对焦炭微观结构的认识及研究进展

焦炭主要用于高炉冶炼且在高炉中具有不可或缺的重要作用,而冶炼技术的发展导致对焦炭质量的要求日益提升。基质结构和孔隙结构等焦炭微观结构是影响焦炭质量的主要因素,从光学显微组织、X射线衍射、高分辨率透射电镜、拉曼光谱等研究手段剖析对焦炭基质结构的认识,并从显微图像分析法、压汞法、气体吸附法等孔隙结构研究方法阐述对焦炭孔隙结构的认识。从焦炭基质结构、焦炭孔隙结构对宏观性能的影响解析焦炭微观结构与宏观性能的关系,并分析微观结构随溶损反应的演变,论述了焦炭结构与焦炭质量的关系,并就目前研究的不足之处提出未来的研究发展方向。通过对焦炭微观结构的认识及研究进展现状进行综述可知:高分辨率透射电镜和拉曼光谱等新技术的补充可从晶体结构和分子结构角度加深对焦炭基质结构的认识;压汞法和气体吸附法的补充可进一步分析过渡孔和纳米孔等更小的孔径,但由于焦炭的气孔结构异常复杂,靠现有手段全面认识焦炭的孔隙结构仍有一段距离;焦炭光学组织中的光学各向异性程度、微晶尺寸、孔隙率等参数与焦炭冷热态性质紧密相关,但建立焦炭微观结构与宏观性质之间的定量关系仍有较大困难;碳微晶单元尺寸越大,气孔率越低,冷热态强度越好;研究焦炭微观结构随溶损反应的演变,可更好地认识焦炭的宏观热性能,而溶损反应后焦炭的孔隙率上升,相邻小孔合并,平均孔径增大,强度降低。精密检测仪器和计算机的发展有利于提高对焦炭微观结构的认识,未来需从炼焦煤成焦机理入手以探寻焦炭微观结构形成规律、建立新型煤-焦质量对应关系,从而更加精细化地指导配煤炼焦生产。