[發明專利]檢測鐵礦石軟熔性能的坩堝裝料結構和檢測鐵礦石軟熔性能的方法

在審

• 申請號: 202011438387.0
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112763298A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 謝洪恩;胡鵬
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N25/04;G01N11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉

本發明提供了檢測鐵礦石軟熔性能的坩堝裝料結構，包括：坩堝，放置于坩堝內的第一焦炭層、礦石層，第二焦炭層和第三焦炭層；所述第一焦炭層上設置有礦石層和第二焦炭層；在坩堝的徑向方向上，所述坩堝的內壁與所述礦石層之間設置有第二焦炭層；所述礦石層和所述第二焦炭層上設置有第三焦炭層。本申請還提供了利用上述結構檢測鐵礦石軟熔性能的檢測方法。本申請通過在礦石層外側添加了第二焦炭層作為外層，避免了爐料軟熔后堵塞礦石層與石墨坩堝壁的間隙，從而堵塞煤氣流上升的通道的問題。

技術領域

本發明涉及高爐煉鐵技術領域，尤其涉及檢測鐵礦石軟熔性能的坩堝裝料結構和檢測鐵礦石軟熔性能的方法。

背景技術

高爐軟熔帶是鐵礦石中鐵氧化物逐漸被還原，鐵礦石從固態向液態逐漸轉變的區域。在此過程中，鐵氧化物逐漸變為金屬鐵并與渣相分離，金屬鐵、渣相化學成分和物相組成不斷變化并成為液態滴落，礦石層的透氣性逐漸惡化，對煤氣流的阻力逐漸增大。檢測鐵礦石的軟熔性能對于預測軟熔帶在高爐內的位置和形狀以及料層透氣性具有重要參考價值。

目前普通鐵礦石軟熔性能檢測為高溫荷重還原法，主要按照國家標準《鐵礦石高溫荷重還原軟熔滴落性能測定方法》(GB/T 34211-2017)進行，將鐵礦石和焦炭破碎篩分后取粒度為10～12.5mm的部分進行檢測。檢測時，模擬高爐內焦炭層和礦石層交替裝料，先將一定質量的焦炭放入石墨坩堝內，再將一定質量的鐵礦石置于焦炭上，然后在鐵礦石上放置一定質量的焦炭上；在裝有焦炭和鐵礦石的石墨坩堝上通過壓桿加壓，模擬爐料在高爐內承受的上部料柱壓力；按照設定的程序升溫，檢測過程中按設定程序控制氣體流量和成分。在升溫過程中，料層厚度和壓差不斷變化，料層逐漸軟化直至熔融滴落，記錄檢測過程中料層收縮、壓差和溫度，用以表征鐵礦石軟熔性能。不同的檢測裝置的石墨坩堝的尺寸、焦炭和鐵礦石的重量、荷重壓力并完全相同，但檢測方法是一樣的。

在高爐實際冶煉過程中，爐內軟熔帶形狀如圖1所示。上升的高溫煤氣流穿過焦炭柱將礦石熔化，但只能使料層部分軟化和熔化。同一層未熔化的礦石料層在下降過形成位置軟低的軟熔層。在兩軟熔層之間為焦炭，上升的煤氣流主要從側向穿過兩軟熔礦石之間的焦炭層，然后再上升。此外，還有大量煤氣穿過高爐中心的焦炭柱，直接從高爐中內迅速上升至上部料層。雖然鐵礦石軟熔后，鐵礦石顆粒間的空隙減少，甚至粘結一起，嚴重阻礙煤氣流的上升，使此區域內煤氣的壓力損失增大。但在實際情況下，鐵礦石軟熔以后在上部荷重的作用下，可以向兩側延伸，并不會將其料層的煤氣通道完全堵塞。而在目前的測定方法下，鐵礦石在軟熔以后，在上部荷重的作用下逐漸向外側延伸，逐漸將料層與石墨坩堝壁的間隙完全堵塞，使煤氣流的壓力損失顯著升高，這與實際情況存在較大差別，如圖2～圖4所示。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供檢測鐵礦石軟熔性能的坩堝裝料結構，該結構可避免爐料軟熔后堵塞煤氣流上升通道的問題。

有鑒于此，本申請提供了檢測鐵礦石軟熔性能的坩堝裝料結構，包括：坩堝，放置于坩堝內的第一焦炭層、礦石層，第二焦炭層和第三焦炭層；

所述第一焦炭層上設置有礦石層和第二焦炭層；

在坩堝的徑向方向上，所述坩堝的內壁與所述礦石層之間設置有第二焦炭層；

所述礦石層和所述第二焦炭層上設置有第三焦炭層。

優選的，所述第一焦炭層的高度為10～20mm，所述第一焦炭層中的焦炭的粒度為5～12.5mm。

優選的，所述第二焦炭層的厚度為3～5mm，高度為50～70mm，所述第二焦炭層中焦炭的粒度為3～12.5mm。

優選的，所述礦石層的高度為50～70mm，所述礦石層中礦石的粒度為5～12.5mm。

優選的，所述第三焦炭層中焦炭的粒度≥所述礦石層中礦石的粒度，且粒度差不超過2.5倍。

優選的，所述第三焦炭層中焦炭的粒度為5～12.5mm。