本发明专利技术公开了一种高炉用焦炭反应后强度测定方法，包括以下步骤：１）反应器内装入焦炭试样；２）反应器置于电加热炉内；３）将测温热电偶插入反应器的焦炭内；４）将电子天平放在升降台上并用链条将电子天平与反应器连接；５）用温度控制仪调节电炉加热，当料层中心温度达到４００℃时通氮气；６）当料层中心温度达到７８０℃时通二氧化碳气体；７）当试样料层中心温度达到一定值时，切断氮气改通配好的混合气体，当焦炭试样的失重率达到要求值时，保持此时加热炉的温度不变继续通二氧化碳或混合气体达到规定的溶损量后改通氮气降温；８）到１００℃以下，停止通氮气，自冷。本发明专利技术的方法能更真实地反映出焦炭在高炉内的实际情况，使焦炭热性质的预测更加准确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高炉用焦炭热性能的测定方法及装置。
技术介绍
随着炼铁工艺的不断改进，对焦炭热性能的要求越来越高，特别是焦炭在冶金中 的骨架作用尤为重要。焦炭反应性(CRI)及反应后强度(CSR)是评价焦炭质量优劣的两个 重要指标。目前世界上所用焦炭的热性能评价方法(包括GB/T4000-1996)都是参照上世 纪80年代新日铁发表的试验方法制定的，实验方法为将焦炭制成19-21mm的块，缩取200 克，在1100°C下，与5Nl/min的100% CO2反应2小时，反应失重率为反应性CRI，反应后的 焦炭在I型转鼓(Φ130Χ 700πιπι)，转600转(20rpmX 30分钟)，进行筛分，计算IOmm筛上 占入鼓量的百分比即为反应后强度CSR。该实验标准的特点是1)固定反应温度1100°C ；2)固定反应时间2小时；3)固定反应气体 5Nl/min 的 100% CO2 ；4) 1100°C反应2小时后焦炭的失重率CRI ；5) 1100°C反应2小时后焦炭的I型转鼓强度CSR ；以上五点为传统的焦炭热性能评价方法的关键点。伴随着焦炉的大型化和捣固炼焦技术的推广应用，很多钢铁企业生产出的一些冷 强度高、气孔率低、反应性低的焦炭，各项指标都能达到要求，可是在一些高炉中的使用效 果并不好；相反一些未达到热性能要求的焦炭在高炉中却可以正常使用。新日铁在制定此 方法时，为了便于试验操作，简化了试验方法。所确定的试验条件与高炉内差异很大，主要 是使焦炭反应失重量基本在20-30%范围内，与全焦冶炼高炉状况下，焦炭在软融带以上反 应失重量相当，试验重点是用I型转鼓模拟焦炭在高炉内软融带以下冲击破坏，用转鼓后 大于IOmm残留率表达焦炭在高炉内耐冲击粉化能力。这一方法存在几方面不足一，实验温度固定为iioo°c，高炉内软融带以上焦炭 实际反应温度在800-1400°C之间，不同的焦炭与CO2的反应温度不同，不同的温度下反应的 速率也不同；二，用100% CO2与高炉内软融带以上焦炭实际反应气氛不符合，不同的焦炭 在不同浓度CO和CO2的气氛中反应速率也不相同；三，反应时间2小时与高炉内软融带以 上焦炭实际反应时间不符合。总之，这一试验方法未能正确模拟现代高炉内的焦炭实际反 应损失，通过大量试验表明，该试验不能反映焦炭在高炉内的真实情况，有些焦炭在此试验 条件下反应过度，反应后强度被过分弱化；而有些焦炭则与此相反，由于反应未完全，导致 其反应后强度被过分强化。新日铁也在进行吸附催化剂高反应性焦炭试验时发现，如果采 用传统方法评价焦炭热性能，由于反应是在反应时间一定情况下进行，高反应性焦炭的反 应失重过量，反应后耐冲击粉化性能必然会下降。因此，如何才能找到一条正确评价焦炭热 性能的方法是钢铁行业所面临的一个重要难题，该问题的有效解决除了能正确评价焦炭的 热性能外甚至还将改变配煤结构和资源的合理利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高炉用焦炭反应后强度测定方法及装置，该方法能更 真实地反映出焦炭在高炉内的实际情况，使焦炭热性质的预测更加准确。本专利技术是这样实现的一种高炉用焦炭反应后强度测定方法，包括以下步骤(1)反应器内装入焦炭试样，将与上盖相连的热电偶套管插入试样层中心位置，并 用螺栓将上盖与反应器筒体固定；(2)反应器置于电加热炉顶的托架上吊放在炉内，托架与电炉盖间放置保温棉隔执.y 、人 (3)将测温热电偶插入反应器热电偶套管内，将反应器进气管、排气管分别与供气 系统、排气系统连接；(4)将电子天平放在升降台上并用链条将电子天平与反应器连接，然后调节升降 台的高度使电子天平准确称出反应器的质量；(5)接通电源，用温度控制仪调节电炉加热，当试样料层中心温度达到400°C时通 氮气，保护焦炭防止其烧损；(6)当试样料层中心温度达到780°C时，通预热后二氧化碳气体；(7)利用计算机设定模拟高炉的混合气体组成和流量，以及加热炉的升温速率； 当试样料层中心温度达到一定值时，切断氮气，改通预热后配好的模拟高炉煤气成分的混 合气体，并且加热炉升温，当焦炭试样的失重率达到要求值时，该要求值为失重率曲线从曲 线转化为线性时的失重率，保持此时加热炉的温度不变继续通二氧化碳气体或模拟高炉煤 气成分的混合气体达到规定的溶损量后关闭二氧化碳气体和混合气体，改通氮气降温；(8)至反应器中的焦炭试样冷却到100°C以下，停止通氮气，打开反应器上盖，倒 出焦炭试样，称量质量、记录；(9)将反应后的焦炭试样全部装入I型转鼓内，以20r/min的转速共转30min，总 转数为600r ；然后取出用Φ IOmm圆孔筛筛分、称量筛上物质量、记录。