[發明專利]一種焦炭在高爐內粉化評價方法

在審

• 申請號: 202010006442.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111141888A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 張文成;張小勇;鄭明東;張代林
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 陳波;張芳

本發明提供一種焦炭在高爐內粉化評價方法，涉及焦炭性能評價方法技術領域，包括以下步驟：1)待評價焦炭A進入高爐穩定運行一定時間后，每隔一定時間取樣一次，取到高爐除塵灰n個；2)取高爐除塵灰進行干燥，破碎后制成粉樣，利用碳硫儀分析高爐灰中的碳含量，得到高爐灰含碳量數值n個，作為x₁?x_n；3)待評價焦炭B進入高爐穩定運行一定時間后，每隔一定時間取樣一次，取到高爐除塵灰m個等；當t＜t0時，則認為待評價焦炭與原有焦炭粉化性無差別；當t≥t0，則認為存在差別，本發明方法用于評價焦炭在高爐內的粉化特性，通過對高爐灰的含碳量測定，表征焦炭在高爐內粉化情況對高爐內焦炭進行評價。

技術領域

本發明涉及焦炭性能評價方法技術領域，具體涉及一種焦炭在高爐內粉化評價方法。

背景技術

焦炭粉化特性是高爐重點關注的指標之一，它直接影響高爐的透氣性能，是高爐順行的重要指標。

目前冶金焦炭的評價指標，文獻1，國標GB/T 1996-2017(冶金焦炭)中對冶金焦炭分級指標包括灰分、硫分、抗碎強度、耐磨強度、反應性、反應后強度和粉末含量等。其中粉末含量粒度小，在進入高爐后容易形成焦粉，被高爐煤氣帶出；耐磨強度是指在經過轉鼓后產生的小于10mm的焦粉量，它對焦炭處于高爐塊狀帶的摩擦擠壓產生的焦粉有一定模擬性，但對于塊狀帶以下高溫區域失去了模擬性。

文獻2，抑制高爐回旋區內焦炭粉化的焦炭特性和高爐操作條件(渡壁史朗，鞍鋼技術,2003,(5):51-56)為了研究氣化反應造成的塊焦劣化和沖擊力破壞焦炭劣化層行為，通過氣化反應給劣化的焦炭施加沖擊力，進行了測定和評價粉化量的嘗試，研究了回旋區內焦炭的粉化行為。焦炭燃燒實驗證實了死料柱內的焦炭粉化率隨著焦炭強度的下降、焦炭CRI降低、火焰溫度的降低或鼓風速度的提高而增加，并驗證了焦炭特性對回旋區內焦炭粉化的影響。這些結果意味著焦炭的氣化反應和破碎導致了回旋區內的焦炭發生粉化。

文獻3，破碎理論在焦炭粉化行為中的應用及分析(劉起航等，過程工程學報,2018.)在兩種經典功耗理論的基礎上，建立了考慮溶損反應和焦炭性質的粉碎功耗理論方程，通過溶損反應和高溫抗壓實驗分析了失碳率和溫度對焦炭粉化能耗的影響。在實驗分析焦炭粉碎功與內能轉化的基礎上，將溫度引入功耗方程中，預測了溶損焦炭在不同溫度下的粉碎粒徑。

為了評價焦炭粉化程度對高爐的影響，在高爐塊狀帶文獻1采用了M10的指標，用小于10mm的焦炭所占的比例表征焦炭的粉化程度；在高爐的風口回旋區，如文獻3通過模擬風口的沖擊，測定和評價焦炭粉化量；在高爐的軟熔帶采用焦炭反應后強度CSR的指標，申請公布號CN105842065A的中國專利申請文件公開了對焦炭反應后強度指標進行了改進，更好的模擬焦炭劣化過程；申請公布號CN103940697A的中國專利申請文件公開了一種高爐焦炭反應性試驗方法，用于模擬高爐不同噴煤比工況焦炭的碳溶反應，由于反應溫度高、反應氣量少以及反應時間短，更能接近高爐實際的反應情況，實驗得出的結果能更合理的評定焦炭質量。申請公布號CN102928455A的中國專利申請文件公開了一種測定焦炭高溫冶金性能的方法，通過動態檢測焦炭與CO₂氣體的開始反應溫度、反應終了實際溫度、反應性，計算焦炭與CO₂氣體的反應特征值，并對焦炭質量進行評價，反應特征值越小，焦炭實物質量越好。

但是隨著研究的深入，這些指標本身也并盡善盡美，也存在一些缺陷。

第一，對于焦炭在高爐內的塊狀帶有M10模擬粉化性能，得到了普遍的認可，但對于高爐透氣性影響最大的軟熔帶焦炭粉化性能尚沒有評價指標。

第二，對于國標法(GB/T 4000-2008)測定焦炭反應性和反應后強度的方法有一定的局限性，申請公布號CN103940697A的中國專利申請文件和申請公布號CN102928455A的中國專利申請文件通過引入了起始反應溫度作為評價指標，引入了固定失重率作為檢測指標，是對國標的補充但仍未涉及到焦炭粉化的評價。

發明內容