CN111650079A - 一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，属于高炉炼铁焦炭质量测量方法技术领域，用于对焦炭反应后热强度进行测定。其技术方案是：在具有控温功能的管式炉反应器中中设定1000‑1350℃若干反应温度点，焦炭在以上温度下恒温反应至恒重，转鼓实验测定各温度点对应反应后热强度值，加权各温度点反应后热强度值得到最终代表焦炭反应后热强度指标。本发明模拟了焦炭的溶损行为，检测了温度对焦炭热强度值的影响，综合多个温度点检测结果，得到综合性的焦炭反应后热强度指标，该方法与国标CSR相比，模拟性更强，指标代表的物理意义更为全面，能更好地指导高炉生产用焦炭比例及配煤炼焦，有助于降低配煤炼焦和高炉生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种对焦炭反应后热强度进行测定的方法，属于高炉炼铁焦炭质量测量方法技术领域。
背景技术
焦炭在高炉炼铁中起到提供热量、还原剂、炉料骨架的作用。焦炭反应后热强度是评价焦炭质量的重要指标。为了保证高炉稳定顺行，传统理论认为高炉应提高焦炭的反应后强度指标。
目前，部分钢铁生产企业的焦炭反应后热强度指标较高，但高炉使用效果并不好，高炉冶炼状况时常出现波动，而另一些企业使用低反应后热强度的焦炭应用于大高炉炼铁，仍然可以保证高炉长期稳定顺行。这说明，高炉运行状况与焦炭的反应后热强度指标之间并不存在明确的对应关系，传统的高炉炼铁理论与焦炭质量评价方法存在缺陷，依照这种评价方法所得出的焦炭质量不能真实地反映出焦炭在高炉炼铁过程中的应用品质，因此目前对焦炭质量的认定与实际情况存在误差，不能有效地指导高炉炼铁生产，并有可能起到了误导作用。
在炼铁生产过程中，焦炭在高炉中由上至下，经历了由低温到高温，变温条件下的劣化过程，现有的传统国标测定方法存在缺陷。目前，国内钢铁企业广泛使用GB/T 4000-2008来检测和评价焦炭反应后热强度。这种方法只检测了1100℃一个温度点条件下焦炭的溶损行为，而焦炭在高炉中发生溶损反应的温度区间在900℃～1300℃左右，因此这种方法对焦炭在高炉中的劣化行径的模拟存在不足。随着生产的发展和技术的进步，更准确地测定高炉炼铁焦炭的质量是提高炼铁水平和质量的重要内容，提出一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度的检测及评价方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，这种测定方法能够更好地模拟焦炭在高炉中的劣化行为，得到的焦炭反应后热强度指标能够更准确地反映焦炭在高炉内的反应过程，适用于不同高炉运行，从减小高炉生产追求过高焦炭反应后热强度指标角度，指导企业采用不同质量焦炭进行高炉生产和配煤炼焦，降低高炉生产和配煤炼焦成本。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，它采用以下步骤进行：
（1）准备若干组焦炭试样，置于具有控温功能的管式炉反应器中，各组焦炭分别升温至900-1350℃区间中的A、B、C等若干个不同的指定温度点；
（2）在以上指定d的温度点恒温条件下，向管式炉反应器中通入CO2气体，焦炭与通入的CO2气体发生溶损反应，直至失重量达到25%；
（3）到达焦炭指定失重量之后，停止加热，通入的CO2气体切换为N2气氛，直至冷却至室温；
（4）从管式炉反应器中取出焦炭，将焦炭放入I型转筒中，旋转I型转筒；
（5）旋转完毕将焦炭取出转鼓，用10mm圆孔筛对焦炭进行筛分，以筛上物质量占反应后焦炭总质量的百分数作为每个温度点下的反应后强度值，分别为CSR25-A、CSR25-B、CSR25-C等；
（6）计算焦炭反应后热强度指标，计算公式为：
CSR25*=（a*CSR25-A+b* CSR25-B +c*CSR25-C+…）/温度点个数
其中a、b、c、…分别代表A、B、C等若干温度点反应后热强度指标的加权系数。
上述适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，所述步骤（1）中，各组焦炭的粒度为23mm～25mm，每组焦炭的质量为200g。
