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冶金用增碳剂反应活性分析

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:冶金用增碳剂反应活性分析聚焦于评估碳质材料在钢铁冶炼过程中的碳溶解效率与反应动力学行为。核心检测对象涵盖石油焦、石墨等增碳剂的化学组成、物理特性及高温反应性能。关键项目包括固定碳含量、挥发分、灰分、硫含量等化学成分指标,以及反应速率常数、活化能、碳转化率等动力学参数,确保材料优化碳吸收、减少杂质引入,提升冶金工艺稳定性和钢材质量。检测遵循ASTM、ISO、GB等标准规范,采用热重分析、比表面积测定等技术手段。

检测项目

化学成分检测:

  • 固定碳含量:≥98.5%(参照GB/T212)
  • 挥发分含量:≤1.0%
  • 灰分含量:≤0.5%
物理性能检测:
  • 粒度分布:D50值10-100μm(ISO13320)
  • 堆积密度:0.5-0.8g/cm³
反应活性检测:
  • 反应速率常数:k≥0.05s⁻¹(高温碳溶解试验)
  • 活化能:Ea≤150kJ/mol
热分析检测:
  • 热重分析:失重率≤2%(ASTME1131)
  • 差示扫描量热:峰值温度1300-1400°C
表面特性检测:
  • 比表面积:1-5m²/g(BET法,ISO9277)
  • 孔隙率:40-60%
杂质元素检测:
  • 硫含量:≤0.05%(GB/T214)
  • 氮含量:≤0.02%
碳转化率检测:
  • 碳溶解效率:≥95%(参照冶金模拟试验)
  • 残留碳量:≤2%
动力学参数检测:
  • 反应时间:t≤300s(1550°C条件下)
  • 扩散系数:D≥1.0×10⁻⁵cm²/s
环境适应性检测:
  • 高温抗氧化性:氧化增重≤1mg/cm²
  • 湿度敏感性:吸湿率≤0.1%
力学辅助性能检测:
  • 抗压强度:≥5MPa
  • 耐磨性:质量损失≤0.5g/100r

检测范围

1.石油焦基增碳剂:源自石油炼制副产品,检测重点为高固定碳含量和低硫杂质,确保碳溶解均匀性。

2.石墨基增碳剂:包括天然与人造石墨,侧重反应活性速率和粒度分布,优化碳吸收效率。

3.煤焦油沥青基增碳剂:由煤焦油衍生,重点检测挥发分和灰分,防止冶炼过程烟气生成。

4.天然石墨增碳剂:矿物源材料,强调比表面积和孔隙率,以增强反应界面。

5.人造石墨增碳剂:通过高温处理制得,检测碳转化率和活化能,保证高温稳定性。

6.碳化硅基增碳剂:复合碳源材料,侧重杂质元素如硅含量,避免合金污染。

7.复合增碳剂:多组分混合产品,检测各成分协同效应和反应动力学参数。

8.高纯增碳剂:纯度≥99%,重点分析微量元素和碳溶解效率,用于高端钢材。

9.低碳增碳剂:针对特定冶金工艺,检测碳含量控制和反应速率一致性。

10.特种合金用增碳剂:用于不锈钢或工具钢,强调低氮低硫和环境适应性测试。

检测方法

国际标准:

  • ASTMD5373-21煤炭和焦炭的工业分析方法
  • ISO1171:2010固体矿物燃料灰分测定方法
  • ISO9277:2010气体吸附BET法比表面积测定
  • ASTME1131-20热重分析标准方法
国家标准:
  • GB/T212-2008煤的工业分析方法
  • GB/T214-2007煤中全硫测定方法
  • GB/T30732-2014煤炭碳氢氮测定方法
  • GB/T19587-2017气体吸附BET法比表面积测定
方法差异说明:ASTMD5373与GB/T212在灰分测定温度上存在差异,ASTM要求815°C而GB为815±10°C;ISO1171与GB/T214在硫含量测定中分别采用艾氏卡法和高温燃烧法,导致精度偏差约±0.01%;热重分析中ASTME1131强调氮气氛围而GB方法可选空气或惰性气体,影响氧化行为评估。

检测设备

1.电子天平:METTLERTOLEDOXPE205(量程0.1mg-220g,精度±0.01mg)

2.马弗炉:NABERTHERMLHT08/16(最高温度1200°C,控温精度±1°C)

3.热重分析仪:NETZSCHTG209F3(温度范围室温-1000°C,灵敏度0.1μg)

4.比表面积分析仪:MICROMERITICSASAP2460(检测范围0.01-1000m²/g,气体吸附法)

5.激光粒度分析仪:MALVERNMastersizer3000(测量范围0.01-3500μm,重复性±0.5%)

6.直读光谱仪:OBLFQSN750-II(元素检测限0.0001%,氩气纯度99.999%)

7.反应活性测试装置:定制高温反应炉(温度1550°C,气氛控制精度±0.1%)

8.高温炉:CARBOLITEGero1700(最高温度1700°C,升温速率10°C/min)

9.扫描电子显微镜:HITACHISU5000(分辨率1nm,放大倍数50-100000x)

10.气相色谱仪:AGILENT8890(检测限ppb级,柱温箱温度范围-10-450°C)

11.元素分析仪:ELEMENTARvarioMACROcube(CHNS检测,精度±0.02%)

12.耐磨试验机:TABER5135(载荷1kg,转速60rpm)

13.环境模拟箱:ESPECPL-3J(温度范围-40-150°C,湿度控制10-98%RH)

14.抗压强度测试仪:INSTRON3367(载荷范围0.02-50kN,精度±0.5%)

15.差示扫描量热仪:PERKINELMERDSC8500(温度范围-170-725°C,灵敏度0.1μW)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

冶金用增碳剂反应活性分析
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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