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焦炭裂纹的产生
发布日期：2016-02-04 11:31:24
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焦炭裂纹(fissureofeoke)在焦炉炭化室内结焦过程中，由半焦的不均匀收缩产生的应力超过焦炭多孔体(见焦块)强度时，焦炭出现的裂纹。垂直于炭化室内热流方向的焦炭裂纹称横裂纹，平行于热流方向的称纵裂纹。这两种裂纹均严重影响焦炭的块度和焦炭转鼓强度。形成原因迄今对焦炭裂纹的形成机理还没有完整的认识，综合各国的研究结果，裂纹形成的主要原因有下述四个方面:(l)煤在焦炉炭化室内是层状结焦，各层的温度不同，从炉墙侧到炭化室中心之间，是各层温度逐渐降低的焦炭层、半焦层和胶质层，由于焦炭和半焦层两侧的温差使其出现弯曲的趋势，高温侧的凸曲面上呈现拉应力，低温侧的凹曲面上呈现压应力。这种弯曲趋势在500一600℃时发展较快，600一700〔趋于缓慢，700℃后又加剧，超过90oC时则完全停止。因此，焦炭和半焦层内承受着不断变化的应力，当这种应力超过多孔体强度时，便产生裂纹。(2)在煤结焦过程的胶质体阶段，由于胶质体内不断热解出气体，加之胶质体的透气性差，胶质层内会发生膨胀。当再固化形成半焦时，由于大量气体析出而出现第一收缩峰，在700℃附近又出现第二收缩峰。层状结焦条件下，相邻层的膨胀、收缩差异，造成层间和层内的应力而导致裂纹的形成。煤在成焦过程的膨胀和收缩特性。因煤种而异。中等挥发分的强粘结煤膨胀性强，低挥发分的弱粘结煤膨胀性弱(见煤的澎胀度)。烟煤的第一收缩峰随煤化度降低而增大，高煤化度烟煤的再固化温度高，第一收缩峰低。第二收缩峰与煤化度关系不大。随加热速度提高，收缩加剧，裂纹增多。因此选择适当的配煤方案和加热速度可以控制焦炭裂纹的形成。(3)焦块内的宏观裂纹有纵裂纹与横裂纹之分。当炭化室内相邻层间由于膨胀、收缩的差异产生的平行于层面的剪切应力，超过相邻层半焦多孔体间的结合强度时，会产生横裂纹。
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