[发明专利]一种焦炭气孔特征的检测方法

说明书

技术领域

本发明属于炼铁原料检测领域，特别涉及一种焦炭气孔特征的检测方法，适用于对焦炭气孔特征的检测。

背景技术

焦炭是高炉炼铁的重要原料，焦炭的气孔特征是决定焦炭性能的主要因素之

焦炭气孔特征主要包括气孔率和气孔分布等。目前焦炭气孔特征的检测方法有国家标准测定法，图像分析仪测定法以及扫描显微镜法三种。

国家标准测定法：GB/T 4511.1-2008《焦炭真相对密度、假相对密度和气孔率的测定方法》，该方法需要的焦炭试样量较多，自动化程度不高，操作过程中人为因素引起的误差较大。图像分析仪测定法：该方法通过截取图片，分析图片灰度来判断气孔，利用气孔的面积比来模拟气孔体积比计算得出气孔率，该方法需要价格昂贵的专用图像分析仪。扫描显微镜法：该方法通过扫描得到各点反射率数据，通过得到的气孔直径的线段比来模拟气孔体积比，从而得到气孔率，但该方法利用线段比来模拟气孔体积比存在一定缺陷。针对该方法中的缺陷，CN101135632公开一种焦炭气孔率的测定装置及测定方法，扫描全部焦炭光片得到多幅图片，对图片进行统计分析，计算气孔率。该方法需要制作焦炭光片，设备庞大，操作复杂。

以上三种方法中国标法不能得到气孔分布状况，后两种方法虽能得到气孔分布，但后两种方法需要制作焦炭切片，制作过程中较多中、微气孔被破坏，且由于所检测的气孔为某一个特定试验平面，故检测焦炭气孔特征代表性不强。而气体吸附法检测焦炭气孔的样品不要求切片，气孔没有被破坏，故氮吸附仪检测焦炭气孔特性更为准确。

发明内容：

本发明为了克服现有技术方法的不足，设计出一种能准确分析焦炭气孔特征的方法，并通过试验和计算分析可以得到焦炭气孔率和气孔分布情况。一种焦炭气孔特征的检测方法，基于气体吸附法，利用自动氮吸附仪来检测焦炭气孔孔分布状况以及单位质量焦炭样品中所含气孔的总体积（ml/g），再结合焦炭样品真体积，从而得到焦炭样品的气孔率。本发明可准确地测量焦炭样品的比表面积、气孔孔径分布状况以及气孔总体积，并且能计算得到焦炭样品的气孔率。比表面积是表征焦炭气孔是否发达，如果气孔多，则相应比表面积大。具体实施过程如下：（1）将清洁的空样品管装在仪器的脱气站，真空脱气5±1分钟，脱气结束后，回填氦气，卸下样品管并立即盖上橡皮塞，称重。（2）将一定量的焦炭样品装入已称重的样品管，将样品管放入加热包，用金属加热包夹固定好，然后再将样品管装到脱气站口上。在所有需要脱气的样品都装到脱气站口后，升温至300℃，真空脱气4小时以上。（3）关掉加热包，轻轻地从将样品管以加热包中退出，将样品管冷却至室温，这时样品管中被回填氦气，从脱气站取下。（4）将试样装入仪器的气孔分析站，在恒定温度-196℃下对焦炭试样的气孔特征进行分析，即在-196℃下，通过液氮对焦炭试样进行吸附。在不同的压力下，试样吸附的氮气量是不同，得到氮气的等温吸附特性曲线，如附图1所示。测定的物质的气孔不同，相应压力下，氮气的吸收量是不同，故每种物质的等温吸附特征曲线是不一样的。总孔体积是各个压力阶段的氮气吸入量总和，每个物质的各个阶段吸附量是不一样的，故总气孔体积是不一样的。

在液氮温度下，氮气在固体表面的吸附量取决于氮气的相对压力（P/P₀），当P/P₀在0.05～0.35范围内时，吸附量与（P/P₀）符合BET方程，BET吸附等温方程：