上述适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，所述步骤（2）中，通入的CO2气体流量为5L/min。
上述适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，所述步骤（4）中，焦炭放入I型转筒中，以20r/min的转速转动30min，共600r。
上述适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，所述步骤（6）中，各个温度点反应后热强度指标的加权系数通过高炉运行一定时间内，高炉入炉原料结构、原料品位、高炉操作指标等参数值确定。
本发明的有益效果是：
本发明模拟了焦炭在高炉软熔带附近与CO2发生气化反应的溶损行为，检测了温度对焦炭热强度值的影响，综合多个温度点检测结果，得到综合性的焦炭反应后热强度指标。
本发明是焦炭反应后热强度测定方法的创新，解决了目前焦炭反应后热强度指标与焦炭在高炉中的劣化状态不够吻合的问题，本发明的方法与国标CSR相比，模拟性更强，指标代表的物理意义更为全面，能更好地指导高炉生产用焦炭比例及配煤炼焦，有助于降低配煤炼焦和高炉生产成本，并为高炉焦炭质量检测开辟了新的途径。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
（1）准备6组焦炭试样，焦炭的粒度为23mm～25mm，每组焦炭的质量为200g，置于具有控温功能的管式炉反应器中，6组焦炭分别升温至1050℃、1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃；
（2）在以上温度点恒温条件下，向管式炉反应器内通入CO2气体与焦炭发生溶损反应，通入的CO2气体流量为5L/min，直至失重量达到25%；
（3）到达焦炭指定失重量之后，停止加热，通入的CO2气体切换为N2气氛，直至冷却至室温；
（4）从管式炉反应器中取出焦炭，将焦炭放入I型转筒中，以20r/min的转速转动30min共600r；
（5）旋转完毕将焦炭取出转鼓，用10mm圆孔筛对焦炭进行筛分，以筛上物质量占反应后焦炭总质量的百分数作为每个温度点下的反应后强度值，分别为CSR25-1050、CSR25-1100、CSR25-1150、CSR25-1200、CSR25-1250、CSR25-1300；
（6）计算焦炭反应后热强度指标，计算公式为：
CSR25*=（0.9×CSR25-1050℃＋1.0×CSR25-1100℃＋1.1×CSR25-1150℃＋1.2×CSR25-1200℃＋1.3×CSR25-1250℃＋0.9×CSR25-1300℃）/6
其中0.9、1.0、1.1、1.2、1.3分别代表不同温度点反应后热强度指标的加权系数。加权系数的选择是根据高炉1年内的炉料结构、品位以及控制高炉风温、高炉风量等参数经验确定，属于本行业技术人员常规计算方法。
得到的焦炭反应后热强度指标如下表：
表中焦炭1、焦炭2、焦炭3分别为3类不同焦炭。
实施例2
（1）准备5组焦炭试样，焦炭的粒度为23mm～25mm，每组焦炭的质量为200g，置于具有控温功能的管式炉反应器中，5组焦炭分别升温至900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃；
（2）在以上温度点恒温条件下，向管式炉反应器内通入CO2气体与焦炭发生溶损反应，通入的CO2气体流量为5L/min，直至失重量达到25%；
（3）到达焦炭指定失重量之后，停止加热，通入的CO2气体切换为N2气氛，直至冷却至室温；
（4）从管式炉反应器中取出焦炭，将焦炭放入I型转筒中，以20r/min的转速转动30min共600r；
（5）旋转完毕将焦炭取出转鼓，用10mm圆孔筛对焦炭进行筛分，以筛上物质量占反应后焦炭总质量的百分数作为每个温度点下的反应后强度值，分别为CSR25-900、CSR25-1000、CSR25-1100、CSR25-1200、CSR25-1300；
（6）计算焦炭反应后热强度指标，计算公式为：
CSR25*=（0.5×CSR25-900℃＋1.0×CSR25-1000℃＋1.1×CSR25-1100℃＋1.2×CSR25-1200℃＋0.9×CSR25-1300℃）/5
