本發明專利技術公開一種鐵焦熱態性能的檢測方法及檢測裝置，取鐵焦試樣200~400士5g，粒度21～25mm，在升溫制度下測量鐵焦熱態性能，用化學分析法分析反應前后試樣中碳含量的變化率，并以其作為鐵焦的反應性指標，同時采用氣體分析儀測量反應過程中CO2和CO濃度的變化來確定鐵焦開始反應溫度及最大反應速率溫度。檢測裝置，包括電爐，電爐中的硅碳棒與精密溫度控制儀連通，高溫合金鋼反應器插入電爐中，控溫熱電偶置入鐵焦試樣層中，進氣管依次與流量調節器、流量計連通，電爐升溫和恒溫制度由精密溫度控制儀控制，反應過程中氣體檢測和與數據處理由氣體監測與數據處理系統處理。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬煉焦
，涉及到一種高爐使用的鐵焦熱態性能的檢測方法及檢測 裝直。
技術介紹
日本學者利用RIST操作線圖對高爐反應機理進一步開發研究，提出了低溫儲熱帶(熱空區)高爐冶煉新概念，研究了降低高爐儲熱帶可以大幅度降低煉鐵能耗和減少CO2的排放量，從而開發出了一些技術措施，如高反應性焦炭技術、含碳熱壓球團技術等。鐵焦是將煤和鐵礦石事先粉碎、混合、成型后，用干餾爐加熱，使其中的鐵礦石發生部分還原，變成具有一定金屬化率的還原鐵的焦炭。由于鐵焦中金屬鐵對碳溶損反應具有強催化作用，能降低焦炭快速反應的開始溫度從而能降低高爐儲熱區溫度、同時它能提高碳溶損反應速率，因而提高鐵礦石在間接還原區間的還原度進而降低高爐焦比。為了有效評價鐵焦中金屬鐵對碳溶損率的影響程度、鐵焦中碳反應速率的變化程度及鐵焦反應后強度等問題，同時也為了科學指導鐵焦生產工藝、提高鐵焦質量和為高爐操作提供技術參數，需要研發了一種新鐵焦熱態性能的檢測技術。目前，國內外尚未見鐵焦熱態性能檢測方法的文獻資料，只有焦炭方面的反應性檢測方法。中華人民共和國國家標準GB/T 4000-2008中，介紹了焦碳應性及反應后強度試驗方法。焦炭反應性(CRI):稱取一定質量的焦碳試樣，置于反應器中，在1100°C士 5 °〇時與二氧化碳反應2小時后，以焦碳質量的損失的百分數表示；焦炭反應后強(CSR):反應后焦碳，經轉鼓試驗后，以大于10毫米粒級焦碳占反應后焦碳的質量百分數表示。《煉焦學》姚昭章(冶金工業出版社，1982)書中提到一些國家(或企業)測量粒焦反應性方法。如國際標準IS0/TC27，GT8175F、中國GB220-77、日本JIS K2151-62等采用焦炭反應過程中反應氣CO和CO2組成的變化情況來衡量反應性。CN101825548A公開了一種焦炭反應性和反應后熱處理性的檢測方法及其裝置，檢測焦炭氣化開始溫度、反應性和反應后熱處理性。焦炭反應性檢測，在先升溫后等溫條件下進行，用電子天平測量焦炭試樣的失重量，當焦炭失重率達到規定值時，檢測失重速率(時間)一1作為反應性指標；焦炭反應后熱處理性檢測，當焦炭失重率達到規定值時，在惰性氣體保護下繼續升溫，檢測熱處理期間焦炭質量損失率作為反應后熱處理性指標。CN101710054 A提供了一種焦炭反應性測定方法及測定裝置，首先將焦炭破碎至74 386 μ m，然后放入特制坩堝中，熱天平以5 30°C /min的升溫速率升溫至700 1100 V,并通N2保護，到達指定溫度后通CO2反應，反應過程中繼續以f 10°C /min的速率升溫，反應完成后做重量一溫度圖，得焦炭反應開始溫度(TS)，以焦炭反應開始溫度作為衡量焦炭反應性好壞的標準。