详情

原文传递一种高炉内焦炭性能递变的测定方法

专利名称：	一种高炉内焦炭性能递变的测定方法
摘要：	本发明公开了一种高炉内焦炭性能递变的测定方法，包括以下步骤：步骤一：将焦炭放置在坩埚内；步骤二：将坩埚放置在高温炉内，并对高温炉进行气密性检查；步骤三：使用真空泵将高温炉进行抽真空处理；步骤四：升温过程中，按设定压力控制方式根据高温炉的炉温对施加在焦炭试样上的压力进行控制；同时按设定流量控制方式根据高温炉的炉温对还原气体中各气体成分的流量进行控制；步骤五：升温结束后通入氮气进行冷却；步骤六：转鼓试验；步骤七：进行数据采集及计算。采用本发明的方法得到的试验结果能更接近于炼铁高炉的实际工况，更能反映焦炭在高炉内的实际破坏情况。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆大学
发明人：	张生富;梁栋;温良英;方云鹏;谢皓;张立国;尹铖;王建明;任伟;陈利;邓青宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910695199.7
公开号：	CN110411852A
代理机构：	重庆博凯知识产权代理有限公司
代理人：	黄河
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
主权项：	1.一种高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将焦炭粉碎到指定粒度后烘干，再放置在坩埚内；步骤二：将坩埚放置在高温炉内，向高温炉内持续通入N2，直到高温炉内的压力和高温炉外的压力差不小于设定值，即认为高温炉气密性良好；步骤三：使用真空泵将高温炉炉膛内的混合气体抽出，待高温炉炉膛内的压力达到设定实验要求时，开始升温；步骤四：升温过程中，按设定压力控制方式根据高温炉的炉温对施加在焦炭试样上的压力进行控制；同时当高温炉的炉温小于500℃时向高温炉内持续通入N2；当高温炉的炉温不小于500℃时向高温炉内通入还原气体，还原气体包括由N2、CO2、CO和H2组成的混合气体，在高温炉的炉温大于500℃但不大于终温时，按设定流量控制方式根据高温炉的炉温对还原气体中各气体成分的流量进行控制；所述终温大于500℃；步骤五：升温结束后，向高温炉内通入N2，在N2保护气氛下对高温炉内的焦炭试样进行冷却，当高温炉的炉温小于100℃时，停止通入N2；步骤六：将冷却后的焦炭试样置入转鼓中进行转鼓试验，以指定转速对焦炭进行机械破坏；步骤七：进行数据采集及计算，完成焦炭性能的测定。 2.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤四中：当高温炉的炉温为500℃～1100℃时，CO2的流量随炉温的升高而减小，CO的流量随炉温的升高而增大，H2和N2的流量保持不变；当高温炉的炉温为1100℃～1400℃时，CO2的流量随炉温的升高而减小，H2的流量随炉温的升高而增大，CO和N2的流量保持不变；当高温炉的炉温为1400℃～终温时，CO的流量随炉温的升高而减小，H2的流量随炉温的升高而增大，CO2和N2的流量保持不变。 3.根据权利要求2所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤四中，当高温炉的炉温为500℃～1100℃时，CO2的流量由500℃时的1L/min随炉温的升高而线性减小到1100℃时的0.15L/min，CO的流量由500℃时的1.25L/min随炉温的升高线性增大到1100℃时的2.1L/min，H2的流量为0.25L/min，N2的流量为2.5L/min；当高温炉的炉温为1100℃～1400℃时，CO2的流量由1100℃时的0.15L/min随炉温的升高而线性减小到1400℃时的0L/min，H2的流量由1100℃时的0.25L/min随炉温的升高线性增大到1400℃时的0.4L/min，CO的流量为2.1L/min，N2的流量为2.5L/min；当高温炉的炉温为1400℃～终温时，CO的流量由1400℃时的2.1L/min随炉温的升高线性减小到终温时的2L/min，H2的流量由1400℃时的0.4L/min随炉温的升高线性增大到终温时的0.5L/min，CO2的流量为0L/min，N2的流量为2.5L/min；所述终温为1600℃。 