CN108106961A - 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法 - Google Patents

一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108106961A
CN108106961A CN201611059941.8A CN201611059941A CN108106961A CN 108106961 A CN108106961 A CN 108106961A CN 201611059941 A CN201611059941 A CN 201611059941A CN 108106961 A CN108106961 A CN 108106961A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coke
heating
temperature
specimen
reactivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611059941.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张文成
任学延
顾建
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd filed Critical Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority to CN201611059941.8A priority Critical patent/CN108106961A/zh
Publication of CN108106961A publication Critical patent/CN108106961A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，主要解决现有高炉炼铁用焦炭反应性的检测精度低、检测成本高、检测结果不能满足高炉生产需求的技术问题。本发明高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，包括以下步骤：1)制备焦炭试样；2)烘干焦炭试样；3)称取备用的焦炭试样200g，置于试验装置中；4)操控试验装置按照设置的升温速率曲线进行升温；5)试验装置内焦炭试样温度到达升温终点T4后，操控计算机完成数据采集并保存采集数据；6)处理计算机所采集的数据可以得到焦炭的起始反应温度Tf，得到不同温度下焦炭的失重率值，计算出焦炭反应性CRIt。本发明方法检测精度高、检测成本低。

Description

一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法
技术领域
本发明涉及一种焦炭高温冶金性能的检测方法，特别涉及一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，涉及高炉炼铁领域和煤化工技术领域。
背景技术
焦炭在高炉炼铁中起着热源、还原剂、骨架和铁水渗碳四个作用。近年来，为降低焦炭消耗，增加高炉产量，改善生铁质量，采用了在风口喷吹煤粉，富氧鼓风等强化技术，焦炭作为热源、还原剂和渗碳的作用，可在一定程度上被部分取代，但作为高炉料柱的疏松骨架作用不能被取代，而且随高炉大型化和强化冶炼，该作用更加突出。
焦炭反应性(CRI)指的是焦炭在高温下与CO2反应形成CO的能力。焦炭在与CO2发生碳素溶解损失反应过程中会使焦炭内部的气孔壁变薄，从而降低焦炭的强度，加快焦炭破损，对高炉冶炼铁水过程产生如下不利影响：铁的直接还原发展，煤气利用变坏，焦比升高；同时焦炭破损产生的焦粉恶化了高炉料柱的透气性，影响高炉顺行。
根据研究和生成实践的结果，可以说焦炭质量已经成为建设高炉容积大小的决定性因素、高炉喷吹煤粉量多少的决定性因素及炉缸状态的决定性因素。为了评价碳溶损率对焦炭破损的影响程度、提高焦炭质量、改善配煤技术并为高炉操作提供技术参数，日本首先研发了焦炭反应性的检测技术，此后一些国家相继效仿，先后制定了焦炭反应性的检测方法和标准。
中国国家标准(GB/T4000-2008)、申请公布号CN101825548A的中国专利文件和申请公布号CN102928455A的中国专利文件所公开的检测焦炭反应性的方法，采用的原理都是高温管式炉通CO2气体加热，尤其是申请公布号CN101825548A和申请公布号CN102928455A的中国专利文件所公开的技术方案都改进了实验设备，如果普遍应用，设备投资或改装成本大，所以现在中国炼铁工作者普遍采用的还是GB/T4000-2008国标(焦炭反应性及反应后强度试验方法)。中国国家标准(GB/T4000-2008)规定焦炭在1100℃下与CO2气体反应的能力，即反应性和反应后强度作为表征焦炭高温冶金性能的重要质量指标。
申请公布号CN101825548A的中国专利文件公开的检测方法采用电炉作为加热炉，采用电子天平称重。焦炭反应性检测，在先升温后等温条件下进行，用电子天平测量焦炭试样的失重量，当焦炭失重率达到规定值时，检测失重速率(时间)-1作为反应性指标；焦炭反应后热处理性检测，当焦炭失重率达到规定值时，在惰性气体保护下继续升温，检测热处理期间焦炭质量损失率作为反应后热处理性指标。申请公布号CN102928455A的中国专利文件公开的技术方案通过动态检测焦炭与CO2气体的开始反应温度、反应终了温度、反应性，计算焦炭与CO2气体的反应特征值，并对焦炭质量进行评价，反应特征值越小，焦炭实物质量越好。
