[發(fā)明專利]一種評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810436902.8
• 申請(qǐng)日: 2018-05-09
• 公開（公告）號(hào): CN108399512B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江鑫;李曉炅;徐芹;李春燕;陳影;付利俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 包頭鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 北京律遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11574
• 代理人: 全成哲

本發(fā)明公開了一種評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法，包括首先對(duì)不同地區(qū)的煉焦單種煤以及配合煤進(jìn)行測(cè)定表征煉焦單種煤、配合煤和焦炭的相關(guān)基本技術(shù)參數(shù)，建立數(shù)據(jù)信息庫；然后分析確定冶金焦炭各主要技術(shù)參數(shù)在高爐內(nèi)行為的影響權(quán)重，確定評(píng)價(jià)冶金焦炭質(zhì)量性能的核心參數(shù)；然后建立風(fēng)口焦的熱態(tài)性能數(shù)學(xué)方程式；最后將入爐焦的核心參數(shù)數(shù)據(jù)帶入風(fēng)口焦的熱態(tài)性能數(shù)學(xué)方程式，得到表征風(fēng)口焦性質(zhì)的焦炭熱反應(yīng)性及反應(yīng)后強(qiáng)度，表征冶金焦炭在高爐冶煉過程的質(zhì)量。本發(fā)明的評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法為合理利用儲(chǔ)量豐富而低廉的低變質(zhì)程度煉焦煤提出了新的科學(xué)依據(jù)，具有較大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用高爐風(fēng)口焦評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法。

背景技術(shù)

冶金焦炭是現(xiàn)代高爐煉鐵的基礎(chǔ)性關(guān)鍵物料，在高爐冶煉中有著重要的不可替代的作用。其主要體現(xiàn)在：一是焦炭的熱源作用，提供礦石還原、熔化所需要的大量熱量，在高爐煉鐵中，焦炭所供給的熱量約占全部所需熱量的75％以上；二是焦炭的還原作用，高爐中礦石的還原無論是直接還原還是間接還原都依靠焦炭提供豐富的還原氣體CO進(jìn)行；三是焦炭的支撐骨架作用，高爐風(fēng)口區(qū)以上始終保持塊狀物的物料只有焦炭，尤其是滴落帶，鐵礦石和溶劑都已熔化，此時(shí)只有焦炭是對(duì)高爐爐料起支撐作用的骨架，并承受著液鐵、液渣的沖刷，同時(shí)，焦炭在高爐中比其他爐料的堆密度小，具有很大的容隙度，起到疏松作用，使高爐中上升氣流流動(dòng)阻力小，氣流均勻，成為高爐順行的必要條件；四是焦炭的滲碳作用，高爐煉鐵時(shí)生鐵中的碳全部來源于高爐焦炭，進(jìn)入生鐵中的碳約占焦炭中含碳量的7％-10％；焦炭中的碳從高爐軟融帶開始滲入生鐵；在滴落帶，滴落的液態(tài)鐵與焦炭接觸時(shí)，碳進(jìn)一步滲入鐵內(nèi)，最后可使生鐵的含碳量達(dá)到4％左右。目前，隨著高爐富氧噴煤技術(shù)的逐漸普及與加強(qiáng)，焦炭的還原作用、熱源作用以及滲碳作用一定程度上被所噴吹煤粉所替代，但唯有支撐骨架作用的負(fù)荷卻因此進(jìn)一步加劇。并且，現(xiàn)代大容積高爐的發(fā)展與普及以及高爐富氧噴吹煤粉技術(shù)也對(duì)焦炭支撐骨架作用的負(fù)荷提出了更高的要求。

高爐礦石及焦炭含有一定量的堿金屬，在冶鐵過程中會(huì)造成高爐內(nèi)堿循環(huán)富集，使焦炭在高爐內(nèi)的狀態(tài)發(fā)生了巨大的根本性的變化，深入研究焦炭質(zhì)量特別是高爐中高堿負(fù)荷狀態(tài)下焦炭。在高爐堿負(fù)荷下，對(duì)焦炭光學(xué)組織及非常規(guī)分析的進(jìn)一步深入地研究，它既能正確評(píng)價(jià)現(xiàn)有焦炭質(zhì)量，反映高爐內(nèi)焦炭運(yùn)行情況，又能對(duì)配煤方案及焦炭質(zhì)量作出正確的判斷，指導(dǎo)方案的制定。

冶金焦炭是一種非常復(fù)雜的物質(zhì)，人們對(duì)其冶煉成焦的過程及原理也各說紛紜，不同的研究學(xué)者從不同的研究角度有著不同解釋和結(jié)論。隨著科技工作者對(duì)冶金焦炭的深入研究與分析，冶金焦炭出現(xiàn)了眾多的評(píng)價(jià)指標(biāo)，這些評(píng)價(jià)指標(biāo)都試圖從不同的角度去解釋和評(píng)價(jià)冶金焦炭的質(zhì)量，從而更好地的煉焦與高爐冶鐵。目前比較重要評(píng)價(jià)冶金焦炭質(zhì)量在高爐中的指標(biāo)主要有焦炭冷態(tài)強(qiáng)度，包括抗碎強(qiáng)度(M₄₀)、耐磨強(qiáng)度(M₁₀)，熱態(tài)性能，包括反應(yīng)性(CRI)、反應(yīng)后強(qiáng)度(CSR)，焦炭光學(xué)組織等。

對(duì)于冶金焦炭，是高爐煉鐵非常重要和關(guān)鍵的基礎(chǔ)物料，因此，人們更關(guān)注的是焦炭在高爐中的運(yùn)行狀況，高爐中風(fēng)口區(qū)的焦炭是高爐冶煉過程中最能集中體現(xiàn)和評(píng)價(jià)焦炭質(zhì)量的。但利用高爐風(fēng)口焦對(duì)焦炭進(jìn)行冶金焦炭的評(píng)價(jià)還存在諸多缺陷，主要體現(xiàn)在，首先由于高爐中風(fēng)口焦不易取，只有在高爐休風(fēng)時(shí)才能取樣，取樣時(shí)溫度非常高，取樣極不方便；其次所取試樣由于夾帶鐵渣，取樣的代表性也較差，不能很好的評(píng)價(jià)代表高爐內(nèi)的焦炭；再次，由于風(fēng)口焦溫度較高，取樣時(shí)只能取到外圍的風(fēng)口焦，不能正確反映高爐內(nèi)風(fēng)口焦的實(shí)際狀態(tài)，取樣的代表性較差。因此綜合考量焦炭的評(píng)價(jià)指標(biāo)，探索研究改進(jìn)評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法對(duì)煉焦和煉鐵行業(yè)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)效益。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于開發(fā)一種評(píng)價(jià)冶金焦炭的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用高爐風(fēng)口焦對(duì)焦炭進(jìn)行冶金焦炭的評(píng)價(jià)的諸多問題和缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題和缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)在利用高爐風(fēng)口焦對(duì)冶金焦炭進(jìn)行的評(píng)價(jià)，存在著不能很好的評(píng)價(jià)表征高爐內(nèi)的焦炭特征行為。