[發(fā)明專利]一種鐵焦熱態(tài)性能的檢測方法及檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210405914.7
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102928454A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金蓮;任偉;王再義;劉萬山;李艷茹
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬煉焦技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種高爐使用的鐵焦熱態(tài)性能的檢測方法及檢測裝置。

背景技術(shù)

日本學(xué)者利用RIST操作線圖對高爐反應(yīng)機(jī)理進(jìn)一步開發(fā)研究，提出了低溫儲熱帶（熱空區(qū)）高爐冶煉新概念，研究了降低高爐儲熱帶可以大幅度降低煉鐵能耗和減少CO₂的排放量，從而開發(fā)出了一些技術(shù)措施，如高反應(yīng)性焦炭技術(shù)、含碳熱壓球團(tuán)技術(shù)等。鐵焦是將煤和鐵礦石事先粉碎、混合、成型后，用干餾爐加熱，使其中的鐵礦石發(fā)生部分還原，變成具有一定金屬化率的還原鐵的焦炭。由于鐵焦中金屬鐵對碳溶損反應(yīng)具有強(qiáng)催化作用，能降低焦炭快速反應(yīng)的開始溫度從而能降低高爐儲熱區(qū)溫度、同時(shí)它能提高碳溶損反應(yīng)速率，因而提高鐵礦石在間接還原區(qū)間的還原度進(jìn)而降低高爐焦比。

為了有效評價(jià)鐵焦中金屬鐵對碳溶損率的影響程度、鐵焦中碳反應(yīng)速率的變化程度及鐵焦反應(yīng)后強(qiáng)度等問題，同時(shí)也為了科學(xué)指導(dǎo)鐵焦生產(chǎn)工藝、提高鐵焦質(zhì)量和為高爐操作提供技術(shù)參數(shù)，需要研發(fā)了一種新鐵焦熱態(tài)性能的檢測技術(shù)。

目前，國內(nèi)外尚未見鐵焦熱態(tài)性能檢測方法的文獻(xiàn)資料，只有焦炭方面的反應(yīng)性檢測方法。中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?4000-2008中，介紹了焦碳應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法。焦炭反應(yīng)性（CRI）：稱取一定質(zhì)量的焦碳試樣，置于反應(yīng)器中，在1100℃士5?℃時(shí)與二氧化碳反應(yīng)2小時(shí)后，以焦碳質(zhì)量的損失的百分?jǐn)?shù)表示；焦炭反應(yīng)后強(qiáng)（CSR）：反應(yīng)后焦碳，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)后，以大于10毫米粒級焦碳占反應(yīng)后焦碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。

《煉焦學(xué)》姚昭章（冶金工業(yè)出版社，1982）書中提到一些國家（或企業(yè)）測量粒焦反應(yīng)性方法。如國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/TC27，GT8175F、中國GB220-77、日本JIS?K2151-62等采用焦炭反應(yīng)過程中反應(yīng)氣CO和CO₂組成的變化情況來衡量反應(yīng)性。

CN101825548A公開了一種焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后熱處理性的檢測方法及其裝置，檢測焦炭氣化開始溫度、反應(yīng)性和反應(yīng)后熱處理性。焦炭反應(yīng)性檢測，在先升溫后等溫條件下進(jìn)行，用電子天平測量焦炭試樣的失重量，當(dāng)焦炭失重率達(dá)到規(guī)定值時(shí)，檢測失重速率（時(shí)間）^一1作為反應(yīng)性指標(biāo)；焦炭反應(yīng)后熱處理性檢測，當(dāng)焦炭失重率達(dá)到規(guī)定值時(shí)，在惰性氣體保護(hù)下繼續(xù)升溫，檢測熱處理期間焦炭質(zhì)量損失率作為反應(yīng)后熱處理性指標(biāo)。

CN101710054?A提供了一種焦炭反應(yīng)性測定方法及測定裝置，首先將焦炭破碎至74~386μm，然后放入特制坩堝中，熱天平以5~30℃/min的升溫速率升溫至700~1100?℃，并通N₂保護(hù)，到達(dá)指定溫度后通CO₂反應(yīng)，反應(yīng)過程中繼續(xù)以1~10℃/min的速率升溫，反應(yīng)完成后做重量—溫度圖，得焦炭反應(yīng)開始溫度（TS），以焦炭反應(yīng)開始溫度作為衡量焦炭反應(yīng)性好壞的標(biāo)準(zhǔn)。

以上專利和文獻(xiàn)中所提的方法和裝置用于檢測鐵焦的熱態(tài)性能存在以下問題：（1）若以反應(yīng)前后質(zhì)量的變化表示鐵焦的反應(yīng)性是不科學(xué)的，因?yàn)殍F焦與CO₂反應(yīng)過程中不僅有鐵焦中碳發(fā)生溶損反應(yīng)引起質(zhì)量的減少，而且還有鐵焦中金屬鐵在起催化作用時(shí)，被CO₂氧化成鐵氧化物引質(zhì)量的增加。因此用鐵焦反應(yīng)前后質(zhì)量變化無法表征鐵焦的反應(yīng)性。（2）同樣若以鐵焦的反應(yīng)過程中反應(yīng)氣CO和CO₂組成的變化情況來表征鐵焦的反應(yīng)性也是不科學(xué)的，在高溫情況下金屬鐵與CO₂反應(yīng)生成CO和鐵氧化物，增加反應(yīng)過程中反應(yīng)氣CO的濃度，夸大鐵焦的反應(yīng)性。（3）現(xiàn)有焦炭反應(yīng)性測量標(biāo)準(zhǔn)是在一定溫度下與二氧化碳反應(yīng)2小時(shí)，無法真正模擬焦炭在高爐內(nèi)的行為過程（焦炭經(jīng)過儲熱帶是一個(gè)緩慢升溫過程）。（4）有的測量方法無法測量鐵焦的開始反應(yīng)溫度，最大反應(yīng)速率溫度等重要參數(shù)。

如果用現(xiàn)行的焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度試驗(yàn)方法檢測鐵焦反應(yīng)性，有可能會對鐵焦高溫性能優(yōu)劣的評價(jià)形成誤導(dǎo)，并導(dǎo)致對稀缺強(qiáng)黏結(jié)煤的不合理配用。為此，對于煉鐵和煉焦工作者來說，都迫切需要提供一個(gè)新鐵焦熱態(tài)性能的檢測方法，為提高鐵焦質(zhì)量、改善配煤技術(shù)和調(diào)整高爐操作提供科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新鐵焦熱態(tài)性能的檢測方法及檢測裝置，進(jìn)而確定入爐鐵焦的熱態(tài)性能指標(biāo)，并為今后鐵焦生產(chǎn)及其性能評價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。

一種鐵焦熱態(tài)性能的檢測方法，其特征在于該方法包括以下內(nèi)容：?