CN103808623A - 一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，本发明提供的技术方案在取样时不将炉头焦和泡焦拣出弃去，确保取样后的焦炭样本中正常焦、炉头焦和泡焦的比例与该批焦炭保持基本一致，使得检测结果能够比较理想的代表生产实际情况；采用上述方案后能够有效的解决现有焦炭反应性及反应后强度试验方法所得检测结果无法完全代表入炉焦炭实际质量的问题，对指导炼钢高炉的现场操作更具有现实意义；同时通过更为准确的检测，使得炼钢企业清楚的掌握所采购的焦炭质量，为焦炭的选择提供了参考。

Description

一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法
技术领域
本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法。
背景技术
焦炭在钢铁生产中有着重要作用，随着高炉的大型化和喷煤水平的提高，对焦炭质量的要求也越来越高，用常规的灰分、硫分、M40、M10等指标已不能客观地反映出焦炭质量的真实水平，焦炭的反应性及反应后强度越来越受重视。1983年，我国制订了GB/T 4000-1983《焦炭反应性及反应后强度试验方法》国家标准，并于1996年和2008年先后进行了两次修订；该标准提供的检测方法已基本实现检测的规范性与完善性，但取样部分仍然存在不足。为保证焦炭热性能测定的稳定性与可重复性，该标准规定，制样时应先行捡去炉头焦和泡焦，仅对正常焦进行检测；然而在生产实践中，一批焦炭的正常焦、炉头焦和泡焦全部应用于高炉生产，并不会对炉头焦和泡焦进行剔除。由于焦化厂工艺装备条件差，成品焦中炉头焦和泡焦的比例较大，从而导致焦炭质量整体下降。因此，该标准的检测结果，不能代表生产实践中入炉焦炭的实际质量。本发明旨在提供一种焦炭反应性及反应后强度检测方法，使其检测结果更能反映入炉焦炭的实际质量，为钢铁企业提供准确的参考数据。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够准确反应入炉焦炭质量的检测焦炭反应性和反应后强度的方法。
本发明的目的是这样实现的，包括如下检测步骤：
A、取样：按照GB/T1997-2008《焦炭试样的采取和制备》中规定的取样方法，按比例取大于25mm的焦炭50kg；
B、制样：
①将所取焦炭用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用Φ25mm和Φ23mm圆孔筛筛分，保留Φ23mm～Φ25mm的部分，去掉片状焦炭和细条状后获得焦炭试样a；
②将制得的焦炭试样a缩分出2kg，分两次置于Ⅰ型转鼓中，以25r/min的转速转50转，用Φ23mm圆孔筛筛分，取用筛上物缩分出900g获得焦炭试样b；
③用四分法将焦炭试样b分为四份，每份样不少于220g；
④将制好的试样放入干燥箱，在170℃~180℃温度下烘干2h，取出焦炭冷却至室温，用Φ23mm圆孔筛筛分，称取两份试样，每份200g±0.5g。一份试验用，一份作为留样；
C、检测：
对试样进行焦炭反应性及反应后强度检测，按照GB/T 4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中第6款的规定进行试验；
D、计算：
根据试验结果计算焦炭反应性及反应后强度；
Figure 2014100576567100002DEST_PATH_IMAGE001
           （1）
                （2）
式中：
CRI——焦炭反应性，单位为%；
CSR——焦炭反应后强度，单位为%；
m——焦炭试样重量，单位为g；
m1——反应后焦炭残余重量，单位为g；
m2——转鼓后大于10mm粒级焦炭重量，单位为g。
本发明提供的技术方案在取样时不将炉头焦和泡焦拣出弃去，确保取样后的焦炭样本中正常焦、炉头焦和泡焦的比例与该批焦炭保持基本一致，使得检测结果能够比较理想的代表生产实际情况；采用上述方案后能够有效的解决现有焦炭反应性及反应后强度试验方法所得检测结果无法完全代表入炉焦炭实际质量的问题，对指导炼钢高炉的现场操作更具有现实意义；同时通过更为准确的检测，使得炼钢企业清楚的掌握所采购的焦炭质量，为焦炭的选择提供了参考。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明所作的任何变换，均落入本发明保护范围。
