CN103045780A - 一种测量风口焦的反应性及反应后强度的方法 - Google Patents

一种测量风口焦的反应性及反应后强度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种测量风口焦反应性及反应后强度的方法，所述测量方法包括以下步骤：测量风口焦试样的灰分，测量风口焦试样反应前重量，反应后重量，然后进行筛分，并测量>3mm试样的重量，根据公式CRI=反应前后失重/反应前重量×（1-（风口焦灰分-13%）），CSR=>3mm试样重量/反应前试样重量×（1+（风口焦灰分-13%））分别计算其反应性和反应后强度。本发明考虑风口焦的特殊情况，能实现风口焦的反应性及反应后强度的测量，能广泛应用于炼铁领域。

Description

一种测量风口焦的反应性及反应后强度的方法
技术领域
本发明涉及高炉以及COREX炼铁领域，尤其涉及风口焦的高温热态反应性(CRI)及反应后强度(CSR)的测量方法。 
背景技术
随着高炉和COREX冶炼生产技术的进步，喷煤量不断增加，冶炼强度逐步提高，焦炭负荷也随之增加，焦炭作为骨架保证炉内透气、透液性的作用更为突出，而与之相关的焦炭强度指标也越来越受到炼铁工作者的重视，特别是焦炭的热反应性和反应后强度指标，更能反映焦炭作为料柱骨架，承担负荷能力的大小。由于高炉和COREX是个封闭的环境，焦炭在炉内的变化难以进行直观的观察，因此，通常采用风口取样技术进行研究，研究高炉和COREX风口前焦炭的热态性能，对探讨焦炭在炉内的劣化情况，对高炉和COREX炼铁流程降低燃料比和稳定操作有着极为重要的意义。 
目前，测量焦炭的反应性和反应后强度的方法很多，其一是国标《焦炭反应性及反应后强度实验方法》（GB/T 4000-2008）。文献《焦炭的粒焦反应性》（杨俊和, 杜鹤桂, 钱湛芬, 等. 东北大学学报, 1996; 20(3):286~289）中提出了用粒焦法测量焦炭的反应性及反应后强度。文献《用粒焦法测定高炉风口焦反应特性》（吴伟璐, 吴铿, 陈洪飞, 等. 中国稀土学报, 2008; 26专辑: 116~19）中采用粒焦法测量了高炉风口焦的反应性及反应后强度。 
上述方法中国标是用块焦法测量焦炭的反应性及反应后强度，多年来的实践表明该方法存在着制样困难、仪器设备投资大,易损部件及反应介质消耗大且成本高、实验周期长等缺点。后两种方法是用粒焦法测量焦炭的反应性及反应后强度。不管是块焦法还是粒焦法均是测量焦炭的反应性及反应后强度的方法，均没有考虑到风口焦与焦炭的不同。因此，目前还没有测量风口焦的反应性及反应后强度的具体方法。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种测量风口焦反应性和反应后强度的方法。 
本发明的技术方案为：一种测量风口焦的反应性及反应后强度的方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)按照工业分析方法测定风口焦试样的灰分；
(2)制取4~6mm的焦炭试样备用；
(3)称取上述制备得到焦炭试样15g，放入石英管中央，将石英管放入管式电阻炉中，先通入N25min，流量为1L/min；
(4)将N2流量调至300~500ml/min，将炉子调至2档，开炉升温，当温度升至300℃时，调至三档；将温度升至400℃时，调至4档；当温度升至600℃时，将炉子调至5档，升温至1100℃；
(5)在1100℃下通入CO2，关闭N2，恒温70min，CO2流量为800ml/min；
(6)再通入N2，关闭CO2，关炉冷却至室温，N2流量为1000ml/min。
(7)将试样取出称量，计算反应性，CRI=反应前后失重/反应前重量×（1-（风口焦灰分-13%））； 
(8)反应后强度测定是将反应后的风口焦试样放入3mm粒级的筛子中，同时装入5 个直径10 mm 钢球，使用电动筛进行筛分，时间为5min，然后称取>3mm风口焦试样重量，计算反应后强度，CSR=>3mm试样重量/反应前试样重量×（1+（风口焦灰分-13%））。
其中，13%为选取的焦炭灰分的基本参数。 
本发明和现有的技术相比具有的有益效果在于： 
(1)本发明考虑了风口焦与焦炭的不同，尤其是灰分含量的不同，灰分含量对于反应性和反应后强度有较大影响，根据风口焦的灰分含量进行风口焦反应性和反应后强度的折算，所得到的结果更准确，因此本方法更适合测量风口焦的反应性及反应后强度。
(2)本发明的工艺流程简单，工艺参数稳定，使用电动筛进行筛分，消除由实验人员手动筛分时因筛分力度，筛分方式的不同而引起的误差，而且有准确的筛分时间，消除因每次筛分时间的不同而造成的误差。 
(3)本发明提出的粒焦反应性反应后强度制样、测定方法等均较块焦反应性反应后强度简单，更易于在实验室进行测量，作为风口焦质量评价和控制指标，易于为生产单位接受。 
附图说明
   图1为本发明测量风口焦反应性和反应后强度的流程图。
  图中：
 1.N 2  瓶，2.CO 2 瓶，3.稳压管，4.流量计，5. 管式电阻炉，6.温度控制器。
具体实施方式
   下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
  实施例1：
(1)按照工业分析方法测定风口焦试样的灰分；
(2)制取6mm，焦炭试样备用；
(3)称取6mm焦炭试样15g，放入石英管中央。将石英管放入管式电阻炉中，先通入N25min，流量为1L/min；
(4)将N2流量调至300ml/min，将炉子调至2档，开炉升温。当温度升至300℃时，调至三档；将温度升至400℃时，调至4档；当温度升至600℃时，将炉子调至5档，升温至1100℃；
(5)在1100℃下通入CO2，关闭N2，恒温70min，CO2流量为800ml/min；
(6)通入N2，关闭CO2，关炉冷却至室温，N2流量为1000ml/min。
(7)将试样取出称量，计算反应性（CRI）。CRI=反应前后失重/反应前重量×（1-（风口焦灰分-13%））；（重量百分比） 
(8)反应后强度测定是将反应后的风口焦试样放入3mm粒级的筛子中，同时装入5 个直径10 mm 钢球，使用电动筛进行筛分，时间为5min，然后称取>3mm试样重量，计算反应后强度（CSR）。CSR=>3mm试样重量/反应前试样重量×（1+（风口焦灰分-13%））。
实施例2： 
(1)按照工业分析方法测定风口焦试样的灰分；
(2)制取4mm，焦炭试样备用；
(3)称取4mm焦炭试样15g，放入石英管中央。将石英管放入管式电阻炉中，先通入N25min，流量为1L/min；
(4)将N2流量调至500ml/min，将炉子调至2档，开炉升温。当温度升至300℃时，调至三档；将温度升至400℃时，调至4档；当温度升至600℃时，将炉子调至5档，升温至1100℃；
(5)在1100℃下通入CO2，关闭N2，恒温70min，CO2流量为800ml/min；
(6)通入N2，关闭CO2，关炉冷却至室温，N2流量为1000ml/min。
(7)将试样取出称量，计算反应性（CRI）。CRI=反应前后失重/反应前重量×（1-（风口焦灰分-13%））； 
(8)反应后强度测定是将反应后的风口焦试样放入3mm粒级的筛子中，同时装入5 个直径10 mm 钢球，使用电动筛进行筛分，时间为5min，然后称取>3mm试样重量，计算反应后强度（CSR）。CSR=>3mm试样重量/反应前试样重量×（1+（风口焦灰分-13%））。
实验样品为风口焦试样A，进行了两组平行试验，最后取其平均值。分别测得其实验数据并进行计算得到结果如表1所示： 
表1 风口焦试样A的实验数据
Figure 2013100050453100002DEST_PATH_IMAGE002

