[發(fā)明專利]高爐初渣實(shí)驗(yàn)方法及初渣實(shí)驗(yàn)爐

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910272812.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101701770A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅連春;畢學(xué)工;周國(guó)凡;楊福;熊瑋;于仲杰;熊亞非;李懷遠(yuǎn);趙思;尹騰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢鋼鐵(集團(tuán))公司;武漢科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F27B17/02
• 分類號(hào): F27B17/02;G01N25/04;G01N33/22
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高爐治煉行業(yè)初渣的研究實(shí)驗(yàn)方法具體的說(shuō)是 一種高爐初渣實(shí)驗(yàn)方法及初渣實(shí)驗(yàn)爐。

背景技術(shù)

高爐中爐渣的形成經(jīng)歷滴落初渣、爐腹初渣、風(fēng)口渣、終渣共四 個(gè)階段。滴落初渣和爐腹初渣又可統(tǒng)稱為“初成渣”或簡(jiǎn)稱為“初渣”。 初渣形成過(guò)程的特點(diǎn)通常用開(kāi)始軟化溫度、開(kāi)始滴落溫度、礦石層的 透氣性等指標(biāo)表征。一般希望礦石的開(kāi)始軟化溫度要高，軟熔區(qū)間(開(kāi) 始滴落溫度和開(kāi)始軟化溫度的差值)要窄，透氣性要好，以利于高爐 的強(qiáng)化冶煉。所謂的高爐爐料結(jié)構(gòu)，系指從高爐爐頂裝入的鐵礦石的 種類及其配比，初渣的形成過(guò)程與爐料結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。

高爐噴吹煤粉有利于降低生鐵成本，降低焦比，減輕對(duì)環(huán)境和優(yōu) 質(zhì)煉焦煤資源的壓力。擴(kuò)大噴煤量是我國(guó)高爐企業(yè)永遠(yuǎn)的追求。高爐 噴吹廢塑料、廢輪胎、廢機(jī)油等大宗社會(huì)廢棄物以及天然氣、水煤漿 等，不僅有利于降低焦比，而且增加煤氣中的H₂濃度，改善鐵礦石的 還原和減少CO₂排放，有利于改善環(huán)境。但煤粉等噴吹物在高爐風(fēng)口 前不可能完全燃燒，燃燒率的高低與噴吹物種類與噴吹量，以及風(fēng)溫、 富氧率、濕分等鼓風(fēng)條件密切相關(guān)。燃燒率越低、噴吹量越大，生成 和被初渣卷入的未燃物就越多。一般來(lái)說(shuō)，初渣中未燃物的含量越高 其流動(dòng)性越差，而不同爐料結(jié)構(gòu)生成的初渣對(duì)未燃物的敏感程度各不 相同。因此，初渣分析對(duì)于優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)具有重要的指導(dǎo)意義。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)高爐渣性能的研究一般限于終渣，對(duì)初渣形成過(guò) 程，特別是對(duì)大量噴煤和其他輔助燃料條件下的初渣性能研究甚少。 這主要是因?yàn)楦郀t是一種封閉的高溫反應(yīng)器，難以直接采集初成渣的 樣品和對(duì)其進(jìn)行研究，無(wú)論是在生產(chǎn)高爐上，還是在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)高爐 上進(jìn)行初成渣的熔滴試驗(yàn)，費(fèi)用都十分昂貴，結(jié)果也不理想。因此， 急需一種簡(jiǎn)便易行、結(jié)果可靠又能比較真實(shí)地反映高爐內(nèi)部現(xiàn)象的實(shí) 驗(yàn)爐及實(shí)驗(yàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提出一種模擬高爐條件的初渣實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)獲取初 渣并對(duì)其分析，從而為探討爐料結(jié)構(gòu)、噴吹條件與初渣形成過(guò)程的關(guān) 系，設(shè)計(jì)合理的爐料結(jié)構(gòu)，提高噴吹量，減少CO₂排放，改善軟熔帶 的控制提供一種科學(xué)有效的研究手段。

本發(fā)明還提供一種用于初渣實(shí)驗(yàn)方法的初渣實(shí)驗(yàn)爐，能很好的模 擬高爐條件，且能直接采集初渣對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

本發(fā)明實(shí)驗(yàn)方法包括下述步驟：

(1)將粒度為6.3-10mm的試樣投入初渣實(shí)驗(yàn)爐的石墨坩堝中， 蓋嚴(yán)上蓋；

(2)通電，制定升溫程序控制初渣實(shí)驗(yàn)爐升溫，熱電偶感應(yīng)爐 內(nèi)溫度，爐溫達(dá)500℃時(shí)通N₂氣保護(hù)，升溫至900℃后改通含有體積 百分比為1～10％氫的還原氣體與試樣反應(yīng)，并點(diǎn)燃排氣口煤氣，試樣 料面的溫度為900-1550℃；

(3)用熱電偶測(cè)定試樣料面溫度、位移傳感器測(cè)定料柱位移量、 差壓變送器測(cè)定氣體通過(guò)料柱的壓差值，用質(zhì)譜儀在線分析排氣口排 出的還原后氣體成份，用接料盒收集熔化滴落的初渣，同時(shí)用光電感 應(yīng)器感應(yīng)報(bào)警并記錄滴落溫度；

(4)收集3～4次滴落的初渣后停還原氣體，改通N₂保護(hù)，切 斷電源，由接料盒卸料后獲得初渣并分析其化學(xué)成份和進(jìn)行微觀檢 測(cè)；

(5)以上述滴落的初渣作為基礎(chǔ)渣配加未燃燒煤粉制備爐渣樣 品，之后實(shí)驗(yàn)測(cè)定它們的熔點(diǎn)、自由流動(dòng)溫度與粘度，其中，所述未 燃煤粉的配比按下式計(jì)算：

U_b＝Q(1-η)(1-U_a)(1-U_c)????????????(1)

A_c＝0.5QηA_d???????????????????????(2)

以上兩式中，U_b為高爐初渣卷入的未燃燒煤粉量，kg/t鐵；Q為噴煤 量，kg/t鐵；η為風(fēng)口前煤粉燃燒率；U_a為進(jìn)入高爐終渣的未燃煤粉 的百分比，取40-70％質(zhì)量；U_c為參加直接還原與氣化反應(yīng)的未燃煤 粉量，取40-70％質(zhì)量；A_c為與高爐初渣接觸的煤粉中的灰分量，kg/t 鐵；A_d為所噴吹煤粉中灰分含量，％。