利用本发明提供的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，经下列检测步骤，对云南某焦化有限责任公司生产的1＃焦炭进行取样，然后对所取样品的反应性及反应后强度进行检测，具体检测步骤如下：
A、取样：按照GB/T1997-2008《焦炭试样的采取和制备》中规定的取样方法，按比例取大于25mm的1＃焦炭50.06kg，其中正常焦、炉头焦、泡焦的占比见表1；
表1
1#焦炭试样 正常焦 炉头焦 泡焦 焦炭试样总量
质量 42.45kg 6.12kg 1.49kg 50.06kg
质量分数 84.80% 12.23% 2.97% 100%
B、制样：
①将所取焦炭用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10.02kg，再用Φ25mm和Φ23mm圆孔筛筛分，大于Φ25mm的焦炭块再破碎、筛分，取Φ23mm筛上物，去掉片状焦炭和细条状后获得焦炭试样a备用；
②将制得的焦炭试样a缩分出2.09kg，分两次（每次取二分之一重量的焦炭试样a）置于Ⅰ型转鼓中，以25r/min的转速转50转，用Φ23mm圆孔筛筛分，取筛上物缩分出900.19g焦炭试样b备用；
③用四分法将焦炭试样b分为四份，分别为224.23g、223.89g、225.36g、225.72g； 
④将制好的试样放入干燥箱，在170℃~180℃的温度下烘干2h，取出焦炭冷却至室温，用Φ23mm圆孔筛筛分，称取两份试样，为别为200.11g、200.27g，一份试验用，一份作为留样；
C、检测：
对200.11g的试样进行焦炭反应性及反应后强度检测，按照GB/T 4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中第6款的规定进行试验；
反应后焦炭残余重量为117.06g；
转鼓后大于10mm粒级的焦炭重量为43.42g；
D、计算：
根据试验结果计算焦炭反应性及反应后强度；
Figure 130017DEST_PATH_IMAGE001
           （1）
Figure 736579DEST_PATH_IMAGE002
                （2）
式中：
CRI——焦炭反应性，单位为%；
CSR——焦炭反应后强度，单位为%；
m——焦炭试样重量，单位为g，本实施例中m=200.11g；
m1——反应后焦炭残余重量，单位为g，本实施例中m1=117.06g；
m2——转鼓后大于10mm粒级焦炭重量，单位为g，本实施例中m2=43.42g；
将试验数据代入上述公式：
CRI（%）=（200.11-117.06）/200.11*100%=41.50%；
CSR（%）= 43.42/117.06*100%=37.09%。
相同的1#焦炭，采用GB/T 4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》，将拣出弃去炉头焦和泡焦后的焦炭作为试样，测得的焦炭反应性为38.50%，反应后强度为42.66%，将采用本发明提供的方法得出检测结果与采用GB/T 4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》提供的方法得出的检测结果相比（见表2），发现没有拣出弃去炉头焦和泡焦的焦炭反应性高，而反应后强度低，焦炭的热态指标明显差于国标检测结果，但更能准确表征入炉焦炭的实际质量。
表2
1#焦炭试样 国标GB/T 4000-2008 本发明的方法 对比
反应性 38.50% 41.50% +3.00%
反应后强度 42.66% 37.09% -5.57%
本发明提供的技术方案在取样时不将炉头焦和泡焦拣出弃去，确保取样后的焦炭样本中正常焦、炉头焦和泡焦的比例与该批焦炭保持基本一致，使得检测结果能够比较理想的代表生产实际情况；采用上述方案后能够有效的解决现有焦炭反应性及反应后强度试验方法所得检测结果无法完全代表入炉焦炭实际质量的问题，对指导炼钢高炉的现场操作更具有现实意义；同时通过更为准确的检测，使得炼钢企业清楚的掌握所采购的焦炭质量，为焦炭的选择提供了参考。

Claims (8)

