[发明专利]一种模拟焦炭在高炉软熔带劣化过程的试验方法及模拟装置

摘要

一种模拟焦炭在高炉软熔带劣化过程的试验方法：制备试验用焦炭及烧结矿；混合活性炭和碳酸盐类碱金属，并将其混合物置入器皿中；等量称取两份试验焦炭及一份试验烧结矿；在筛状隔板上自下往上依次铺钢铝球、焦炭、烧结矿层、另一份焦炭；加热；称重；转鼓试验；对转鼓后粒度≥10mm焦炭称重；计算CRI1400及CSR1400：对同一高炉每天使用焦炭均照上述步骤重复进行；判别。模拟装置主要由外刚玉器皿，加热器、氮气管、开关阀组成，其在外刚玉器皿中有内刚玉器皿；在内刚玉器皿的下部有筛状隔板且两者之间为汽化腔；气体混合管的一端置入内刚玉器皿中，其另一端上有CO2入口及CO入口并在这两个入口处连接对应的气体管。本发明与高炉实际更符，具有更强指导意义。

主权项

1.一种模拟焦炭在高炉软熔带劣化过程的试验方法，其步骤：1）制备试验用焦炭及烧结矿，其中试验焦炭的粒度在23~25mm，试验烧结矿的粒度在12~13mm；备用；2）按照设定的碱金属蒸汽重量占模拟用试验焦炭总重量的百分比选取活性炭和碳酸盐类碱金属并混合均匀；3）将活性炭和碳酸盐类碱金属的混合物置入模拟试验装置的内刚玉器皿中铺设均匀；4）按照铺设厚度在10~15cm厚度称取等量的两份所制备的粒度在23~25mm的试验焦炭，以及与试验焦炭每份等量的粒度在12~13mm的试验烧结矿一份；5）先在筛状隔板上铺设一层厚度在15~20mm厚的钢铝球层，再在钢铝球层上将一份试验焦炭铺设形成第一焦炭层；在第一焦炭层上铺设粒度在12~13mm的试验烧结矿层；最后在试验烧结矿层上铺设另一份试验焦炭形成的第二焦炭层，在第二焦炭层与内刚玉器皿顶部之间设有间隙；将所铺设的两层焦炭层的总重量用m1表示；6）对模拟装置中装试验料的内刚玉器皿进行加热，按照8~10℃/min的升温速率使温度升至1395‑1405℃；其间：温度在400℃之前任一时期按照9.5~10.5L/min的流量通入N2，直至升温到700℃时随即转换成由25%CO2、25%CO、50%N2组成的混合的反应气体，其流量为10L/min；当温度升至1100℃时，随即转换成由50%CO、50%N2组成的混合反应气体直至温度升至1400℃并在此温度下保温30min，其流量为10L/min；然后转换成通入N2，在流量为9.5~10.5L/min下直至温度下降至室温，停止N2的输入，模拟炉内试验停止；7）取出内刚玉器皿中的焦炭并称重，重量用m2表示；8）对从内刚玉器皿中取出的焦炭进行转鼓试验，在转速为19~21r/min下旋转30min，后停止运行；9）选取粒度不低于10mm的经转鼓后的焦炭，称重后重量用m3表示；10）按照以下公式计算焦炭的反应性能CRI1400及反应后强度CSR1400： CRI1400(%)=（m1‑m2）*100/ m1CSR1400(%)= m3*100/ m2式中：m1——表示开始铺设的两层焦炭层的总重量，单位为kg；     m2——表示经模拟试验结束后焦炭的总重量，单位为kg；     m3——表示经转鼓后所选取的粒度不低于10mm焦炭的重量，单位为kg；11）对同一高炉每天所使用焦炭进行取样，每次在模拟装置对所取样均按照上述步骤1）~10）重复进行；12）进行判别：对所取试样的计算结果相互进行比较分析： CRI1400的计算结果越高，则表明模拟的焦炭还原铁矿石的能力越强； CSR1400的计算结果越高，则表明模拟的焦炭在高炉内的骨架作用越强；高炉操作人员，根据每天的计算结果及时对当天的高炉操作进行调整。