼓后试样粒数。

6.8记录

试验的原始数据按附录A的格式记录。

7结果计算

7.1焦炭溶损率

焦炭溶损率（CLR）按（1）式计算，数值以%表示：

----------------(1)

式中：

m0——焦炭试样质量，单位为克（g）；

m1——焦炭溶损后的质量，单位为克（g）。

7.2焦炭溶损后强度指数

焦炭溶损后强度指数（CSI）按（2）式计算，数值以%表示：

--------------------(2)

式中：

m2——转鼓后大于10mm粒级焦炭质量，单位为克（g）；

焦炭溶损率及焦炭溶损后强度指数的试验结果取平行试验的算数平均值，保留到小数点后一位。

7.3焦炭在线溶损率及在线溶损速率指数

焦炭在线溶损率()按（3）式计算，数值以%表示，

焦炭在线溶损速率指数()按（4）式计算，数值以每分钟质量变化分数（%/min）表示；

------------------(3)

-------------------(4)

式中：

m0——焦炭试样质量，单位为克（g）；

mt——当前热重天平焦炭质量，单位为克（g）；

mt1——前一分钟热重天平焦炭质量，单位为克（g）；

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m80——当料层温度达到800℃时热重天平称量的焦炭质量，单位为克（g）；

——当前温度焦炭溶损率，质量分数（%）；

——当前温度溶损速率指数，每分钟质量变化分数（%/min）；

焦炭在线溶损率及焦炭在线溶损速率指数试验数据保留到小数点后一位。

8精密度

焦炭溶损率(CLR)及焦炭溶损后强度(CSI)的重复性和再现性，不得超过表1及表2的规定值：

重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，

并在短期内，对相同试验样（见6.2）所作两个单次测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的

最大差值。

再现性是用本方法在正常和正确操作情况下，由两名操作人员，在不同实验室内，对相同试验样

（见6.2）各作重复性测试结果，在95%概率水平两个独立测试结果的最大差值。

表1

精密度要求重复性(%)再现性(%)

焦炭溶损率（CLR）≤3.2≤5.0

表2

精密度要求重复性(%)再现性(%)

焦炭溶损后强度（CSI）≤3.2≤5.0

首钢技术研究、鞍钢技术研究院、辽宁科技大学，鞍山市科翔仪器仪表有限公司、

国家焦化产品质检中心、龙钢6个实验室，采用标准中的方法和仪器开展了试验，结果

如下：

炉膛标定：

用YSBS35801一级焦炭反应性及反应后强度标准样品，23-25mm粒度标定，CRI：18.9，

CSR：72.6。按照4.11系统稳定性检查要求标定；

表1标样YSBS35801加热炉标定

实验室YSBS35801

CSR(%)CRI(%)

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鞍山科翔19.472.8

19.272.5

19.871.9

19.372.0

19.573

平均值19.4472.35

标准偏差0.230.51

辽宁科技大学19.372.9

19.971.9

17.376.

18.972.8

20.371.8

平均值19.1473.08

标准偏差1.1610341.707923

龙钢19.772.4

19.372.5

20.472.1

20.671.2

19.972.2

平均值19.9872.08

标准偏差0.5263080.51672

宁夏建龙19.872.7

12

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19.372.6

20.372.1

20.471.1

19.772.5

平均值19.972.2

标准偏差0.4527690.655744

首钢19.572.7

19.672.4

17.875.0

18.672.9

19.372.3

平均值18.9673.06

标准偏差0.7569681.110405

国家焦化产品质检中心19.672.6

19.872.1

19.871.9

21.371.5

19.273.1

平均值20.5572.15

标准偏差1.060660.680686

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GB/TXXXX-2010

表2标样YSBS35801、YSBS35811、龙钢、新疆焦炭焦炭溶损后强度（CSI）焦炭溶损

率（CLR）

实验室YSBS35801YSBS35811新疆焦炭

CLR(%)CSI(%)CLR(%)CSI(%)CLR(%)CSI(%)