以上專利和文獻中所提的方法和裝置用于檢測鐵焦的熱態性能存在以下問題(I)若以反應前后質量的變化表示鐵焦的反應性是不科學的，因為鐵焦與CO2反應過程中不僅有鐵焦中碳發生溶損反應引起質量的減少，而且還有鐵焦中金屬鐵在起催化作用時，被CO2氧化成鐵氧化物引質量的增加。因此用鐵焦反應前后質量變化無法表征鐵焦的反應性。(2)同樣若以鐵焦的反應過程中反應氣CO和CO2組成的變化情況來表征鐵焦的反應性也是不科學的，在高溫情況下金屬鐵與CO2反應生成CO和鐵氧化物，增加反應過程中反應氣CO的濃度，夸大鐵焦的反應性。(3)現有焦炭反應性測量標準是在一定溫度下與二氧化碳反應2小時，無法真正模擬焦炭在高爐內的行為過程(焦炭經過儲熱帶是一個緩慢升溫過程)。(4)有的測量方法無法測量鐵焦的開始反應溫度，最大反應速率溫度等重要參數。如果用現行的焦炭反應性和反應后強度試驗方法檢測鐵焦反應性，有可能會對鐵焦高溫性能優劣的評價形成誤導，并導致對稀缺強黏結煤的不合理配用。為此，對于煉鐵和煉焦工作者來說，都迫切需要提供一個新鐵焦熱態性能的檢測方法，為提高鐵焦質量、改善配煤技術和調整高爐操作提供科學依據
技術實現思路
為了克服上述現有技術的缺點，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種新鐵焦熱態性能的檢測方法及檢測裝置，進而確定入爐鐵焦的熱態性能指標，并為今后鐵焦生產及其性能評價提供科學依據。一種鐵焦熱態性能的檢測方法，其特征在于該方法包括以下內容鐵焦熱態性能檢測，取鐵焦試樣20(Γ400 士 5g (根據鐵焦中炭含量不同而取鐵焦質量不同)，粒度21 25_，在一定升溫制度下測量鐵焦熱態性能，用化學分析法分析反應前后試樣中碳含量的變化率，并以其作為鐵焦的反應性指標，同時采用氣體分析儀測量反應過程中CO2和CO濃度的變化來確定鐵焦開始反應溫度及最大反應速率溫度。檢測步驟為①在進氣管(9)中通流量為f 5L/min的N2下，以5 20°C /min的升溫速率從室溫升至400°C，恒溫30min ；②而后在進氣管(9)中改通流量為5 20 L /min的CO2氣體，以5 20°C /min的升溫速率升至1100°C ；③而后在進氣管(9)中改通流量為5 20 LAiinN2氣，將焦炭試驗層溫度爐冷卻到100°C以下，停止通隊氣；④取出試樣留作進行反應前后鐵焦中碳含量分析，并以碳含量變化率作為鐵焦的反應性指標。⑤通過對步驟①-③過程中氣體分析儀記錄的溫度和CO2和CO濃度數據進行處理，做溫度一CO濃度曲線，用生成CO開始所對應的溫度表示鐵焦開始反應溫度，同時找出最大反應速率對應溫度點來表征。一種用于權利要求I鐵焦熱態性能檢測方法的檢測裝置，包括電爐，電爐中的硅碳棒與精密溫度控制儀連通，高溫合金鋼反應器插入電爐中，高溫合金鋼反應器的帶有進氣管、控溫熱電偶和出氣管，高溫合金鋼反應器的反應管內由下至上分別為高鋁球、鐵焦試樣，控溫熱電偶置入鐵焦試樣層中，進氣管依次與流量調節器、流量計連通，流量計連通分別與N2氣瓶和CO2氣瓶連通，出氣管與氣體監測與數據處理系統連通，電爐升溫和恒溫制度由精密溫度控制儀控制，反應過程中氣體檢測和與數據處理由氣體監測與數據處理系統處理。N2氣瓶與流量計、CO2氣瓶與流量計、出氣管與氣體監測與數據處理系統分別設有氣閥和氣體凈化裝置，控溫熱電偶與高溫合金鋼反應器通過反應管密封套管上的熱電偶入口插入連接的。建立了一種鐵焦熱態性能檢測方法及檢測裝置，它可同時檢測鐵焦反應性和鐵焦開始反應溫度及最大速率溫度，科學合理評價鐵焦高溫性能，并為提高鐵焦質量、改善配煤技術和調整高爐操作提供科學依據。