但是随着研究的深入，发现这些指标也存在一些缺陷。1、由于焦炭溶损反应与温度有着明显的关系，中国国家标准(GB/T4000-2008)规定以1100℃作为试验进行温度存在一定的局限性。2、申请公布号CN101825548A和申请公布号CN102928455A的中国专利文件公开的技术方案通过引入了起始反应温度作为评价指标，是对国标的补充，但起始反应温度高低也不能不能真实反映焦炭在高炉内800～1400℃温度区间焦炭质量状况的固有问题。3、申请公布号CN101825548A和申请公布号CN102928455A的中国专利文件公开的技术方案通过引入了固定失重率作为检测指标，实际上不仅不同高炉焦炭的失重率不同，而且升温速率也会影响到评价的结果。4、申请公布号CN103940697A的中国专利文件公开了一种不同温度下焦炭溶损失重率的方法，但采用的是17～18mg的样品进行的试验，与生产块焦差距大，代表性差。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，主要解决现有高炉炼铁用焦炭反应性的检测精度低、检测成本高、检测结果不能满足高炉生产需求的技术问题；本发明创造性的开发出了基于不同温度段的焦炭反应性的检测方法，为焦炭高温冶金性能的检测提供了新的方法，克服上述现有焦炭反应性的检测方法的不足。
本发明的技术思路是，利用测试焦炭反应性的原理，通过升温速率控制和气氛控制，考察焦炭反应性能，从而表征焦炭的热态性能。
本发明采用的技术方案是，一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，包括以下步骤：
1)制备焦炭试样，按中国国家标准GB/T4000-2008规定的方法，制取焦炭试样备用，控制焦炭试样的粒径为23-25mm；
2)将制好的焦炭试样放入烘箱中，在105～120℃下烘干2小时，取出焦炭试样冷却至室温密封备用；
3)称取备用的焦炭试样200g，置于试验装置中；所述的试验装置能够在特定的气氛下升温至1200℃，并且在升温过程中连续测定样品在不同温度下的失重量；
4)操控试验装置按照设置的升温速率曲线进行升温，升温速率曲线设定有温度T0、T1、T2、T3和T4以及升温速率R1、R2和R3控制参数；在T0℃到T1℃以20℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入气体N2，N2气体流量控制在60ml/min；在T1到T2以R1℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T2到T3以R2℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T3到T4以R3℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T4℃到400℃，以通入气体N2降低焦炭温度，N2气体流量控制在60ml/min；
5)试验装置内焦炭试样温度到达升温终点T4后，操控计算机完成数据采集并保存采集数据；
6)处理计算机所采集的数据可以得到焦炭的起始反应温度Tf，Tf为焦炭失重0.5g时的温度，得到不同温度下焦炭的失重率值，计算出焦炭反应性CRIt，CRIt＝反应失重量/200*100％。
本发明检测方法，基于升温速率控制和气氛控制的焦炭反应性的检测，是申请人通过大量试验发现，焦炭的反应温度与焦炭反应性之间存在着明显的关系，在一个固定反应温度下检测焦炭反应性并不科学，而通过持续升温表征失重率又受到升温速率影响。
申请人发现实际焦炭在高炉的升温过程并不是持续匀速进行的，在小于1000℃焦炭在高炉内主要是间接还原，在1000-1100℃直接还原开始间接还原同时进行，在大于1100℃，碳素熔损反应剧烈进行，大于1200℃，间接还原逐渐消失，以直接还原为主。在1000℃以前升温较为快速，在1000-1100℃升温较慢，在1100-1200℃的持续时间长，反应剧烈。
因此，采用多温度段控制焦炭反应性，从而克服了现有评价方法的不足，对不同质量焦炭的反应性做出真实客观的评价。
本发明方法同时也可测定其他炼铁原料中含碳物质反应性。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明采用方法，克服了国标法在一个温度下测定焦炭反应性的不足，充分考虑了不同温度下焦炭反应性能不同的问题。2、本发明采用方法，克服了同速率连续升温对焦炭反应性评价的偏差，充分考虑了不同升温速率下焦炭反应性能不同的问题。
附图说明
图1为本发明实施例焦炭的失重曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例，参见图1，分别选用某钢铁公司3000m3高炉用焦炭作为试验样品，一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，包括以下步骤：
1)制备焦炭试样，按中国国家标准GB/T4000-2008规定的方法，制取焦炭试样备用，控制焦炭试样的粒径为23-25mm；
2)将制好的焦炭试样放入烘箱中，在105～120℃下烘干2小时，取出焦炭试样冷却至室温密封备用；
3)称取备用的焦炭试样200g，置于试验装置中；所述的试验装置能够在特定的气氛下升温至1200℃，并且在升温过程中连续测定样品在不同温度下的失重量；
4)操控试验装置按照设置的升温速率曲线进行升温，升温速率曲线设定温度T0为25℃、T1为400℃、T2为1000℃、T3为1100℃和T4为1200℃以及升温速率R1为10℃/min、R2为20℃/min和R3为10℃/min；在25℃到400℃以20℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入气体N2，N2流量控制在60ml/min；在400℃到1000℃以10℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2流量控制在60ml/min；在1000℃到1100℃以20℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2流量控制在60ml/min；在1100℃到1200℃以10℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2流量控制在60ml/min；在1200℃到400℃，以通入气体N2降低焦炭温度，N2流量控制在60ml/min；
