焦炭熱性質(zhì)分析方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種焦炭熱性質(zhì)分析方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。所述方法包括將制備的平行樣放入大坩堝中，并將熱電偶插入該份焦炭平行樣的中間部位；小坩堝中裝入或不裝入堿金屬碳酸鹽和過量的活性碳粉；在焦炭平行樣溫度為400℃時，通入CO、CO2、N2的混合反應(yīng)氣體，升溫反應(yīng)至焦炭熔損率達(dá)到實(shí)驗要求；計算焦炭熔損量和進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓試驗，得到焦炭反應(yīng)性和反應(yīng)后強(qiáng)度，完成焦炭熱性質(zhì)分析。所述裝置可以配合實(shí)現(xiàn)上述方法。本發(fā)明通過改變混合反應(yīng)氣體的種類、進(jìn)氣比例、以及是否裝入堿金屬碳酸鹽和過量的活性碳粉，可以分析得出反應(yīng)氣體的種類、比例、反應(yīng)溫度以及堿金屬對焦炭熔損反應(yīng)的影響，得出的結(jié)果更加符合高爐實(shí)際狀況。
【專利說明】焦炭熱性質(zhì)分析方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉焦【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種焦炭熱性質(zhì)分析方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 焦炭在高爐中起著燃料、骨架、還原劑的作用。隨著高爐的大型化和高噴煤比等新 技術(shù)的發(fā)展，高爐操作對焦炭的骨架作用提出了更高的要求，因此對焦炭的熱性質(zhì)要求越 來越髙。目前對焦炭熱性質(zhì)的表征主要是通過國標(biāo)GB/T4000-2008中的焦炭反應(yīng)性和反應(yīng) 后強(qiáng)度來進(jìn)行，該方法是通過焦炭與1〇〇%的C02在1 l〇〇°C反應(yīng)2h后的轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度來表征焦 炭熱性質(zhì)。而焦炭在高爐內(nèi)的熔損反應(yīng)實(shí)際上是與多種混合氣體共同發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)溫度 逐漸升高，反應(yīng)終溫遠(yuǎn)高于ll〇〇°C，因此煉鐵專家都在尋求新的焦炭熱性質(zhì)評價方法。目前 沒有一種合適的方法測定反應(yīng)氣體的種類、比例以及反應(yīng)溫度對焦炭熱性質(zhì)的影響，也沒 用一種合適的方法測定堿金屬對焦炭熱性質(zhì)的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種焦炭熱性質(zhì)分析方法，用以研究反應(yīng) 氣體的種類、比例以及反應(yīng)溫度、堿金屬對焦炭熔損反應(yīng)的影響。
[0004] 本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置。
[0005] 為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明所設(shè)計的焦炭熱性質(zhì)分析方法包括以下步 驟：
[0006] 1)將焦炭制成焦炭小球樣品，并縮分成多個質(zhì)量為Mi的平行樣；
[0007] 2)將剛玉反應(yīng)器放入加熱爐中和將縮分成質(zhì)量為A的焦炭平行樣放入置于剛玉 反應(yīng)器中的大坩堝中，并將熱電偶插入該份焦炭平行樣的中間部位；小坩堝中不裝入堿金 屬碳酸鹽和過量的活性碳粉；
[0008] 3)打開控溫系統(tǒng)，通過熱電偶控制加熱爐升溫，當(dāng)焦炭平行樣的溫度達(dá)到400-C 時，打開進(jìn)氣系統(tǒng)，通過進(jìn)氣管向剛玉反應(yīng)器內(nèi)輸送co、C02、N2的混合反應(yīng)氣體，同時通過 熱電偶控制焦炭平行樣的升溫速率，當(dāng)焦炭熔損率達(dá)到實(shí)驗要求時，關(guān)閉加熱爐電源，切斷 反應(yīng)氣體供應(yīng)，轉(zhuǎn)為通保護(hù)氣體N 2，直到剛玉反應(yīng)器筒體內(nèi)的溫度降至200°C以下；
[0009] 4)反應(yīng)過程中，反應(yīng)后尾氣經(jīng)過過濾裝置除掉粉塵后，接入煙氣分析儀，分析尾氣 中C0和co 2的比例ACO)、0(c〇2)，帶入計算系統(tǒng)按下式計算出每分鐘的焦炭熔損速 率：

【權(quán)利要求】