4.根据权利要求3所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤四中，当高温炉的炉温为500℃～900℃时，CO2的流量由500℃时的1L/min随炉温的升高而线性减小到900℃时的0.75L/min、CO的流量由500℃时的1.25L/min随炉温的升高而线性增大到900℃时的1.5L/min；当高温炉的炉温为900℃～1100℃时，CO2的流量由900℃时的0.75L/min随炉温的升高而线性减小到1100℃时的0.15L/min、CO的流量由900℃时的1.5L/min随炉温的升高线性增大到1100℃时的2.1L/min。 5.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤四中，设定压力控制方式为根据高温炉的炉温进行分段压力控制：当高温炉的炉温为室温～200℃时，施加在焦炭试样上的压力为0kPa；当高温炉的炉温为200℃～900℃时，施加在焦炭试样上的压力从0kPa开始以1.34kPa/min的速率增加；当高温炉的炉温为900℃～1100℃时，施加在焦炭试样上的压力以0.06kPa/min的速率增加；当高温炉的炉温为1100℃～终温时，施加在焦炭试样上的压力保持不变。 6.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤四中，按设定升温方式对高温炉进行升温，所述设定升温方式为：当高温炉的炉温为室温～900℃时，高温炉的升温速率为10℃/min；当高温炉的炉温为900℃～1100℃时，高温炉的升温速率为2℃/min；当高温炉的炉温为1100℃～1400℃时，高温炉的升温速率为3℃/min；当高温炉的炉温为1400℃～终温时，高温炉的升温速率为5℃/min；所述终温为1600℃。 7.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，所述坩埚为氮化硼坩埚；步骤二中，将氮化硼坩埚放置在高温炉内后，向高温炉内以5L/min的速度通入N2，当高温炉内的压力与高温炉外的压力差值不小于2*104Pa时，即认为高温炉炉膛气密性良好；步骤三中，设定实验要求为，将高温炉内进行抽真空处理，使得高温炉内的真空度达到8～12Pa。 8.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤五中，升温结束后，向高温炉内以2L/min的速度通入N2，当高温炉的炉温小于100℃时，停止通入N2。 9.根据权利要求1所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于：步骤一中，取烘干后的焦炭试样200g±0.5g备用，并将此时焦炭试样的质量记录为m，所述指定粒度为23～25mm；步骤六中，在将冷却后的焦炭试样置入转鼓之前，记录此时焦炭试样的质量m1；然后用ф20mm的圆孔筛对反应后的焦炭试样进行筛分，记录下此时圆孔筛上焦炭试样的质量m2；步骤六中，所述指定转速为20r/min，转动时长为30min；机械破坏结束后，先用ф10mm的圆孔筛对破坏后的焦炭试样进行筛分，得到圆孔筛上焦炭试样和圆孔筛下焦炭试样，记录下此时圆孔筛上焦炭试样的质量m3，再用ф5mm的圆孔筛对圆孔筛下焦炭试样再次进行筛分，记录下此时圆孔筛下焦炭试样的质量m4。 10.根据权利要求9所述的高炉内焦炭性能递变的测定方法，其特征在于，步骤七中包括以下数据的采集和计算： 1)焦炭的溶损指数计算：式中： CDI为焦炭的溶损指数，其数值以％表示； m为高温炉反应前焦炭试样的质量，单位为克； m1为高温炉反应冷却后的焦炭试样置入转鼓之前的质量，单位为克； 2)焦炭的热抗压强度计算：式中： CTCS为焦炭的热抗压强度，其数值以％表示； m2为高温炉反应后转鼓试验前，焦炭试样过ф20mm圆孔筛后，圆孔筛上的焦炭试样质量，单位为克； 3)焦炭的溶损后强度计算：式中： CSD10为焦炭的溶损后强度，其数值以％表示； m3为转鼓试验后，焦炭试样过ф10mm圆孔筛后，圆孔筛上的焦炭试样质量，单位为克； 4)焦炭的粉化指数计算：式中： CSD5为焦炭的粉化指数，其数值以％表示； m4为转鼓试验后，焦炭试样过ф5mm圆孔筛后，圆孔筛下的焦炭试样质量，单位为克。
所属类别：	发明专利