CN103451331A - 一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，利用铁矿石软熔滴落试验装置，首先测定每个配矿比的混合高炉炉料熔滴性能总特性值Sn，然后再测定每个混合高炉炉料所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值sn，最后测定每个高炉生产配矿比的配矿效率ηn，并且在高炉综合炉料的其他冶金性能保持适宜的情况下进行配矿比的配矿效率比较。本发明能够在高炉生产配矿比实施前实现配矿效率计算，配矿效率不好可以调整，避免造成生产损失；能够准确定义配矿效率，可以实现各配矿比的配矿效率之间相互比较，进行配矿比优化，保证在高炉生产配矿比投入使用前充分地满足合理高炉炉料结构提出的要求。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法。
技术背景
由于“基于高碱度烧结矿的高炉综合炉料配矿模式”已经成为目前国内外获得普遍认同的高炉炉料结构模式，因此，在当前，讨论高炉综合炉料的配矿效率实际上就是讨论“基于高碱度烧结矿的高炉综合炉料”的配矿效率。
高炉生产实践已经证明，“基于高碱度烧结矿的高炉综合炉料配矿模式”能够获得较好的生铁冶炼效果，取得较好的高炉生产技术经济指标，特别是其中的高碱度烧结矿加上酸性球团矿再加上适量的生矿块，人们已经在长期的高炉生产中形成了一种固定的配矿比模式，如烧结矿60%—70%，酸性球团矿10%—20%，生矿10%--20%，只要根据这个模式，由那些有实际生产经验的生产技术人员，根据自己以往的操作经验，结合当期高炉原料的实际情况，参考前期本高炉的生产历史，拟定一个或几个配比，投入生产中，如果事后计算出的高炉生产技术经济指标达到了预期或者比预期更好，就继续使用，否则再进行微调，如此周而复始，完成配矿比配矿效率的测定及比较过程。
以上配矿比配矿效率的测定及比较过程，是以下面两点为基础：
1） 在能够获得很好的生铁冶炼效果的配矿模式的配矿比范围进行配矿比较。
2） 以事后得出的高炉生产技术经济指标与预期值相比较实现效率计算。
对于第一点，事实证明，基于高碱度烧结矿的高炉综合炉料配矿模式的固定配矿比范围内也会出现冶炼条件恶化现象，冶金性能很差的炉料甚至可能导致高炉停产，这说明了就是在这样的配矿比模式范围内如果配入了冶金性能不好的炉料也很难保证拟定的高炉生产配矿比获得理想的高炉生产技术经济指标，强调了综合炉料的冶金性能对配矿效率计算的影响。对于第二点，也就是以事后得出的高炉生产技术经济指标作为效率计算的基础数据。这必须让一个高炉生产配矿比实施后，得出各项技术经济指标的情况下才有可能实现效率计算，这样做一方面会造成效率计算的周期很长，配矿效率不好还有可能会造成生产损失，另一方面，由于影响事后得出的高炉生产技术经济指标因素很多，对事后得出的好的技术经济指标所做贡献中，我们可以认为配矿比是主要的，但不能说是全部，故而不能准确定义配矿效率。
上述测定比较方法虽然强调了合理的高炉炉料结构提出的要求即“炉料具有良好的冶金性能，能够在炉内形成合理稳定的软熔带，利于高炉强化冶炼”在基于高碱度烧结矿的高炉综合炉料配矿效率的测定中的决定性意义，但是它存在上面所说的诸多缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，该方法在高炉综合炉料的其他冶金性能保持适宜的情况下进行配矿比的配矿效率比较，能够在高炉生产配矿比实施前实现配矿效率计算，配矿效率不好可以调整，避免造成生产损失。能够准确定义配矿效率，可以实现各配矿比的配矿效率之间相互比较。进行配矿比优化，保证在高炉生产配矿比投入使用前充分地满足合理高炉炉料结构提出的要求。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，其特征在于该方法具体如下：
1）引入熔滴性能总特性值S的概念
熔滴性能总特性值是对高炉生产配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能的评价，S值越小，熔滴性能越好，即该配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能越好，其计算式为：
S= 
（4）
式中，ts为开始熔融温度，是对应ΔPd／2时候的温度，℃；td为开始滴落时候的温度，℃；ΔPs为开始熔融时的压差，ΔPs=ΔPd／2，Pa；ΔPd为最大压差，Pa；
2）测定每个高炉生产配矿比的熔滴性能总特性值Sn，n=1，2，3，……；
（1）拟定的高炉生产配矿比所组合的混合高炉炉料的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；具体的操作流程为：试样在N2保护下温度升至900℃时改通还原气体，φ（CO））：φ（N2）=30：70，流量为10L／min；升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2；以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，为对应ΔPd／2时候的温度，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃；开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
（2）按照拟定的高炉生产配矿比，准备好高炉入炉混合炉料试样，将混合炉料试样，粒度为6.3---10毫米，装入石墨坩埚中，底层和上层各铺粒度为10—20毫米的焦块，再将装有混合炉料试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S1；
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S2，S3，S4，……，Sn；
3）测定每个高炉生产配矿比所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值sn，n=1，2，3，……；
（1）拟定的高炉生产配矿比中所使用的烧结矿的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；具体的操作流程为：试样在N2保护下温度升至900℃时改通还原气体φ（CO））：φ（N2）=30：70，流量为10L／min；升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2；以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，为对应ΔPd／2时候的温度，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃；开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