鞍山科翔27.761.234.855.243.059.3

26.862.835.755.246.958.2

27.961.236.554.246.657.0

27.561.533.657.244.158.0

26.862.133.956.244.159.2

平均值27.3561.8434.955.644.9458.34

标准偏差0.4593470.6186011.2144961.1401751.7155170.947629

辽宁科技大学27.461.634.855.746.655.5

26.962.335.754.049.855.4

27.761.835.254.643.558.3

27.161.835.955.146.557.2

26.662.536.154.547.657.9

平均值27.146235.5454.7846.856.86

标准偏差0.4277850.3807890.5319770.6457552.2726641.346477

龙钢YSBS35801YSBS35811龙钢焦炭

27.861.135.055.034.857.8

27.262.036.254.635.156.1

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GB/TXXXX-2010

26.761.336.054.333.556.9

27.562.437.054.133.456.0

26.962.936.755.134.157.9

平均值27.2261.9436.1854.6234.1856.94

标准偏差0.4438470.7503330.7694150.4324350.7596050.901665

表3焦炭溶损后强度（CSI）重复性、再现性计算。

水平一水平二水平三

549.5594.93856.34

T1=∑niý

210414.052816855.948734925.4888

T2=∑ni（ý）

292121

T3=∑ni

2147115115

T4=∑ni

23.53335.35777.7533

T5=∑(ni-1)Si

20.15620.31520.4561

Sr

20.04990.03520.2625

SL

20.20610.35040.7187

SR

0.40.60.7

Sr

0.50.60.9

SR

平均值27.134.946.8

检测方法精密度（以质量的百分数表示）可引述如下：

重复性标准差：1.2

再现性标准差：1.9

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GB/TXXXX-2010

表4焦炭溶损率（CLR）重复性、再现性计算。

水平一水平二水平三

2112.71314.111033.51

T1=∑niý

2153914.85882239.457950898.2483

T2=∑ni（ý）

292121

T3=∑ni

2147115115

T4=∑ni

27.450412.26177.1675

T5=∑(ni-1)Si

20.32390.72130.4262

Sr

20.72410.28762.1193

SL

21.0481.00892.5455

SR

0.60.90.7

Sr

1.01.01.6

SR

平均值62.954.7856.86

检测方法精密度（以质量的百分数表示）可引述如下：

重复性标准差：1.9

再现性标准差：2.6

考虑到行业实际情况，将误差规定为：

表5精密度单位为%（质量分数）

精密度重复性再现性

焦炭溶损率（CLR），%1.22.4

焦炭溶损后强度（CSI），%2.43.2

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GB/TXXXX-2010

3.标准的编制原则

本标准是方法标准，所引用的标准均为最新版本，编写格式按GB/T1.1-2009要求编

写。

本标准为推荐性国家标准，与国家和行业有关的方针、政策、规定、法律、法规是协

调一致的。

本标准试验方法的技术条件、技术要求、技术指标达到国外同类产品试验方法的水平，

也更符合中国国情。

本标准针对我国煤资源状况、高炉生产需求，有利于我国冶炼技术发展。

4.标准主要内容的说明

焦炭损率及溶损后强度是焦炭在高炉炼铁过程中呈现动态热性能重要控制指标。国内

对其研究的机构很多，例如东北大学、北京科技大学，国内外大钢铁公司的研究院、钢研

所等也时时开展这方面的研究。但是，由于没有统一的测试方法和标准，在数据交流和数

据控制上争议较大。

我国是钢铁生产大国，冶金行业制定一个关于焦炭冶金性能动态热性能试验方法的国

家标准，规范操作方法，重新认识高炉用焦炭与CO2的反应性，对于彼此间数据交流及准

确测定意义明显。新标准可能容易接受和理解，并使之能针对我国煤资源状况、高炉生产

需求，符合国情，这样有利于我国炼铁技术发展，才可能促进新标准的实施和推广。

本次标准制定过程中，在经过调研后，课题组确定在时间紧，任务重的情况下，根据

大多数单位提出的修订意见，进行工作，比较切合实际。针对国标中大家公认的、反映比

较集中的、比较突出的问题，是对GB/T4000标准中存在不足进行补充，焦炭损率及溶损

后强度是对焦炭性能指标评价进行改进和完善。

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焦炭溶损率及溶损后强度试验方法

Measuringmethodforcokesolutionlossrateandstrength

indexaftersolutionloss

（编制说明）

“焦炭溶损率及溶损后强度试验方法”标准制定工作组

GB/TXXXX-2010

国家标准编制说明

1.任务来源

根据国标委发〔2020〕14号国家标准化管理委员会“于下达2020年第一批推荐性

国家标准计划的通知”要求，鞍山市科翔仪器仪表有限公司、冶金工业信息标准研究院等

单位负责《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》制订工作。计划编号为20201598-T-469。

