[發明專利]焦炭高溫性能的測定方法

有效

• 申請號: 201210209740.7
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103512820A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 胡德生;孫維周;朱亞平
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N3/18
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;王傳林

技術領域

本發明涉及一種冶金焦炭的高溫性能的測定方法，特別涉及一種灰分對焦炭高溫性能影響的測定方法。

背景技術

目前認為，對于冶金焦炭的高溫性能的主要影響因素是焦炭基質的光學組織結構、焦炭氣孔結構、焦炭的灰成分三種因素，其影響焦炭在高溫下的反應性，所以以上三種因素決定焦炭在高爐內高溫下的強度。

焦炭在高爐下部粉化的本質是焦炭在高溫下的自身變化及經受高爐環境下的各種物理化學作用，使焦炭微裂紋擴展、體積破壞，從而在料柱的壓力和風口動能的作用下粉碎的綜合表現。現在對焦炭灰分的研究主要集中在灰成分中堿性金屬對焦炭熔損反應的催化作用方面，而忽略了另一重要方面，即焦炭內灰分本身在高爐內高溫下的熔融、膨脹、還原、氣化、揮發等一系列物理化學變化對焦炭自身強度造成的影響。對于該方面的研究，其方法主要是在風口區取焦樣與入爐焦樣進行光學結構、灰成分、強度等對比，由于高爐生產的限制，試驗靈活性很低。

關于焦炭在高溫下性能研究，專利CN101726509A公開了焦炭高溫膨脹性能的測定方法，主要研究了不同種類焦炭在1300℃前的熱膨脹性能，其將焦炭樣品制樣成長10mm、直徑7.5mm的圓柱體，經過磨樣、清洗和干燥后采用耐持DIL-402PC膨脹儀在氮氣保護下升溫至1300℃，通過試驗后焦炭尺寸的變化研究焦炭熱膨脹性能。該方法樣品經過復雜制樣后進行測定，對焦炭原始性能有影響。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種焦炭高溫性能的測定方法，便于評價焦炭的高溫性能。

為實現上述目的，本發明的焦炭高溫性能的測定方法，包括以下步驟：

步驟一、制取粒度為19～21mm焦炭試樣；

步驟二、對所述焦炭試樣進行高溫處理，所述高溫處理過程為：將所述焦炭試樣放入加熱爐中加熱，稱重并記錄焦炭試樣入爐重量w1，加熱過程采用分段加熱，室溫～300℃區間加熱速度為15～20℃/分鐘，300℃～800℃區間加熱速度為10～15℃/分鐘；800℃～終溫加熱速度為8～10℃/分鐘，加熱至終溫后保持恒溫2小時，所述終溫為1400～1600℃；

步驟三、將步驟二中高溫處理后的焦炭試樣在所述加熱爐中進行冷卻，冷卻至室溫后取出，稱重并記錄該焦炭試樣的出爐重量w2；

步驟四、將步驟三中冷卻至室溫后的焦炭試樣放入I型轉鼓，以20轉/分鐘轉30分鐘后，取10mm以下粒度焦炭，稱重并記錄其重量w3；所述I型轉鼓采用GB/T4000-1996《焦炭反應性及反應后強度試驗方法》中反應后強度試驗設備的I型轉鼓。

步驟五、計算焦炭試樣失重率L_a和焦炭試樣反應后強度S_ht：

L_a＝（w1-w2）/w1×100%，

S_ht=（w2-w3）/w2×100%。

所述步驟三和步驟四的加熱爐中通氮氣保護所述焦炭試樣。

通過本發明的焦炭高溫性能的測定方法，可以得到以下結果：

1、焦炭惰性氣氛高溫處理下的失重率L_a；

2、高溫處理前后焦炭樣品強度變化D，高溫處理前強度采用I型轉鼓強度試驗，I型轉鼓及試驗方法見GB/T4000-1996《焦炭反應性及反應后強度試驗方法》中反應后強度試驗設備，I₁₀⁶⁰⁰為焦炭高溫處理前進入I型轉鼓以20轉/分鐘旋轉30分鐘即600轉后，10mm以上焦炭占入鼓量的百分率；因此可以得出反應前后焦炭試樣強度變化D＝I₁₀⁶⁰⁰-S_ht；

3、高溫處理前后焦炭的灰分變化，即焦炭灰分脫除率R，焦炭高溫處理前灰分為A₁和處理后灰分為A₂，灰分測定按照GB/T212-2001《煤的工業分析方法》中灰分的測定進行。灰分脫除率為R＝（w1×A₁-w2×A₂）/（w1×A₁）×100%。