（2）将烧结矿试样，粒度为6.3---10毫米，装入石墨坩埚中，底层和上层各铺上粒度为10—20毫米的焦块，然后将装好烧结矿试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s1；
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s2，s3，s4，……，sn；
4）测定得到高炉生产各配矿比的配矿效率ηn，n=1，2，3，……；
将以上各步骤得到的S2，S3，S4，……，Sn和s2，s3，s4，……，sn代入公式（3）计算高炉生产各配矿比的配矿效率，得到η1，η2，η3，……，ηn ，
η= S / s （3）
式中 η—为某个高炉炉料配矿比的配矿效率，
S —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料的熔滴性能总特性值，
s —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料中所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值。
η＜1，其数值越小，该高炉生产配矿比的配矿效果越好，完成对各配矿比的配矿效率进行测定。
本发明主要有以下三个步骤：
（一）适宜的混合高炉炉料的低温还原粉化性，即保证
所计算的值适中。
式中 R — 混合炉料的低温还原粉化性 RDI %；
Ri—— 某单一炉料的低温还原粉化性 RDI %；
Ni —— 单一炉料占混合炉料的分数；
N — 混合炉料中所含单一炉料的种类数；
（二）适宜的混合高炉炉料的高温还原性，即保证
所计算的值适中。
式中 I — 混合炉料的还原性 RI %；
Ii —— 某单一炉料的还原性 RI %；
Ni —— 单一炉料占混合炉料的分数；
N — 混合炉料中所含单一炉料的种类数；
（三）取得各混合高炉炉料的配矿比的配矿效率并且进行比较
（1）混合高炉炉料配矿比的配矿效率的计算公式：
η= S / s （3）
式中 η—为某个高炉炉料配矿比的配矿效率。
S —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料的熔滴性能总特性值。
s —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料中所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值。
（2）对各配矿比的配矿效率进行比较
根据上面本专利提出的混合高炉炉料配矿比的配矿效率的计算公式计算出各混合高炉炉料配矿比配矿效率，即利用
ηn= Sn/sn n = 1,2,3, ……，n （4）
式中 ηn —为某个高炉炉料配矿比的配矿效率。
Sn —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料的熔滴性能总特性值。
sn —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料中所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值。
得到η1，η2，η3，……，ηn 。正常的情况下，η＜1，其数值越小，该高炉生产配矿比的配矿效果越好。以此完成对各配矿比的配矿效率进行比较的过程。
本发明的优点是：1，能够在高炉生产配矿比实施前实现配矿效率计算，配矿效率不好可以调整，避免造成生产损失。2，能够准确定义配矿效率，可以实现各配矿比的配矿效率之间相互比较。3，进行配矿比优化，保证在高炉生产配矿比投入使用前充分地满足合理高炉炉料结构提出的要求。
具体实施方式
一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，具体如下：
1）引入熔滴性能总特性值（S）的概念
熔滴性能总特性值是对高炉生产配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能的评价，S值越小，熔滴性能越好，也就是该配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能越好，其计算式为：
S=
（4）
式中，ts为开始熔融温度，是对应ΔPd／2时候的温度，℃；td为开始滴落时候的温度，℃；ΔPs为开始熔融时的压差，ΔPs=ΔPd／2，Pa；ΔPd为最大压差，Pa 。
2）测定每个高炉生产配矿比的熔滴性能总特性值Sn（n=1，2，3，……。）
（1）拟定的高炉生产配矿比所组合的混合高炉炉料的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行。具体的操作流程为：试样在N2（或者Ar2）保护下温度升至900℃时改通还原气体（φ（CO））：φ（N2）=30：70），流量为10L／min。升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2。以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta（℃），矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts（℃），本案例为对应ΔPd／2时候的温度（℃），以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td（℃）。开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
（2）按照拟定的高炉生产配矿比，准备好高炉入炉混合炉料试样，将混合炉料试样（粒度为6.3---10毫米）装入内直径为40毫米的石墨坩埚中，底层和上层各铺上20毫米的粒度为10—20毫米的焦块，再将装有混合炉料试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S1。
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S2，S3，S4，……，Sn。
3）测定每个高炉生产配矿比所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值sn（n=1，2，3，……。）
