CN1414116A

CN1414116A - 一种高炉炉尘中未燃煤粉含量检测分析方法

Info

Publication number: CN1414116A
Application number: CN 02131238
Authority: CN
Inventors: 徐万仁; 吴铿; 左兵; 吴淑华; 李肇毅; 姜伟忠; 钱晖
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2003-04-30
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: CN1182258C

Abstract

本发明属于高炉炼铁领域，特别适用于高炉炉尘未燃煤粉检测，其特征在于本发明采用化学分析方法求出试样中总碳含量，用岩矿相分析中的数点法确定焦炭和未消耗煤的表面比，用面积比替代体积比，进而求出其重量百分比，确定各自的碳含量，在未燃煤粉含量及煤粉消耗率的计算方法中，对于未消耗煤粉的含量加有20－40％的修正系数。本发明的优点在于可以准确确定高炉炉尘中未消耗煤粉的含量，通过吨铁的炉尘量可以计算出煤粉在炉内的消耗率。

Description

一种高炉炉尘中末燃煤粉含量检测分析方法

技术领域：

本发明属于高炉炼铁领域，特别适用于高炉炉尘未燃煤粉检测。

背景技术：

高炉进行大喷吹后，炉尘量和炉尘中的含碳量都会有所增加。为了确定高炉喷吹煤粉的利用率，需要检测炉尘中未消耗煤粉含量。

现有技术中X光衍射试验方法只对晶体结构的物质给出衍射的峰值。但焦炭和未消耗煤粉的C都可以以非晶态形式存在，X光衍射不适合用来检测未消耗煤粉的含量。

高温燃烧试验使炉尘中含碳物质燃烧，同时对产生的气体进行分析。虽然两种碳的最快燃烧速率不同，但区分两种碳是很困难的。

粒度分布实验是将粉状颗粒放入某种溶液中，使之形成悬浮溶液，通过光学方法确定不同粒度的分布。但无论测量粒度分布，还是进行筛分粒度分析的试验都不能定量地分辨出高炉二次灰和重力灰中不同种类碳的来源。

化学分析方法只能给出试样中总碳含量，但无法区分两种不同来源的碳。

岩相分析中的数点法可以确定焦炭和未消耗煤的表面比，不能确定各自的碳含量。

前面所采用的方法没有抓住炉尘中焦炭和未消耗煤的特征，都不能用来区分炉尘中两种碳的含量。

发明内容：

本研究的目是通过采用不同的检测方法，从中选出适合于高炉炉尘中未消耗煤粉定量分析的方法，对高炉生产中的炉尘进行检测，定量给出炉尘中未消耗煤粉的含量，进而计算出在不同喷吹量的条件下，煤粉在炉内的利用率，为经济喷煤提供必要的参数和依据。

一种定量测定高炉炉尘中未燃煤粉的方法，其特征在于本发明采用化学分析方法求出试样中总碳含量，用岩矿相分析中的数点法确定焦炭和未消耗煤的表面比，用面积比替代体积比，进而求出其重量百分比，确定各自的碳含量，计算公式为：

∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧煤粉％+未完全燃烧煤粉％，未消耗煤粉比例％＝∑未消耗煤粉％/(∑未消耗煤粉+∑焦炭)％，未消耗煤粉含碳量％＝未消耗煤粉比例％·炉尘含碳量，

炉尘中的焦炭和未消耗煤粉在形态和结构上有一定的区别，通过岩矿相分析可以准确地将不同种类的碳区分开，如焦炭、未消耗尽煤粉和完全没有燃烧的煤粉。区分方法主要是利用焦炭在石膏检板下，有各项异性的特点，而未燃煤没有或较弱，对于经验丰富的分析人员是完全可以将其区分开的。由于不同来源碳的比重相差不大，试样又是薄薄一层，可以用面积比替代体积比，体积比又替代了重量比，实际计算当中就可确定为重量比。

本发明的优点在于可以准确确定高炉炉尘中未消耗煤粉的含量，通过吨铁的炉尘量可以计算出煤粉在炉内的消耗率。

具体实施方式：

本发明从冶金和煤焦两个不同专业的角度对高炉炉尘试样进行了岩相分析。冶金专业对含铁物质分的较细，煤焦专业对焦的结构分的较细，它们只是各自的侧重点不同，不影响最后得到的焦和未消耗煤的比例，都可用来确定高炉炉尘中未消耗煤粉的含量。确定高炉炉尘中未消耗煤粉的含量后，通过吨铁的炉尘量可以给出煤粉在炉内的消耗率。

炉尘中未消耗煤粉表面都有不同程度的烧损，必需进行修正。在高倍显微镜下，照片的图象只有1cm²大，除烧损较大的情况外，直接在镜下不易将烧损量确定出，如果将试样中每个图像都由计算机屏幕显示出后，来逐个确定烧损比例，工作量就太大。通过对试样观察和经验分析，认为未消耗煤粉的修正量大约在30％左右，为了比较不同修正量对结果的影响，分未修正、修正20％和修正30％三种情况进行计算。经相显微观察发现，高炉炉尘中存在3种类型的未消耗煤粉：