该标准由冶金工业信息标准研究院、鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学组

成标准起草工作组共同完成。

2．标准调研情况

接到制订任务后，冶金工业信息标准研究院成立了由冶金工业信息标准研究院、鞍山

市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学等单位的专业人员组成的标准修订工作小组，由

鞍山市科翔仪器仪表有限公司担任组长单位。

标准制订工作小组成立后，制订了工作计划，起草了标准初稿，于2020年2月26

日，冶金工业信息标准研究院、鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学等单位的有

关专家在辽宁省鞍山市进行了讨论，同时在鞍山市科翔仪器仪表有限公司、辽宁科技大学、

首钢技术研究院、鞍钢技术研究院开展了相关试验，起草了“关于对《焦炭溶损率及溶损

后强度试验方法》制订走访调研情况汇报及征求建议表，广泛征求意见及建议。在此基础

上，起草了标准征求意见稿和标准编制说明，并经冶金工业信息标准研究院和鞍山市科翔

仪器仪表有限公司、辽宁科技大学制订成文。

2.1关于对《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》调研及制订方案

GB/T4000《焦炭反应性及反应后强度试验方法》，对高炉冶金和焦化行业的发展起到

了一定的促进作用。随着高炉强化冶炼技术的推广应用，GB/T4000《焦炭反应性及反应后

强度试验方法》是焦炭在1100℃下，2小时通5LCO2完成的测试，对此测试方法的焦炭

反应性（CRI）及反应后强度（CSR）指标越来越受到炼铁工作者的异议。为了更好的完善

冶金焦炭评价方法及为优化高炉生产提供基础数据支撑制订此标准，并得到了相关单位的

大力支持，提出了很多宝贵意见及建议，焦炭溶损率及溶损后强度试验方法主要内容如下：

2.1.1项目的必要性、可行性、适用范围拟要解决的主要问题等

过去，高炉炼铁对冶金焦炭传统的认识是要求焦炭反应性越来越低，反应后强度越

来越高。但是随着高炉的大型化和喷吹煤粉比例的提高，综合国内外学者的研究结果，焦

炭在高炉内的四大作用（热源、还原剂、铁水渗碳剂和骨架），除骨架作用外，其他三大

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GB/TXXXX-2010

作用都需要较好的反应活性，也就是说反应性高是有益的。而所谓骨架作用，其实质是要

求反应后不产生过量的粉影响透气和透液性。

针对目前，世界上普遍采用焦炭反应性及反应后强度试验方法是由日本新日铁公司提

出的具体为反应温度(1100±5℃)，焦炭粒度20～25mm，通入纯CO2气体，流量5L/min，反

应2h，测得失重比例为反应性指数CRI；将反应后的焦炭进行I型转鼓试验，转速20r/min，

时间30min，以大于10mm的焦炭质量为反应后强度指标CSR。但这种方法并不能代表高炉的

实际生产状况；焦炭检验不足：

1.通入纯CO2作为反应气体与高炉实际气氛不符，高炉内含N2、CO、H2和H2O等气体会

对焦炭的反应性产生影响。

2.高炉内焦炭进入风口回旋区前实际反应温度为800℃～1400℃，不同的焦炭起始反

应温度不同，不同的温度下反应的模式和速度不同。

3.焦炭的反应性和可燃性愈低，则它在风口处与鼓风的反应愈慢，风口前形成的焦

炭燃烧区的横断面积大，可使炉料下降运动更加均匀；