5)试验装置内焦炭试样温度到达升温终点1200℃后，操控计算机完成数据采集并保存采集数据；
6)操控计算机处理所采集的数据可以得到焦炭的失重曲线，焦炭的起始反应温度Tf为773℃，计算出焦炭反应性CRIt为28.6％。
如上实例例所述，通过本发明方法能够全面细致地检测焦炭反应性，同时也能测定不同焦炭熔损反应发生的起始温度。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，其特征是，该方法包括以下步骤：
1)制备焦炭试样，按中国国家标准GB/T4000-2008规定的方法，制取焦炭试样备用，控制焦炭试样的粒径为23-25mm；
2)将制好的焦炭试样放入烘箱中，在105～120℃下烘干2小时，取出焦炭试样冷却至室温密封备用；
3)称取备用的焦炭试样200g，置于试验装置中；所述的试验装置能够在特定的气氛下升温至1200℃，并且在升温过程中连续测定样品在不同温度下的失重量；
4)操控试验装置按照设置的升温速率曲线进行升温，升温速率曲线设定有温度T0、T1、T2、T3和T4以及升温速率R1、R2和R3控制参数；在T0℃到T1℃以20℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入气体N2，N2气体流量控制在60ml/min；在T1到T2以R1℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T2到T3以R2℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T3到T4以R3℃/min的升温速率进行连续升温，同时通入反应气体CO2，CO2气体流量控制在60ml/min；在T4℃到400℃，以通入气体N2降低焦炭温度，N2气体流量控制在60ml/min；
5)试验装置内焦炭试样温度到达升温终点T4后，操控计算机完成数据采集并保存采集数据；
6)处理计算机所采集的数据可以得到焦炭的起始反应温度Tf，Tf为焦炭失重0.5g时的温度，得到不同温度下焦炭的失重率值，计算出焦炭反应性CRIt，CRIt＝反应失重量/200*100％。
2.如权利要求1所述的一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法，其特征是，所述的升温速率曲线设定温度T0为25℃、T1为400℃、T2为1000℃、T3为1100℃和T4为1200℃以及升温速率R1为10℃/min、R2为20℃/min和R3为10℃/min。
CN201611059941.8A 2016-11-25 2016-11-25 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法 Pending CN108106961A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611059941.8A CN108106961A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611059941.8A CN108106961A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108106961A true CN108106961A (zh) 2018-06-01

Family

ID=62204560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611059941.8A Pending CN108106961A (zh) 2016-11-25 2016-11-25 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108106961A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109187260A (zh) * 2018-08-22 2019-01-11 武汉科技大学 快速确定高炉炉尘灰中煤焦比例的检测方法及检测系统
CN110045082A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 西安建筑科技大学 一种熔融还原炼铁中块煤高温性能的测量评价方法
CN111595718A (zh) * 2020-04-24 2020-08-28 河钢股份有限公司 利用焦炭反应性测定装置进行混焦热性能检测的试验方法
CN111650079A (zh) * 2020-04-26 2020-09-11 河钢股份有限公司 一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法
CN112903513A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 东北大学 一种测定铁焦高温粉化性能的方法
CN113376352A (zh) * 2021-05-26 2021-09-10 鞍钢集团北京研究院有限公司 焦炭高温反应性指标的测量方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825548A (zh) * 2010-04-28 2010-09-08 辽宁科技大学 焦炭反应性和反应后热处理性的检测方法及其装置
