CN113025769B - 一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，改变铁矿石所处的还原温度、还原气氛、还原时间等参数，从而使铁矿石所处体系的还原势条件与高炉生产的实际情况更加符合，检测出的铁矿石熔滴性能更符合于实际的高炉生产状况。本发明的优点是：本项发明的检测方法中，铁矿石所处体系的还原势条件与高炉生产的实际情况更加符合，煤气流分布情况与高炉的生产实践更加相似，有利于达到预期的检测目的。

Description

一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法
技术领域
本项发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法。
背景技术
在高炉生产过程中，铁矿石的熔滴性能会影响高炉中矿状带和软熔带的顺行，高炉软熔带作为上部块状带与下部滴落带之间的过渡区域，起着“承上启下”的作用，既影响含铁原料的间接还原，又通过炉渣的初步形成来影响热量的传递，而铁矿石的软熔滴落性能会影响高炉原料在块状带的还原以及软熔带温度区间和上下压差，这对于高炉生产有很大的影响。目前，研究人员主要通过检测铁矿石还原过程中软熔温度的变化来评价铁矿石的熔滴性能。
在大型高炉冶炼工艺中，铁矿石在炉内历经约6～7h，在矿状带的还原时间约3～4h，主要为800℃～1000℃的气固还原。而传统熔滴实验，铁矿石在高还原势条件下的气固还原时间明显短于实际高炉冶炼，导致铁矿石FeO含量的变化与实际高炉不符，尤其是压差陡升温度TS(对应软熔带上沿)对应的铁矿石FeO含量，进而软熔滴落性能检测结果与实际高炉不符，不能很好的反应出实际高炉内的生产状况。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，针对高炉的实际生产条件，在传统铁矿石熔滴性能检测方法的基础上，改变还原势条件，从而改变传统熔滴炉内铁矿石FeO含量的变化与实际高炉不符的现象，使实验结果更加贴近于高炉实际生产。
本发明的技术方案如下：
一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，通过改变铁矿石所处体系的相关参数,使铁矿石所处体系的还原势条件与高炉生产的实际情况更加符合，检测出的铁矿石熔滴性能更符合于实际的高炉生产状况，所述相关参数包括还原温度、还原气氛、还原时间和负荷。
具体为：模拟高炉块状带的还原条件，强化铁矿石在800℃之后的还原时间，在熔滴炉温度达到800℃时，增加负荷至0.75kg/cm2；熔滴炉温在800℃～1000℃的固态还原时间延长至180分钟。即如表2所示的80～260min，在800℃～1000℃和30％CO+70％N2的条件下，强化铁矿石的气固还原，使得铁矿石FeO含量的变化与实际高炉相符，尤其是压差陡升温度TS对应的铁矿石FeO含量，进而熔滴性能检测结果与实际高炉相符。
上述的一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，具体还原条件为：
(1)0～40min：l0℃/min，升至400℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：3L/min100％；
(2)40～80min：l0℃/min，升至800℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：9L/min60％，CO：3.9L/min26％，CO2：2.1L/min14％；
(3)80～260min：1.11℃/min，升至1000℃，负荷：0.75kg/cm2，还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％；
(4)260min～结束：5℃/min，至滴落，负荷：1.0kg/cm2；还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％。
表1传统熔滴试验还原势条件
Figure GDA0003493512040000021
表2本发明熔滴试验还原势条件
Figure GDA0003493512040000031
本发明的有益效果为：本项发明的检测方法中，铁矿石所处体系的还原条件与高炉生产的实际情况更加符合，FeO的含量符合实际生产变化，煤气流分布情况与高炉的生产实践更加相似，与传统的检测方法比较，本项发明更有利于达到预期的检测目的。
附图说明
图1为本发明铁矿石熔滴性能还原势控制曲线；
图2为传统铁矿石熔滴性能还原势控制曲线；
图3为熔滴炉结构图；
图4为坩埚中的装料方式
其中，图3中，1-负荷，2-气体排除口，3-石墨推杆，4-焦炭，5-样品，6-焦炭，7-气体进入口，8-样品冷却容器，9-支撑管，10-石墨坩埚，11-电熔炉，12-反应管，13-热电偶。
具体实施方式
一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，通过改变铁矿石所处体系的相关参数,使铁矿石所处体系的还原势条件与高炉生产的实际情况更加符合，所述相关参数包括还原温度、还原气氛、还原时间和负荷；具体为：模拟高炉块状带的还原条件，强化铁矿石在800℃之后的还原时间，在熔滴炉温度达到800℃时，增加负荷至0.75kg/cm2；熔滴炉温在800℃～1000℃的固态还原时间延长至180分钟。
下面结合具体实施例来说明本发明：
本项发明是在原熔滴炉基础上，提出一种新的铁矿石还原方式。传统熔滴炉装置如图3所示，由负荷1，气体排除口2，石墨推杆3，焦炭4，样品5，焦炭6，气体进入口7，样品冷却容器8，支撑管9，石墨坩埚10，电熔炉11，反应管12，热电偶13组成。炉子通过U型铬铝钴耐热丝进行加热，加热区域高度约为600mm，最高工作温度可达1600℃。
下面将进行两组实验，第一组为传统的熔滴实验，即在未更改还原势条件下进行铁矿石软熔滴落性能测定，具体还原势条件如表1所示；第二组为本发明条件下的铁矿石软熔滴落性能测定，具体还原势条件如表2所示，两组实验使用的是同一种矿石和焦炭，均需要500g铁矿石，铁矿石成分如表3所示，矿石上面与下面均铺有焦炭层，将铺料完成的坩埚与压头压杆和热电偶一起放入熔滴炉管中，确认热电偶的正确接线，检查冷却水和排风的正常开启，为了确保压降的确定性，需要将熔化滴管底部密封良好，防止气体泄漏，最后通过冷却容器收集滴落的铁和渣。
本项发明更改了原还原条件，具体还原条件为：
(1)0～40min：l0℃/min，升至400℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：3L/min100％；
(2)40～80min：l0℃/min，升至800℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：9L/min60％，CO：3.9L/min26％，CO2：2.1L/min14％；
(3)80～260min：1.11℃/min，升至1000℃，负荷：0.75kg/cm2，还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％；
(4)260min～结束：5℃/min，至滴落，负荷：1.0kg/cm2；还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％。
表3铁矿石成分表
Figure GDA0003493512040000041
本发明的使用效果：
比较传统熔滴实验与本发明熔滴实验的滴熔结果，考察两种不同还原条件下铁矿石熔滴性能的差异，由此得出新式的还原势条件更能有效的反映出高炉的实际生产状况，两种熔滴模式下的对比如表4所示。
表4传统熔滴实验与本发明熔滴实验的结果对比
Figure GDA0003493512040000051
根据表4可知，FeO含量的对比在温度达到800℃以上时尤为明显，本发明的还原方式可以说是对于传统还原方式的一种更新，具体表现在：
(1)在温度达到1000℃以上时，通过还原度公式计算得到的传统还原方式FeO含量依次为76.93％、51.65％、53.36％、54.95％，这显然与实际不符；而本发明得到的FeO含量为25.42％、26.83％、22.25％、24.43％，与实际高炉生产较为吻合。特别是在1000℃时，两者FeO含量的差值最大，为51.51％。
(2)传统熔滴实验检测得到的铁矿石软化区间T40-T10＝1250-1140＝110℃、熔化区间TD-TS＝1441-1280＝161℃、软熔带温度区间TD-T10＝1441-1140＝301℃。本发明熔滴实验检测得到的铁矿石软化区间、熔化区间、软熔带温度区间分别为75℃、92℃、188℃。
由此看出本发明的还原实验由于还原势与高炉实际更加相符，检测过程中矿石内部FeO含量与铁矿石在高炉内的演变经历更加相似，由此测定出来的特征温度T10、T40、TS、TD及温度区间T40-T10、TD-TS、TD-T10也更加准确。因此，本发明还原方法更加符合高炉生产的实际情况，有利于达到预期的检测目的。