1. 一種焦炭熱性質(zhì)分析方法，其特征在于： 包括以下步驟： 1) 將焦炭制成焦炭小球樣品，并縮分成多個質(zhì)量為Mi的平行樣； 2) 將剛玉反應(yīng)器放入加熱爐中和將縮分成質(zhì)量為A的焦炭平行樣放入置于剛玉反應(yīng) 器中的大坩堝中，并將熱電偶插入該份焦炭平行樣的中間部位；小坩堝中不裝入堿金屬碳 酸鹽和過量的活性碳粉； 3) 打開控溫系統(tǒng)，通過熱電偶控制加熱爐升溫，當(dāng)焦炭平行樣的溫度達(dá)到400°C時，打 開進(jìn)氣系統(tǒng)，通過進(jìn)氣管向反應(yīng)器內(nèi)輸送C0、C0 2、N2的混合反應(yīng)氣體，同時通過熱電偶控制 焦炭平行樣的升溫速率，當(dāng)焦炭熔損率達(dá)到實(shí)驗要求時，關(guān)閉加熱爐電源，切斷反應(yīng)氣體供 應(yīng)，轉(zhuǎn)為通保護(hù)氣體N 2，直到剛玉反應(yīng)器筒體內(nèi)的溫度降至200°C以下； 4) 反應(yīng)過程中，反應(yīng)后尾氣經(jīng)過過濾裝置除掉粉塵后，接入煙氣分析儀，分析尾氣中 C0和C02的比例<2 (C0)、<2 (C02)，帶入計算系統(tǒng)按下式計算出每分鐘的焦炭熔損速率： (t (CO) = Vi (CO) / (Vi (CO) +Vi (C02) +Vi (N2)) *100 %, Φ (co2) = Vi (co2) / (y, (co) +Vi (co2) (n2) ) *ioo %, V! (CO) =V0(CO)+m*22. 4*2/12， Vi (C02) = V〇 (C02) -m*22. 4/12, '(N2) = V〇(N2); 式中：<2 (CO)、<2 (C02)為每分鐘尾氣中CO、C02的體積百分比； V。(CO)、V。(C02)、V。(N2)為每分鐘進(jìn)氣口的CO、C02、N 2的體積，單位為L ; m為每分鐘的焦炭熔損量，單位為g ; 經(jīng)換算后： m = 12*(( <2 (C0)+ € (C02)) * (V! (CO) +V〇 (C02) +V〇 (N2)) - (V! (CO) +V〇 (C02))) / (22.4*(l-<2 (C0) + <2 (C02))) 每分鐘的焦炭烙損速率=m/t = m ; 5) 將反應(yīng)過程中每分鐘的焦炭平行樣的溫度和熔損速率導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，每分鐘的 焦炭熔損量累加后即可獲得最終的焦炭熔損量和熔損率； 6) 反應(yīng)結(jié)束后，將冷卻到室溫的該份焦炭平行樣倒出，對其稱重，記做M2 ; 7) 將反應(yīng)后的該份焦炭平行樣裝入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，以19?21r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)30min，然后 從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)取出該份焦炭平行樣，用1〇_的圓孔篩篩分，并稱量圓孔篩上物質(zhì)的重量，記做 M3; 8) 計算焦炭反應(yīng)性CRI和反應(yīng)后強(qiáng)度CSR，計算方法如下： CRI = (Mi-M^^lOO/Mi ； CSR = (M2-M3)*100/M2 ; 9) 分別或同時改變步驟3)中C0、C02、N2的混合反應(yīng)氣體的進(jìn)氣比例、焦炭平行樣的升 溫速率，在小坩堝中裝入堿金屬碳酸鹽和過量的活性碳粉，改變堿金屬碳酸鹽的重量，得出 反應(yīng)氣體的種類、比例以及反應(yīng)溫度、堿金屬對焦炭熔損反應(yīng)的影響，從而完成焦炭熱性質(zhì) 分析。
2. 用于權(quán)利要求1所述焦炭熱性質(zhì)分析方法的裝置，其特征在于：該裝置包括加熱爐、 置于加熱爐中的剛玉反應(yīng)器，所述剛玉反應(yīng)器內(nèi)從下到上依次設(shè)置有高鋁球?qū)?、第一多?篩板、小坩堝、第二多孔篩板、大坩堝，所述剛玉反應(yīng)器下端依次與進(jìn)氣管、第二流量計、氣 體預(yù)熱器、氣體混合器相連，所述剛玉反應(yīng)器上端依次與出氣管、過濾裝置、煙氣分析儀、計 算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；所述大坩堝底部為多孔結(jié)構(gòu)且內(nèi)部設(shè)置有熱電偶，所述熱電偶 依次與控溫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連；所述氣體混合器分別通過一個第一流量計與CO、co 2 和n2的氣源相連。
【文檔編號】G01N25/00GK104297282SQ201410584405
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】任玉明, 薛改鳳, 王元生, 鮑俊芳, 項茹, 張雪紅, 宋子逵, 陳鵬, 詹立志, 陳細(xì)濤 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司