CN102928455A (zh) * 2012-10-26 2013-02-13 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种测定焦炭高温冶金性能的方法
CN105842111A (zh) * 2016-05-31 2016-08-10 华北理工大学 冶金焦炭气化反应性和反应后强度的检测方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825548A (zh) * 2010-04-28 2010-09-08 辽宁科技大学 焦炭反应性和反应后热处理性的检测方法及其装置
CN102928455A (zh) * 2012-10-26 2013-02-13 武钢集团昆明钢铁股份有限公司 一种测定焦炭高温冶金性能的方法
CN105842111A (zh) * 2016-05-31 2016-08-10 华北理工大学 冶金焦炭气化反应性和反应后强度的检测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾宇: "包头冶金焦炭综合冶金性能的研究", 《万方学位论文全文数据库》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109187260A (zh) * 2018-08-22 2019-01-11 武汉科技大学 快速确定高炉炉尘灰中煤焦比例的检测方法及检测系统
CN109187260B (zh) * 2018-08-22 2021-06-04 武汉科技大学 快速确定高炉炉尘灰中煤焦比例的检测方法及检测系统
CN110045082A (zh) * 2019-04-22 2019-07-23 西安建筑科技大学 一种熔融还原炼铁中块煤高温性能的测量评价方法
CN110045082B (zh) * 2019-04-22 2021-11-09 西安建筑科技大学 一种熔融还原炼铁中块煤高温性能的测量评价方法
CN111595718A (zh) * 2020-04-24 2020-08-28 河钢股份有限公司 利用焦炭反应性测定装置进行混焦热性能检测的试验方法
CN111650079A (zh) * 2020-04-26 2020-09-11 河钢股份有限公司 一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法
CN112903513A (zh) * 2021-01-13 2021-06-04 东北大学 一种测定铁焦高温粉化性能的方法
CN113376352A (zh) * 2021-05-26 2021-09-10 鞍钢集团北京研究院有限公司 焦炭高温反应性指标的测量方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108106961A (zh) 一种高炉炼铁用焦炭反应性的检测方法
CN103940697B (zh) 一种高炉焦炭反应性测试方法
CN101825548B (zh) 焦炭反应性和反应后热处理性的检测方法及其装置
Li et al. Numerical investigation of burden distribution in ironmaking blast furnace
CN102928455B (zh) 一种测定焦炭高温冶金性能的方法
JP6503055B2 (ja) 高炉ガス流れの分布の検出方法
CN108399512B (zh) 一种评价冶金焦炭的方法
CN102928454B (zh) 一种铁焦热态性能的检测方法及检测装置
Murakami et al. Reduction disintegration behavior of iron ore sinter under high H2 and H2O conditions
CN103808623A (zh) 一种检测焦炭反应性和反应后强度的方法
CN101329243A (zh) 一种用于铁矿石结晶水含量的测定方法
CN111241715A (zh) 不同煤比下高炉喷吹煤粉燃烧率试验参数的确定方法
CN105842065B (zh) 冶金焦炭反应后强度的评价方法
CN109596662A (zh) 一种检测焦炭热态粉化性能的方法
CN107641675A (zh) 一种corex气化炉内燃料冶金性能演变图的绘制方法
CN108107155B (zh) 一种焦炭在铁水中溶解能力的测定与评价方法
CN110045082B (zh) 一种熔融还原炼铁中块煤高温性能的测量评价方法
CN106680135B (zh) 一种测量焦炭高温冶金性能的装置和方法
CN113916676A (zh) 一种炼铁原料高温强度测试装置及方法
CN101713010B (zh) 一种利用数学模型指导回收转炉煤气的方法
Liu et al. Optimization of iron ore blending in the COREX shaft furnace
JP5625240B2 (ja) 焼結鉱の低温還元粉化評価方法
CN114002054A (zh) 一种高炉炼铁用焦炭高温性能的测量评价方法
Jaffarullah et al. Reduction and degradation behaviour of sinter under simulated vertical probe trial condition
CN109856312A (zh) 一种检测氧化锌对焦炭热性能影响的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180601

RJ01 Rejection of invention patent application after publication