Claims (1)

1.一种模拟高炉还原条件测定铁矿石熔滴性能的方法，其特征在于,通过改变铁矿石所处体系的相关参数,使铁矿石所处体系的还原势条件与高炉生产的实际情况更加符合，所述相关参数包括还原温度、还原气氛、还原时间和负荷，具体为：模拟高炉块状带的还原条件，强化铁矿石在800℃之后的还原时间，在熔滴炉温度达到800℃时，增加负荷至0.75kg/cm2；熔滴炉温在800℃～1000℃的固态还原时间延长至180分钟；具体还原条件为：
(1)0～40min：l0℃/min，升至400℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：3L/min100％；
(2)40～80min：l0℃/min，升至800℃，负荷：0.5kg/cm2，还原气氛：N2：9L/min60％，CO：3.9L/min26％，CO2：2.1L/min14％；
(3)80～260min：1.11℃/min，升至1000℃，负荷：0.75kg/cm2，还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％；
(4)260min～结束：5℃/min，至滴落，负荷：1.0kg/cm2；还原气氛：N2：10.5L/min70％，CO：4.5L/min30％。
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CN114486896B (zh) * 2022-01-30 2023-06-13 浙江大学 一种可在线监测烧结液相熔融和渗流特性的设备和方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011047011A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Jfe Steel Corp 焼結鉱の還元性評価方法
JP5455813B2 (ja) * 2010-06-24 2014-03-26 Ｊｆｅスチール株式会社 焼結鉱の還元粉化性状の評価方法
KR20120020358A (ko) * 2010-08-30 2012-03-08 현대제철 주식회사 철광석의 고온특성평가방법 및 이에 사용되는 고온하중연화실험장치
CN107142346B (zh) * 2017-04-17 2018-12-14 东北大学 一种测定铁矿石软熔透气性的方法
JP7180467B2 (ja) * 2019-03-15 2022-11-30 日本製鉄株式会社 高炉融着帯を模擬するための反応装置
CN110346538B (zh) * 2019-07-12 2021-03-09 重庆大学 一种高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法
CN110346539B (zh) * 2019-07-12 2021-02-26 重庆大学 一种高炉内铁矿石还原软熔滴落性能测定装置及方法
CN111443184B (zh) * 2020-04-30 2020-12-29 北京科技大学 模拟高炉炼铁条件下铁矿石状态的测试装置及方法

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