胡中杰，吴胜利，曹银平，王臣，周恒

(1.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京，100083；2.宝山钢铁股份有限公司炼铁厂，上海，201900)

焦炭是炼铁过程中能量流的主要载体[1]，保障含铁炉料的还原及熔化；在高炉炉缸区焦炭是唯一以固态形式存在的物料，其气孔结构是炉缸区煤气流上升及渣铁滴落的重要通道。焦炭的气孔主要源自焦化过程中挥发性气体的析出，气体析出的不同状态形成了宏观的开气孔和闭气孔[2−4]，焦炭的气孔划分目前尚未有统一标准，一般认为孔径小于1 μm 的孔均为微气孔。前人针对气孔率及孔隙结构与焦炭热态强度的关系进行了深入研究，金慧军等[5]认为随着气孔率增加，焦炭溶损反应更为剧烈，反应后强度随之降低。焦炭的溶损反应主要发生在0.03～1 μm之间，中孔与微孔直接影响内扩散区域的溶损反应[6−10]。目前人们针对焦炭在炉缸高温区孔隙结构演变的研究较少，焦炭在高炉内经熔损反应、高温热应力及碱金属侵蚀后，粒度大幅降解，且高温作用下焦炭微晶结构渐趋有序化接近石墨的层间距[11−13]，不同尺寸的孔隙结构也会随之变化。本文作者采用可控温马弗炉为主体模拟高炉炉缸区焦炭的石墨化过程，借助真空排水法、氮气吸附法及SEM 扫描电镜重点研究石墨化过程中焦炭的显气孔率、比表面积、孔径分布等多尺度孔隙结构的特征参数，从微观形貌上研究孔隙结构的变化规律。

1 实验

1.1 实验原料

本实验选用的是现场高炉生产中所用的焦炭，其工业分析及元素分析见表1。……