1.一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、取样：按照GB/T1997-2008《焦炭试样的采取和制备》中规定的取样方法，按比例取大于25mm的焦炭50kg；
B、制样：
①将所取焦炭用颚式破碎机破碎、混匀、缩分出10kg，再用Φ25mm和Φ23mm圆孔筛筛分，大于Φ25mm的焦炭再破碎、筛分，保留Φ23mm～Φ25mm的部分，去掉片状焦炭和细条状后获得焦炭试样a；
②将制得的焦炭试样a缩分出2kg，分两次置于Ⅰ型转鼓中，以25r/min的转速转50转，用Φ23mm圆孔筛筛分，取用筛上物缩分出900g获得焦炭试样b；
③用四分法将焦炭试样b分为四份，每份样不少于220g；
④将制好的试样放入干燥箱，在170℃~180℃温度下烘干2h，取出焦炭冷却至室温，用Φ23mm圆孔筛筛分，称取两份试样，每份200g±0.5g，一份试验用，一份作为留样；
C、检测：
对试样进行焦炭反应性及反应后强度检测，按照GB/T 4000-2008《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中第6款的规定进行试验；
D、计算：
根据试验结果计算焦炭反应性及反应后强度；
           （1）
Figure 760890DEST_PATH_IMAGE002
                （2）
式中：
CRI——焦炭反应性，单位为%；
CSR——焦炭反应后强度，单位为%；
m——焦炭试样重量，单位为g；
m1——反应后焦炭残余重量，单位为g；
m2——转鼓后大于10mm粒级焦炭重量，单位为g。
2.根据权利要求1所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述步骤B中的制样过程选用机械化制样系统，该系统包括HXPY-A焦炭颗粒专用破样机、HXZY-B焦炭颗粒制球机、HXMY-C焦炭制样专用磨样机。
3.根据权利要求2所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，采用机械化制样系统的制样过程包括以下步骤：
①将所取焦炭用HXPY-A焦炭颗粒专用破样机破碎、混匀、缩分出10kg，再用Φ25mm和Φ23mm圆孔筛筛分，保留Φ23mm～Φ25mm的部分，去掉片状焦炭和细条状后获得焦炭试样a；
②将制得的焦炭试样a用HXZY-B焦炭颗粒制球机进行制样，用Φ23mm圆孔筛筛分，取用筛上物缩分出900g获得焦炭试样b；
③用HXMY-C焦炭制样专用磨样机对样品进行打磨；
④用四分法将打磨后的焦炭试样分为四份，每份样不少于220g；
⑤将制好的试样放入干燥箱，在170℃~180℃温度下烘干2h，取出焦炭冷却至室温，用Φ23mm圆孔筛筛分，称取两份试样，每份200g±0.5g，一份试验用，一份作为留样。
4.根据权利要求1所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述步骤C中的检测采用的试验装置包括：二氧化碳钢瓶、缓冲瓶、浓硫酸洗气瓶、干燥塔、温度控制装置、热电偶、气体分析仪、氮气钢瓶、转子流量计、焦性没食子酸洗气瓶、托架、反应器、电炉和红外灯。
5.根据权利要求4所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述温度控制装置为精密温度控制装置，用于调节电炉加热。
6.根据权利要求4所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述热电偶为测温热电偶，用于监测反应器内的温度。
7.根据权利要求5或 6所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述反应器包括反应器上盖和和反应器筒体，所述反应器上盖与反应器筒体之间采用螺栓固定，所述反应器上盖上设置有密封套管，所述密封套管上设置有气体入口和热电偶入口。
8.根据权利要求7所述的一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法，其特征在于，所述热电偶由密封套管上设置的热电偶入口插入反应器筒体中。
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