Claims (1)

1.一种测量风口焦的反应性及反应后强度的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)按照工业分析方法测定风口焦试样的灰分；
(2)制取4~6mm的焦炭试样备用；
(3)称取上述制备得到焦炭试样15g，放入石英管中央，将石英管放入管式电阻炉中，先通入N25min，流量为1L/min；
(4)将N2流量调至300~500ml/min，将炉子调至2档，开炉升温，当温度升至300℃时，调至三档；将温度升至400℃时，调至4档；当温度升至600℃时，将炉子调至5档，升温至1100℃；
(5)在1100℃下通入CO2，关闭N2，恒温70min，CO2流量为800ml/min；
(6)再通入N2，关闭CO2，关炉冷却至室温，N2流量为1000ml/min；
 (7)将试样取出称量，计算反应性，CRI=反应前后失重/反应前重量×（1-（风口焦灰分-13%））；其中，13%为选取的焦炭灰分的基本参数；
 (8)反应后强度测定是将反应后的风口焦试样放入3mm粒级的筛子中，同时装入5 个直径10 mm 钢球，使用电动筛进行筛分，时间为5min，然后称取>3mm风口焦试样重量，计算反应后强度，CSR=>3mm试样重量/反应前试样重量×（1+（风口焦灰分-13%）），其中，13%为选取的焦炭灰分的基本参数。
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