[發(fā)明專(zhuān)利]模擬焦炭在高爐反應(yīng)的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610651307.7
• 申請(qǐng)日: 2016-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106053758B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王元生;薛改鳳;常紅兵;鮑俊芳;鄭俊平;張慶喜;仉翼鵬;力飛;李進(jìn);強(qiáng)農(nóng)場(chǎng);陳明;孫竹;張雪紅;項(xiàng)茹;魯婷;陳鵬;陳細(xì)濤;詹立志;任玉明;宋子逵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/22
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/22;G01N25/00;G01N1/28
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司42102
• 代理人: 鐘鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金行業(yè)高爐煉鐵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種模擬焦炭在高爐反應(yīng)的裝置及方法。

背景技術(shù)

焦炭是高爐冶煉的主要燃料之一，焦炭在高爐內(nèi)起著發(fā)熱劑、還原劑、骨架作用，也起著部分的滲碳劑的作用。焦炭質(zhì)量的好壞決定著高爐的順行與否。

由于高爐是個(gè)“黑匣子”，其內(nèi)部自上而下不同的部位發(fā)生著復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)。在爐身上部，爐料開(kāi)始軟化，含鐵爐料與向上的高爐煤氣發(fā)生還原反應(yīng)。在爐身中部的900-1000℃區(qū)域，碳融反應(yīng)劇烈，含鐵爐料與焦炭發(fā)生直接還原反應(yīng)，此階段直接還原反應(yīng)與間接還原反應(yīng)并存。在高爐下部爐缸區(qū)域，主要發(fā)生直接還原反應(yīng)，此區(qū)域液態(tài)鐵水穿過(guò)滴落帶進(jìn)入爐缸；該區(qū)域只有焦炭能以固態(tài)形式穩(wěn)定存在，焦炭在該區(qū)域的骨架作用尤為重要。

焦炭在高溫下熱性能指標(biāo)的好與壞，將決定爐缸是否活躍以及中心死料柱透液性的好與差。爐缸活躍程度、中心死料柱透液性對(duì)高爐的穩(wěn)定順行、長(zhǎng)壽等有至關(guān)重要的影響，也影響高爐產(chǎn)量、焦比等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

目前的高爐質(zhì)量指標(biāo)如冷強(qiáng)度M40、M10、灰分、揮發(fā)分、S含量、粒度組成、水分等是在冷態(tài)下測(cè)定焦炭的理化性能，而高爐內(nèi)是在高溫下發(fā)生著復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，焦炭的裂化主要發(fā)生在高爐下部高溫區(qū)域。因此，這些指標(biāo)在評(píng)價(jià)焦炭質(zhì)量時(shí)有很大的局限性，不能準(zhǔn)確反映高爐的質(zhì)量。

現(xiàn)有對(duì)焦炭高溫性能的測(cè)試通常采用焦炭高溫反應(yīng)性CRI及反應(yīng)后強(qiáng)度CSR測(cè)定實(shí)驗(yàn)，該方法是在1100℃溫度條件下模擬焦炭在高爐中上部軟融帶發(fā)生碳融反應(yīng)，該指標(biāo)能在一定程度上表征焦炭的高溫?zé)嵝阅堋５诟郀t下部實(shí)際溫度遠(yuǎn)高于此，且在試驗(yàn)過(guò)程中焦炭的孔隙中滲入了大量的高溫渣鐵，不利于與鐵水發(fā)生直接還原反應(yīng)，影響了焦炭的高溫?zé)嵝阅軠y(cè)定，使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，CRI、CSR測(cè)定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程并不能很好的模擬高爐中焦炭的實(shí)際劣化行為。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種模擬焦炭在高爐反應(yīng)的裝置及方法，該方法能真實(shí)模擬焦炭在高爐中自上而下的裂化過(guò)程，能準(zhǔn)確的測(cè)定焦炭高溫性能；該裝置能真實(shí)模擬焦炭在高爐下部的反應(yīng)，從而能準(zhǔn)確的測(cè)定焦炭高溫性能。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種模擬焦炭在高爐反應(yīng)的裝置，用于真實(shí)模擬焦炭在高爐下部的反應(yīng)，它包括剛玉管、剛玉盒、剛玉篩板、剛玉桿、立柱、懸臂；

所述剛玉盒上帶有若干第一篩孔，并固定在剛玉管的底部；

所述剛玉管的上部設(shè)有若干第二篩孔，所述剛玉管的頂部設(shè)有剛玉蓋，剛玉蓋通過(guò)懸臂與立柱連接；懸臂分別與懸臂升降機(jī)構(gòu)、懸臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接；懸臂升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)懸臂升降，從而帶動(dòng)剛玉管上下移動(dòng)；懸臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)懸臂繞立柱旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)剛玉管旋轉(zhuǎn)；

所述剛玉桿穿過(guò)剛玉蓋伸入剛玉管內(nèi)，與剛玉管內(nèi)的剛玉篩板連接，剛玉篩板的下方一側(cè)設(shè)有剛玉刷；剛玉桿分別與剛玉桿升降機(jī)構(gòu)、剛玉桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接；剛玉桿升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)剛玉桿上下移動(dòng)，從而帶動(dòng)剛玉篩板上下移動(dòng)；剛玉旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)剛玉桿旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)剛玉刷旋轉(zhuǎn)。

更進(jìn)一步的方案是，所述懸臂升降機(jī)構(gòu)、懸臂旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、剛玉桿升降機(jī)構(gòu)、剛玉桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均包括電機(jī)。

更進(jìn)一步的方案是，所述立柱位于主溝一側(cè)。

更進(jìn)一步的方案是，第一篩孔、第二篩孔的直徑為0.3-0.7mm；剛玉篩板上的篩孔直徑為0.3-0.7mm。

更進(jìn)一步的方案是，第一篩孔、第二篩孔的直徑約為0.5mm；剛玉篩板上的篩孔直徑約為0.5mm。

本發(fā)明還提供一種采用上述測(cè)定焦炭高溫性能的裝置進(jìn)行模擬焦炭在高爐反應(yīng)的方法，包括如下步驟：

1）、將焦炭破碎、篩分后，制成球形；

2）、將球形焦炭放入烘箱中干燥；

3）、將干燥后的焦炭在高溫條件下與CO₂反應(yīng)，得到經(jīng)高溫反應(yīng)劣化后的焦炭；