[科普中国]-焦炭机械强度测定转鼓

焦炭机械强度测定转鼓(mechanical strength of coke)是指焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。因为焦炭是结构不均一且含有裂纹和局部缺陷的块状多孔体，所以它的破坏过程受裂纹和内部缺陷的大小、多孔脆性碳质材料的抗断裂能力，以及焦炭气孔壁的抗粉碎能力等影响、焦炭的破坏过程伴随着其粒度的减小和新表面的产生。

简介焦炭机械强度(mechanical strength of coke)是指焦炭在机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的能力。因为焦炭是结构不均一且含有裂纹和局部缺陷的块状多孔体，所以它的破坏过程受裂纹和内部缺陷的大小、多孔脆性碳质材料的抗断裂能力，以及焦炭气孔壁的抗粉碎能力等影响、焦炭的破坏过程伴随着其粒度的减小和新表面的产生。因此，焦炭的机械强度一般用在一定的机械功作用下焦炭粒度和比表面的变化来表示；也可用以一定的机械功作用后，焦炭中大于(或小于)一定粒级的焦炭数量来表示1。

测量方法有冷态和热态两种。冷态强度也称常温强度，是在室温下测量的，其测量方法主要有落下法和转鼓法。落下法是以一定量、一定块度的焦炭按规定高度自由下落的方式测量块焦的强度。这样测得的强度称为焦炭落下强度、转鼓法是将焦炭放在一定规格的转筒中，按规定的转速和转数旋转转筒，测量块焦的强度称为焦炭转鼓强度。焦块在落下时主要受到冲击力的作用，因此落下强度主要反映焦炭抵抗沿裂纹和缺陷处碎成小块的能力，即抗碎性或抗碎强度。焦块在转筒内运动时，同时受到冲击力和摩擦力的作用，当焦炭外表而承受的摩擦力超过气孔壁强度时，焦炭产生表面薄层分离，形成碎屑或粉末。焦炭抵抗这种破坏的能力称耐磨性或耐磨强度。因此转鼓强度能同时获得抗碎强度和耐磨强度两个指标。焦炭热强度也称焦炭高温强度。是在一定的高温下进行测量的，它反映焦炭同时经受热应力和机械力时抵抗破碎和磨损的能力。

表示方法通常以大于25mm或更大尺寸的粒级童作为评定焦炭抗碎强度的指标；以小于6-10mm的粒级量评定焦炭的耐磨强度。根据这种方法评定焦炭的机械强度，只能提供块焦强度的近似指标。因为焦炭机械强度不仅取决于块度的大小，还取决于焦炭筛分组成，因此，各国曾对焦炭强度的表示方法作过广泛研究，并提出各种表示焦炭机械强度的方法。例如有的用转豉试验后小于10mm和大于10mm的两组焦炭粒度分布曲线表示焦炭机械强度。有的用转鼓试验前后粒度分布的积分值表示焦炭机械强度1。

与焦炭结构的关系焦炭的机械强度取决于多种因素：所含裂纹，多孔体结构和强度，以及气孔壁厚度，气孔壁强度和组织成分等。通常块焦的机械弧度随其裂纹率和气孔率的增大而降低。在相同气孔率下，小气孔均匀分布的及气孔壁较厚的焦炭机械强度较高。焦炭多孔体和气孔壁的强度，可以通过材料力学的方法测定气孔壁的组织成分，可通过光学显微镜测定。

转鼓转鼓主要由机架、滚筒、减速系统、卸料系统、计数装置等组成。

机架由型钢焊接而成，主要起到支撑作用，所有部件均安装在机架上。

滚筒是该设备的主要部件，它由钢板卷制而成，通过两端支撑半轴、轴承、轴承座安放于支架上，形成一个自由回转的一个筒体。筒体上开有可以敞开、锁闭密封的料口，筒内焊有拨料钢板筋，焦炭放入滚筒内后转动时，焦炭随之滚动，在钢板筋的作用下，被抛下自碰破碎。达到预置数后，滚筒停止转动，物料从料口卸出，完成一个设定试验周期。

减速系统由电机、联轴器、蜗轮减速机等组成。起到带动滚筒以合适的恒定转速运转。蜗轮减速机并有自锁功能。减速系统还配有手动调整装置，便于卸料和调整计数装置的感应开关位置距离调整。

卸料装置有滚筒卸料口、活络支撑架、卸料板等组成。转鼓达到预置转数停止后，进入卸料工作。因蜗轮减速机有自锁功能，需人工搅动装在减速机 输入轴上的摇把，使活络支撑架对准料口上的卡座，然后松动压紧螺栓，掀开料口盖板，进行卸料工作。

计数装置主要起到预置转数、数字显示转数、自动停机的作用1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所