（1）拟定的高炉生产配矿比中所使用的烧结矿的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行。具体的操作流程为：试样在N2（或者Ar2）保护下温度升至900℃时改通还原气体（φ（CO））：φ（N2）=30：70），流量为10L／min。升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2。以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta（℃），矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts（℃），本案例为对应ΔPd／2时候的温度（℃），以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td（℃）。开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
（2）将烧结矿试样（粒度为6.3---10毫米），装入内直径为40毫米的石墨坩埚中，底层和上层各铺上20毫米的粒度为10—20毫米的焦块，然后将装好烧结矿试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s1。
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s2，s3，s4，……，sn。
4）计算高炉生产各配矿比的配矿效率ηn（n=1，2，3，……。）
将以上各步骤得到的S2，S3，S4，……，Sn和s2，s3，s4，……，sn代入公式（3）计算高炉生产各配矿比的配矿效率，得到η1，η2，η3，……，ηn ，正常的情况下，η＜1，其数值越小，该高炉生产配矿比的配矿效果越好。以此完成对各配矿比的配矿效率进行比较的过程。
Claims (3)
1.一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，其特征在于该方法具体如下：
引入熔滴性能总特性值S的概念
熔滴性能总特性值是对高炉生产配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能的评价，S值越小，熔滴性能越好，即该配矿比组合的混合高炉炉料的冶金性能越好，其计算式为：
S= 
（4）
式中，ts为开始熔融温度，是对应ΔPd／2时候的温度，℃；td为开始滴落时候的温度，℃；ΔPs为开始熔融时的压差，ΔPs=ΔPd／2，Pa；ΔPd为最大压差，Pa；
测定每个高炉生产配矿比的熔滴性能总特性值Sn，n=1，2，3，……；
（1）拟定的高炉生产配矿比所组合的混合高炉炉料的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；
（2）按照拟定的高炉生产配矿比，准备好高炉入炉混合炉料试样，将混合炉料试样，粒度为6.3---10毫米，装入石墨坩埚中，底层和上层各铺粒度为10—20毫米的焦块，再将装有混合炉料试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S1；
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他拟定的高炉生产配矿比的入炉混合炉料试样的熔滴性能总特性值S2，S3，S4，……，Sn；
测定每个高炉生产配矿比所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值sn，n=1，2，3，……；
（1）拟定的高炉生产配矿比中所使用的烧结矿的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；
（2）将烧结矿试样，粒度为6.3---10毫米，装入石墨坩埚中，底层和上层各铺上粒度为10—20毫米的焦块，然后将装好烧结矿试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落装置中进行测定，得到要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s1；
（3）用与上面同样的方法在矿石软熔滴落装置中进行测定，得到其他要参加高炉混合炉料配比的烧结矿的熔滴性能总特性值s2，s3，s4，……，sn；
测定得到高炉生产各配矿比的配矿效率ηn，n=1，2，3，……；
将以上各步骤得到的S2，S3，S4，……，Sn和s2，s3，s4，……，sn代入公式（3）计算高炉生产各配矿比的配矿效率，得到η1，η2，η3，……，ηn ，
η= S / s （3）
式中 η—为某个高炉炉料配矿比的配矿效率，
S —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料的熔滴性能总特性值，
s —为某个高炉炉料配矿比的混合炉料中所使用的烧结矿的熔滴性能总特性值；
η＜1，其数值越小，该高炉生产配矿比的配矿效果越好，完成对各配矿比的配矿效率进行测定。
2.根据权利要求1所述的一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，其特征在于：步骤2）中，拟定的高炉生产配矿比所组合的混合高炉炉料的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；具体的操作流程为：试样在N2保护下温度升至900℃时改通还原气体，φ（CO））：φ（N2）=30：70，流量为10L／min；升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2；以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，为对应ΔPd／2时候的温度，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃；开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
3.根据权利要求1所述的一种高炉综合炉料配矿效率的测定方法，其特征在于：步骤3）中，拟定的高炉生产配矿比中所使用的烧结矿的熔滴性能的测定在铁矿石软熔滴落装置中进行；具体的操作流程为：试样在N2保护下温度升至900℃时改通还原气体φ（CO））：φ（N2）=30：70，流量为10L／min；升温速度：<900℃为10℃／min，900---1000℃为2℃／min，>1000℃为3---4℃／min；荷重为1.0kg／cm2；以试样收缩10%时温度为软化开始温度ta℃，矿石开始熔化压差陡升的温度表示矿石开始熔化温度ts℃，为对应ΔPd／2时候的温度，以第一滴液滴下落温度表示矿石滴落温度td℃；开始熔融时的压差为ΔPs，ΔPs=ΔPd／2，单位为Pa；试验中出现的最大压差为ΔPd，单位为Pa 。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20131218 |