1)完全没有燃烧的煤粉：只是除掉挥发份，煤颗粒的表面和外形都保持原来的形状；

2)保持外形不变的未消耗煤粉：表面出现裂痕和气孔，有的局部被烧损；

3)外形发生变化的未消耗煤粉：一种是高挥发份煤产生的残碳，颗粒塑性变型成球形，另一种是未消耗煤表面及内部大量烧损，导致外形变化；对于按冶金专业分类方法测定的结果，采用的计算方法如下：∑焦炭％＝焦炭％未修正：∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧煤粉％+未完全燃烧煤粉％20％修正：∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧煤粉％+0.8·未完全燃烧煤粉％30％修正：∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧的煤粉％+0.7·未完全燃烧煤粉％未消耗煤粉比例％＝∑未消耗煤粉％/(∑未消耗煤粉+∑焦炭)％未消耗煤粉含碳量％＝未消耗煤粉比例％·炉尘含碳量

对于由煤焦专业分类方法测定的结果，采用下面的计算方法：∑焦炭％＝(块状结构+类丝炭+流动结构+片状结构+粒状镶嵌结构)％未修正：∑未消耗煤粉％＝微变原煤％+(块状裂痕+残碳)％+0.2·碳残余％20％修正：∑未消耗煤粉％＝微变原煤％+0.8·(块状裂痕+残碳)％+0.2·碳残余％30％修正：∑未消耗煤粉％＝微变原煤％+0.7·(块状裂痕+残碳)％+0.2·碳残余％未消耗煤粉比例％＝∑未消耗煤粉％/(∑未消耗煤粉+∑焦炭)％未消耗煤粉含碳量％＝未消耗煤粉比例％·炉尘含碳量

需要指出，在由焦化人员测定的结果中有一项叫碳残余，它是含有20％左右碳的未消耗煤粉，其中大部分是灰渣，所以这项都乘0.2。

定量计算某企业高炉不同煤比操作条件下，炉尘中未消耗煤粉的比例和含碳量。给出了1高炉和3高炉在目前正常情况下，炉尘碳含量与未消耗煤粉含碳量的经验关系式，据此关系式由炉尘含碳量即可间接确定出炉尘中未消耗煤粉的含碳量。修正量为30％时，1高炉和3高炉炉尘中未消耗煤粉含碳量与炉尘碳含量的关系如下：1高炉二次灰：未消耗煤粉碳含量％＝-2.736+0.918×二次灰碳含量％

相关系数0.947；适用范围(17.54≤1高炉二次灰碳含量％≤30.46)1高炉重力灰：未消耗煤粉碳含量％＝-15.665+1.285×重力灰碳含量％

相关系数0.975；适用范围(16.29≤1高炉重力灰碳含量％≤22.15)3高炉二次灰：未消耗煤粉碳含量％＝-5.493+0.881×二次灰碳含量％

相关系数0.940；适用范围(14.40≤3高炉二次灰碳含量％≤22.38)3高炉重力灰：未消耗煤粉碳含量％＝-3.948+0.709×重力灰碳含量％

相关系数0.966；适用范围(12.54≤3高炉重力灰碳含量％≤22.72)

1高炉和3高炉炉尘碳含量与其中未消耗煤粉含碳量经验关系式的相关系数在0.975~0.940之间，表明由该公式计算结果偏差较小。1高炉二次灰最高含碳量在30％左右，3高炉二次灰和1高炉、3高炉重力灰最高含碳量都在22％左右。1高炉二次灰和重力灰的最低含碳量都比3高炉的高出3~4％。由关系式可以在适用范围内通过含碳量计算出炉尘中未消耗煤粉含量。适用范围是试验中化学分析得到的最大和最小值，炉尘中碳含量是干燥质的含量。当炉尘含碳量不在适用的范围内时，如果相差数量不大(1~2％)可以采用外推法；如果相差的数量较大，需要对该试样进行试验，确定未消耗煤粉含量。然后将得到结果和以前的结果一起重新回归处理，得到较大适用范围的经验公式。

Claims

1.一种定量测定高炉炉尘中未燃煤粉含量及煤粉消耗率的计算方法，其特征在于本发明采用化学分析方法求出试样中总碳含量，用岩矿相分析中的数点法确定焦炭和未消耗煤的表面比，用面积比替代体积比，进而求出其重量百分比，确定各自的碳含量，对于按冶金专业分类方法测定的结果，采用的计算公式为：∑焦炭％＝焦炭％∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧煤粉％+未完全燃烧煤粉％；煤焦对于由专业分类方法测定的结果，采用的的计算公式为：∑焦炭％＝(块状结构+类丝炭+流动结构+片状结构+粒状镶嵌结构)％∑未消耗煤粉％＝微变原煤％+(块状裂痕+残碳)％+0.2·碳残余％未消耗煤粉比例％＝∑未消耗煤粉％/(∑未消耗煤粉+∑焦炭)％，未消耗煤粉含碳量％＝未消耗煤粉比例％·炉尘含碳量。

2.如权利要求1所述的高炉炉尘中未燃煤粉含量及煤粉消耗率的计算方法，其特征在于未消耗煤粉的含量加有20-40％的修正系数，其最佳修正系数为30％，对于按冶金专业分类方法测定的结果，采用的计算公式为：∑焦炭％＝焦炭％∑未消耗煤粉％＝完全没有燃烧的煤粉％+0.7·未完全燃烧煤粉％。