[發明專利]一種焦炭高溫性能檢測裝置和檢測方法

在審

• 申請號: 202110689361.1
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113552313A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 馬超;閆立強;李東濤;孫健;李玉清;趙鵬;徐榮廣;代鑫;劉洋;郭德英
• 申請（專利權）人: 首鋼集團有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;G01N1/44
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 王瑞琳

本發明特別涉及一種焦炭高溫性能檢測裝置和檢測方法，屬于焦炭熱態性能檢測技術領域，通過在常規的焦炭反應性測試裝置上設置了兩個空腔，可以同時完成礦石的還原和焦炭的溶損兩個反應，根據高爐的實際負荷狀況計算得到礦石的裝入量。將礦石還原后的反應氣體直接通入焦炭反應管中參與反應，可以更加準確的模擬焦炭在高爐中的反應氣氛，得到的焦炭反應性能指標更符合高爐中的實際狀態。

技術領域

本發明屬于焦炭熱態性能檢測技術領域，特別涉及一種焦炭高溫性能檢測裝置和檢測方法。

背景技術

焦炭是高爐煉鐵過程中不可或缺的原材料，一方面作為還原劑，提供礦石還原所需的還原氣體CO；另一方面，對高爐幾十米的料柱起支撐作用。焦炭評價指標中反應性CRI和反應后強度CSR受到煉鐵工作者的廣泛關注，其中CRI對應提供還原氣體CO的能力，CSR對應與CO₂反應后仍具備支撐高爐料柱的能力。

目前，焦炭熱性能是按照“GB/T 4000-2017焦炭反應性及反應后強度試驗方法”測定，其反應條件為，質量200g、粒度為23-25mm的焦球在1100℃條件下通入二氧化碳反應兩小時，CO₂流量為5L/min。但是，申請人在發明過程中發現：此實驗條件中的反應氣氛與焦炭在高爐中的實際狀態明顯不同。在高爐中焦炭參與的溶損反應率大約在20％-30％之間，相同爐況條件下不同焦炭的溶損反應率也應大致相同。與焦炭發生溶損反應的CO₂來源于礦石的還原，與礦石的還原性和還原速率有關。而國家標準中規定的實驗氣體CO₂流量在5L/min，明顯是過量的，從而造成實際測定結果中有些焦炭反應性CRI低至17％-18％，另有焦炭反應性CRI甚至超過了40％。此結果超出了高爐實際溶損率范圍，以該反應條件下得到的焦炭反應性指標CRI和反應后強度CSR來評價焦炭是不合適的。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的焦炭高溫性能檢測裝置和檢測方法。

本發明實施例提供了一種焦炭高溫性能檢測裝置，所述裝置包括：

加熱爐體，所述加熱爐體設有礦石還原容置腔、焦炭反應容置腔及用以對所述礦石還原容置腔和焦炭反應容置腔加熱的加熱裝置；

礦石還原裝置，所述礦石還原裝置包括還原反應管，所述還原反應管容置于所述礦石還原容置腔內，所述還原反應管一端連通第一進氣管，所述還原反應管另一端連通第一排氣管，以氣體流動方向計，所述還原反應管內依次設有第一剛玉球容置區和礦石樣品容置區，所述還原反應管內設有第一帶孔篩板，所述第一帶孔篩板設于所述礦石樣品容置區遠離所述第一剛玉球容置區一端，所述還原反應管內設有第一測溫機構，所述第一測溫機構用以測定所述還原反應管內溫度；

焦炭反應裝置，所述焦炭反應裝置包括焦炭反應管，所述焦炭反應管容置于所述焦炭反應容置腔內，所述焦炭反應管一端連通第二進氣管，所述第二進氣管與所述第一排氣管連通，所述焦炭反應管另一端連通第二排氣管，以氣體流動方向計，所述焦炭反應管內依次設有第二剛玉球容置區和焦炭球容置區，所述焦炭反應管內設有第二帶孔篩板，所述第二帶孔篩板設于所述焦炭球容置區遠離所述第二剛玉球容置區一端，所述焦炭反應管內設有第二測溫機構，所述第二測溫機構用以測定所述焦炭反應管內溫度。

可選的，所述加熱裝置包括若干加熱棒，若干所述加熱棒分布于所述礦石還原容置腔和焦炭反應容置腔周圍。

可選的，分布于所述礦石還原容置腔和焦炭反應容置腔周圍的所述加熱棒中至少有一個所述加熱棒共用。

可選的，所述加熱爐體設有耐火保溫層。

基于同一發明構思，本發明實施例還提供一種焦炭高溫性能檢測方法，采用如上所述的焦炭高溫性能檢測裝置，所述方法包括，

將礦石樣品裝入所述還原反應管；

將焦炭球裝入所述焦炭反應管；