其中0.5、1.0、1.1、1.2、0.9分别代表不同温度点反应后热强度指标的加权系数。加权系数的选择是根据高炉1.5年内的炉料结构、品位以及控制高炉风温、高炉风量等参数经验确定，属于本行业技术人员常规计算方法。
得到的焦炭反应后热强度指标如下表：
表中焦炭1、焦炭2、分别为2类不同焦炭。
实施例3
（1）准备4组焦炭试样，焦炭的粒度为23mm～25mm，每组焦炭的质量为200g，置于具有控温功能的管式炉反应器中，4组焦炭分别升温至1050℃、1150℃、1250℃、1350℃；
（2）向管式炉反应器内通入CO2气体与焦炭发生溶损反应，通入的CO2气体流量为5L/min，直至失重量达到25%；
（3）到达焦炭指定失重量之后，停止加热，通入的CO2气体切换为N2气氛，直至冷却至室温；
（4）从管式炉反应器中取出焦炭，将焦炭放入I型转筒中，以20r/min的转速转动30min共600r；
（5）旋转完毕将焦炭取出转鼓，用10mm圆孔筛对焦炭进行筛分，以筛上物质量占反应后焦炭总质量的百分数作为每个温度点下的反应后强度值，分别为CSR25-1050、CSR25-1150、CSR25-1250、CSR25-1350；
（6）计算焦炭反应后热强度指标，计算公式为：
CSR25*=（0.9×CSR25-1050℃＋1.0CSR25-1150℃＋1.3×CSR25-1250℃＋0.9×CSR25-1350℃）/4
其中0.9、1.0、1.3、0.9分别代表不同温度点反应后热强度指标的加权系数。加权系数的选择是根据高炉2年内的炉料结构、品位以及控制高炉风温、高炉风量等参数经验确定，属于本行业技术人员常规计算方法。
得到的焦炭反应后热强度指标如下表：
表中焦炭1、焦炭2分别为2类不同焦炭。
本发明更好地模拟了焦炭在高炉软熔带附近与CO2发生气化反应的溶损行为，与国标CSR相比，模拟性更强、指标代表的物理意义更为全面。
Claims (5)
1.一种适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，其特征在于：它采用以下步骤进行：
（1）准备若干组焦炭试样，置于具有控温功能的管式炉反应器中，各组焦炭分别升温至900-1350℃区间中的A、B、C等若干个不同的指定温度点；
（2）在以上指定d的温度点恒温条件下，向管式炉反应器中通入CO2气体，焦炭与通入的CO2气体发生溶损反应，直至失重量达到25%；
（3）到达焦炭指定失重量之后，停止加热，通入的CO2气体切换为N2气氛，直至冷却至室温；
（4）从管式炉反应器中取出焦炭，将焦炭放入I型转筒中，旋转I型转筒；
（5）旋转完毕将焦炭取出转鼓，用10mm圆孔筛对焦炭进行筛分，以筛上物质量占反应后焦炭总质量的百分数作为每个温度点下的反应后强度值，分别为CSR25-A、CSR25-B、CSR25-C等；
（6）计算焦炭反应后热强度指标，计算公式为：
CSR25*=（a*CSR25-A+b* CSR25-B +c*CSR25-C+…）/温度点个数
其中a、b、c、…分别代表A、B、C等若干温度点反应后热强度指标的加权系数。
2.根据权利要求1所述的适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，其特征在于：所述步骤（1）中，各组焦炭的粒度为23mm～25mm，每组焦炭的质量为200g。
3.根据权利要求1所述的适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，其特征在于：所述步骤（2）中，通入的CO2气体流量为5L/min。
4.根据权利要求1所述的适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，其特征在于：所述步骤（4）中，焦炭放入I型转筒中，以20r/min的转速转动30min，共600r。
5.根据权利要求1所述的适用于高炉运行情况的焦炭反应后热强度测定方法，其特征在于：所述步骤（6）中，各个温度点反应后热强度指标的加权系数通过高炉运行一定时间内，高炉入炉原料结构、原料品位、高炉操作指标等参数值确定。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200911 |
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