一种高炉用焦炭反应后强度测定装置，包括加热炉、反应器、热电偶、控温系统、配 气系统、数据采集处理与执行系统和计算机，加热炉与数据采集处理与执行系统、控温系 统、热电偶组成闭环控温回路，在反应器中加入待测定的焦炭试样，热电偶插入焦炭层内 部；其特征是所述测定装置还包括升降机平台和电子天平，升降机平台上装有电子天平， 电子天平用链条与反应器连接，以随时测量反应器内焦炭的失重率；电子天平与控温系统 及配气系统组成定值闭环控制回路，电子天平、控温系统和配气系统与计算机通信构成自 控制体系。所述电子天平为立体水冷式电子天平。本专利技术认为由于焦炭在高炉内的溶损量大致是一定的，因此如果对焦炭在相同反 应量时的耐冲击粉化性能进行评价，这样就可以解决部分焦炭在进行热性质评价时出现的 反应过度或未完全的问题，使该试验过程能更加接近于模拟高炉的实际情况。本专利技术基于上述思想并通过对大量的试验和现场实际生产经验的总结提出了一 种评价焦炭热性能的改进方法，本专利技术的方法采用焦炭的起始反应温度(TS)代替传统方 法中的反应失重率(CRI)来表达焦炭反应活性；采用恒失重率的反应后强度(CSRa ))来代替传统的反应后强度(CSR)；本专利技术的方法与传统方法的区别主要体现在非恒温、非恒时 间，恒失重率。本专利技术的方法能更真实地反映出焦炭在高炉内的实际情况，使焦炭热性质的预测 更加准确，有效地解决焦炭热性质评价与焦炭在高炉内实际情况之间的矛盾，解决了部分 焦炭在国标试验方法中的反应未完全和反应过度的问题，对指导炼焦配煤生产有很大的意 义。附图说明图1为本专利技术高炉用焦炭反应后强度测定装置结构示意图；图2本专利技术高炉用焦炭反应后强度测定方法中某一焦炭试样的温度与失重率的 关系图。图1中1反应器，2加热炉(电炉)，3进气管，4出气管，5热电偶，6电子天平(立 体水冷式电子天平)，7数据采集处理与执行系统，8控温系统，9配气控制系统，10钢瓶组， 11减压阀，12质量流量计，13三通活塞，14计算机，15升降机平台。文中反应失重率(CRI)，反应后强度(CSR)，起始反应温度(TS)，恒失重(Iwr)，催 化指数(MBI)，恒温(TC)。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。参见图1，一种高炉用焦炭反应后强度测定装置，包括加热炉2、反应器1、热电偶5、控温系统8、配气系统、数据采集处理与执行系统7、计算机14、升降机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高炉用焦炭反应后强度测定方法，其特征是：包括以下步骤：（１）反应器内装入焦炭试样，将与上盖相连的热电偶套管插入试样层中心位置，并用螺栓将上盖与反应器筒体固定；（２）反应器置于电加热炉顶的托架上吊放在炉内，托架与电炉盖间放置保温棉隔热；（３）将测温热电偶插入反应器热电偶套管内，将反应器进气管、排气管分别与供气系统、排气系统连接；（４）将电子天平放在升降台上并用链条将电子天平与反应器连接，然后调节升降台的高度使电子天平准确称出反应器的质量；（５）接通电源，用温度控制仪调节电炉加热，当试样料层中心温度达到４００℃时通氮气，保护焦炭防止其烧损；（６）当试样料层中心温度达到７８０℃时，通预热后二氧化碳气体；（７）利用计算机设定模拟高炉的混合气体组成和流量，以及加热炉的升温速率；当试样料层中心温度达到一定值时，切断氮气，改通预热后配好的模拟高炉煤气成分的混合气体，并且加热炉升温，当焦炭试样的失重率达到要求值时，该要求值为失重率曲线从曲线转化为线性时的失重率，保持此时加热炉的温度不变继续通二氧化碳气体或模拟高炉煤气成分的混合气体达到规定的溶损量后关闭二氧化碳气体和混合气体，改通氮气降温；（８）至反应器中的焦炭试样冷却到１００℃以下，停止通氮气，打开反应器上盖，倒出焦炭试样，称量质量、记录；（９）将反应后的焦炭试样全部装入Ｉ型转鼓内，以２０ｒ／ｍｉｎ的转速共转３０ｍｉｎ，总转数为６００ｒ；然后取出用φ１０ｍｍ圆孔筛筛分、称量筛上物质量、记录。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡德生，孙维周，彭新，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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