[发明专利]一种检测焦炭热态粉化性能的方法

说明书

本发明公开了一种检测焦炭热态粉化性能的方法，主要解决现有技术中焦炭热态粉化性能无法检测的技术问题。本发明提供的一种检测焦炭热态粉化性能的方法，包括：1)制备焦炭试样；2)烘干焦炭试样；3)对焦炭试样进行反应性测试；4)焦炭冷却后筛分，称量筛分出的粒径<10mm的焦炭得到m₁；5)将筛分出的粒径≥10mm的焦炭置于I型转鼓中旋转400‑800圈，取出转鼓中焦炭，称量粒径粒径<10mm的焦炭得到m₂；6)计算焦炭反应后粉化指数CPR；本发明方法能够更好的评价焦炭在高炉软熔剧烈反应后的粉化状况。

技术领域

本发明涉及一种焦炭性能的检测该方法，特别涉及一种检测焦炭热态粉化性能的方法，用于评价焦炭在高炉下部的粉化性能，属于焦炭质量检测领域。

背景技术

焦炭在高炉中起着热源、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。焦炭粉化性能是高炉重点关注的指标之一，它直接影响高炉的透气性能。高炉自上向下分为块状带、软熔带、滴落带和风口区域。

块状带是指炉腰以上温度低于1000℃左右的部位，由于矿石尚处于固态，并无粘着现象，所以所有炉料基本保持层状。在高炉块状带内，焦炭的碳素损失从上到下呈增加的趋势，但增加不超过10％。

文献1，高炉焦炭质量指标探析(周师庸，炼铁,2004,14(1):25-28.)研究认为M₁₀它标志焦炭的耐磨强度，它对焦炭处于高炉块状带，焦炭与焦炭、焦炭与矿石、焦炭与炉壁之间的磨损有良好的模拟性。焦炭行至块状带底部，温度超过850℃，并已接触到碱循环区的边缘，开始发生微弱的碳溶反应，CO₂能扩散到焦炭内部，已开始破坏焦炭表面结构，这样M₁₀就逐渐失去了模拟性。

软融带处于炉腰、炉腹处，温度为900-1300℃左右的部位。矿石由表及里逐渐软化熔融，而焦炭仍呈块状起到疏松和使气流畅通作用。由于这一区域碳溶反应剧烈，焦炭中碳的损失可达20-40％。至此，焦炭结构受到破坏，焦炭块度、强度急剧下降，耐磨性显著降低，有较多的碎焦和焦粉产生，不利于气流畅通。目前以焦炭CO₂反应后强度度的高低来评价对高炉的影响。

申请公布号CN105842065A的中国专利申请文件公开了冶金焦炭反应后强度的评价方法，将焦炭加热到反应温度范围的下限值后开始通反应气氛进行反应，在反应过程中匀速升温，使反应结束时刚好升温到反应温度范围的上限值，反应过程中辅助气氛流量不变，通过调节CO和CO₂的流量使焦炭的实际失重速率始终贴合反应计算失重速率，直到焦炭达到设定的最终失重率，将反应后的焦炭冷却后进行转鼓试验得到焦炭的反应后强度。该发明更好的模拟了焦炭在高炉中的反应过程，使最终得到反应后强度的数值能真实表达焦炭的高炉内的使用状态。

文献2，捣固焦高温碳素溶损反应行为研究(张小勇,吴光有,郑明东等，煤炭转化,2015,38(1):53-57.)选择有代表性的捣固焦炭，在连续热反应装置内，考察不同温度下焦炭与CO₂反应行为，揭示捣固焦炭在高炉内的劣化机理，结果表明，等温条件下，不同焦炭与CO₂反应至30％的水平时，转化率随时间总体呈线性规律变化，碳溶反应后粉化程度与焦炭显气孔率及表观活化能有关，且粉化主要以扩孔和开孔为主。

滴落带温度在1350℃以上，此处碳溶反应已经减弱，对焦炭的破坏作用主要来自不断滴落的液渣和液铁的冲刷。由于此处的碳溶反应不剧烈，焦炭仍能保持一定的强度与块度，因此它仍成为上升气流的通道，起保证高炉有-定的透气性和分配气流，以及透液铁和液渣的作用。