4.不同焦炭的反应后强度与反应失重率相关线斜率不同，反应性低的焦炭斜率较反

应性高的焦炭斜率低，也说明不同温度下炭质不同反应模式也不同，反应失重率对反应后

强度影响不同。

5、、喷煤、富H2冶金新技术应用，焦炭在高炉主要作用是骨架（热源、还原剂、铁水

渗碳剂有喷煤、富H2代替）。

总之，目前的焦炭反应性及反应后强度试验方法是新日铁在高炉喷吹煤粉前所制定，

是一规范性试验，超过规范所设定范围的试验结果是没有体现。目前方法所测定的焦炭反

应性，只是表达焦炭与CO2的反应活性，受灰成分催化影响十分显著，高炉内焦炭反应速

度取决于矿石还原生成CO2的速度，焦炭灰成分的催化性能无作用。喷吹煤粉高炉的焦炭

的行为不同于未喷吹煤粉的高炉，焦炭进入风口回旋区前的失重率取决于直接还原度和未

燃煤粉率，与现行试验方法所测定的焦炭反应性无关，采用固定升温速率，测得数据更贴

合高炉实际情况。不同高炉，根据高炉碳平衡计算出高炉内焦炭进入风口回旋区前的失重

率，以固定升温速率测得的焦炭反应性及后强度来评价焦炭热性能是合理的补充，一种可

焦炭溶损率及溶损后强度试验方法，实现了对焦炭反应性检测全过程的连续监测，并能完

成焦炭溶损率及溶损后强度试验方法。

制定《焦炭溶损率及溶损后强度试验方法》来规范规定了焦炭溶损率及溶损后强度来

评价焦炭热性能试验方法的原理、试验仪器、设备和材料、试样的采取和制备、试验步骤、

结果的计算及精密度，对完善评价冶金焦炭热性能指标及为优化高炉生产提供基础数据支

撑。

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GB/TXXXX-2010

图1

3定义

本标准采用GB/T9977术语和定义

3.1焦炭溶损率CLR(Cokesolutionlossrate)

称取一定质量的焦炭试样置于反应器中，将焦炭以4℃/min的升温速率从800℃升到1300℃，焦炭

与二氧化碳反应溶损的质量分数称为焦炭溶损率，以质量分数（%）表示。

反应时间125分

3.2焦炭溶损速率指数CLI(Cokesolutionlossrateindex)

将焦炭以升温速率4℃/min从800℃升至1300℃，单位时间内焦炭与二氧化碳反应的溶损质量分数

称为焦炭溶损速率指数，以每分钟质量变化分数（%/min）表示。

3.4反应后强度指数CSI(CokeStrengthAftersolutionlossindex)

将溶损反应后焦炭进行I型转鼓试验，以转鼓后焦炭粒径大于10mm粒级焦炭质量占焦炭溶损反应

质量的分数称为焦炭溶损反应后强度，以质量分数（%）表示。

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表3不同的焦炭起始反应温度≥800℃。

软熔带开始温度1100℃左右（铁矿石收缩4%-10%）。

软熔带结束温度≤1300℃左右（铁矿石收缩40%）。

熔融带开始温度≥1300℃左右（铁矿石收缩＞40%，或压差陡升开始）

此数据由铁矿石熔滴炉提供。

≥1300℃时，焦炭不与铁矿石发生还原反应。

4试验仪器、设备和材料

4.1电炉

电炉能提供试样均匀的温度场，温度场至少是试样高度的三倍，工作温度≥1400℃。

4.2温度控制装置

4.2.1温度控制装置能够在试验状态下实时控制并显示试料层中心温度，保证按照规定的升温速率升

温。

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