附圖說明圖I是本專利技術鐵焦熱態性能檢測裝置；圖2是實施例中鐵焦I #的溫度一 CO濃度曲線；圖3是實施例中鐵焦2 #的溫度一 CO濃度曲線； 圖4是實施例中鐵焦3 #的溫度一 CO濃度曲線；IN2氣瓶，2C02氣瓶，3氣閥，4氣體凈化裝置，5流量計，6流量調節器，7電爐，8硅碳棒，9進氣管，10控溫熱電偶，11出氣管，12高溫合金鋼反應器，13精密溫度控制儀，14氣體監測與數據處理系統。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作進一步說明鐵焦熱態性能檢測方法的檢測裝置，包括電爐7，電爐7中的硅碳棒8與精密溫度控制儀13連通，高溫合金鋼反應器12插入電爐7中，高溫合金鋼反應器12的帶有進氣管9、控溫熱電偶10和出氣管11，高溫合金鋼反應器12的反應管內由下至上分別為高鋁球、鐵焦試樣，控溫熱電偶10置入鐵焦試樣層中，進氣管9依次與流本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鐵焦熱態性能的檢測方法，其特征在于：取鐵焦試樣200~400士5g，粒度21～25mm，在升溫制度下測量鐵焦熱態性能，用化學分析法分析反應前后試樣中碳含量的變化率，并以其作為鐵焦的反應性指標，同時采用氣體分析儀測量反應過程中CO2和CO濃度的變化來確定鐵焦開始反應溫度及最大反應速率溫度，檢測步驟為：①在進氣管（9）中通流量為1~5L/min的N2下，以5~20℃/min的升溫速率從室溫升至400℃，恒溫30min；②而后在進氣管（9）中改通流量為5~20？L？/min的CO2氣體，以5~20℃/min的升溫速率升至1100℃；③而后在進氣管（9）中改通流量為5~20？L/minN2氣，將焦炭試驗層溫度爐冷卻到100℃以下，停止通N2氣；④取出試樣留作進行反應前后鐵焦中碳含量分析，并以碳含量變化率作為鐵焦的反應性指標；⑤通過對步驟①？③過程中氣體分析儀記錄的溫度和CO2和CO濃度數據進行處理，做溫度—CO濃度曲線，用生成CO開始所對應的溫度表示鐵焦開始反應溫度，同時找出最大反應速率對應溫度點來表征。
【技術特征摘要】
1.一種鐵焦熱態性能的檢測方法，其特征在于取鐵焦試樣2(ΚΓ400 士 5g，粒度21 25_，在升溫制度下測量鐵焦熱態性能，用化學分析法分析反應前后試樣中碳含量的變化率，并以其作為鐵焦的反應性指標，同時采用氣體分析儀測量反應過程中CO2和CO濃度的變化來確定鐵焦開始反應溫度及最大反應速率溫度，檢測步驟為 ①在進氣管(9)中通流量為f5L/min的N2下，以5 20°C /min的升溫速率從室溫升至400。。,恒溫 30min ； ②而后在進氣管(9)中改通流量為5 20L /min的CO2氣體，以5 20°C /min的升溫速率升至1100°C ； ③而后在進氣管(9)中改通流量為5 20LAiinN2氣，將焦炭試驗層溫度爐冷卻到100°C以下，停止通N2氣； ④取出試樣留作進行反應前后鐵焦中碳含量分析，并以碳含量變化率作為鐵焦的反應性指標； ⑤通過對步驟①-③過程中氣體分析儀記錄的溫度和CO2和CO濃度數據進行處理，做溫度一CO濃度曲線，用生成CO開始所對應的溫度表示鐵焦開始反應溫度，同時找出最大反應速率對應溫度點來表征。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李金蓮，任偉，王再義，劉萬山，李艷茹，
申請(專利權)人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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