焦炭在高炉内劣化程度的评价方法技术

本发明专利技术公开了一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法，该方法包括取样得焦炭试样、测定焦炭试样的各项物化指标、根据各项物化指标分析焦炭在高炉内的冶炼行为及劣化机理；所述取样得焦炭试样的步骤为：高炉停炉休风后，从炉顶开始打水冷却，当高炉内残余物料表面温度降至50℃以下时开始取样；自料面顶部至炉缸下部区域高度方向上，以每隔0.5~1m为一个取样平面，在每个取样平面的中心及边缘取点，每个点取样2~10kg。该方法能准确得出焦炭在高炉内的劣化程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高炉炼铁
，具体涉及一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法。
技术介绍
高炉是个“黑匣子”，往往通过原燃料质量检测、高炉操作技术参数、渣铁物化性能检测等手段对高炉炉况进行间接分析。然而，高炉内实际发生着系列复杂的物理化学反应，这对研究高炉内焦炭劣化机理造成较大的难度。目前在焦炭劣化研究中主要存在如下问题：1、研究焦炭的冶炼行为往往是通过试验模拟高炉局部区域焦炭的理化反应，然而焦炭在高炉内的实际反应条件复杂多变，实验室尚无成熟的模拟高炉冶炼全过程的实验装置，实验室模拟的条件与高炉冶炼实际状况存在较大差异，因此无法反应焦炭在高炉内的实际状况。2、在焦炭劣化研究中通常在风口和高炉上部对焦炭进行取样，使得该研究仅能反应高炉内局部区域的焦炭劣化，得出的高炉内焦炭的劣化数据也不准确，无法研究焦炭在高炉内的劣化趋势。由此可以看出，在焦炭劣化研究中，对高炉内焦炭进行取样是一个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法，该方法能准确得出焦炭在高炉内的劣化程度。本专利技术所采用的技术方案是：一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法，该方法包括取得焦炭试样、测定焦炭试样的各项物化指标、根据各项物化指标分析焦炭在高炉内的冶炼行为及劣化机理，所述取得焦炭试样的步骤为：高炉停炉休风后，从炉顶开始打水冷却，当高炉内残余物料表面温度降至50℃以下并且炉顶采取必要的安全防护措施时，由风口平面上方炉壳开口处进入高炉内开始取样；自料面顶部至炉缸下部区域高度方向上，以每隔0.5~1m为一个取样平面，在每个取样平面的中心及边缘取点，每个点取样2~10kg。按上述方案，每个取样平面上取中心及边缘共4~5个点，以确保取样的分散性。高炉中修或大修通常采用空料线停炉方法，即停炉休风后料面位于风口附近上方0.5m~2m，炉料采用打水方式冷却。停炉后为了更换冷却壁等设备需要将高炉内残留的焦炭挖出，所以取样应该在将焦炭挖出以前进行。在进行测定焦炭试样的各项物化指标前先将取出的焦炭试样在烘箱中165~170℃温度条件下烘2~2.5h，以确保能将焦炭试样烘干。测定焦炭试样的各项物化指标：（1）测定焦炭试样的粒度； 称量60mm、40mm、20mm、10mm、5mm各个粒级的焦炭质量，并与入炉焦粒度做对比，分析高炉内焦炭在高炉各个区域的质量损失；（2）测定焦炭显气孔率；测定方法为：抽出焦炭孔隙内的气体，在大气压力的作用下，使水填充到焦炭的孔隙内，测定焦炭空隙中水的质量和同一试样沉没于水中损失的质量，然后计算显气孔率；（3）焦炭工业分析；测定焦炭的水分、灰分、挥发分， 并计算焦炭固定碳含量；（4）采用库伦滴定法测定焦炭S含量；（5）测定焦炭石墨化度；（6）焦炭灰成分测定。分析焦炭在高炉内的冶炼行为及劣化机理：（1）分析高炉自上而下焦炭粒度变化情况，了解焦炭在高炉内各部位的劣化情况；（2）分析焦炭的显气孔率、灰分、挥发分、S含量等，了解焦炭孔隙中渣铁滞留量的大小；（3）分析焦炭的固定碳含量，了解焦炭溶损反应对高炉内焦炭的影响以及炉缸中渣铁对焦炭的侵蚀；（4）分析焦炭的灰成分，由于大量渣铁滞留在焦炭隙中，进一步分析渣铁中各元素的分布情况，并分析碱金属及Zn等有害元素在高炉内的富集情况。本专利技术产生的有益效果是：本专利技术利用高炉中修或大修的机会从炉内自料面顶部至炉缸下部高度方向上各个平面取出残留焦炭，并进一步分析炉内焦炭理化指标，研究焦炭在高炉内的劣化行为，能对高炉上、中、下部的焦炭进行劣化分析，使分析结果更准确，这对高炉内经高温反应后的焦炭认识更加全面、直接；本专利技术以高炉内经高温反应后的焦炭作为研究对象，相比实验室模拟更加客观，相比高炉解剖实用性更强；通过对高炉中修残留焦炭的研究分析，对焦炭在高炉各部位的劣化行为规律认识更加深刻；为提出更加适合高炉使用的焦炭质量指标提供了基础数据；根据焦炭滞留渣铁能分析高炉炉造渣规律，对高炉内碱金属及锌富集循环能作定量分析，对高炉特性把握更加准确，可用于指导高炉生产。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是在高炉内的取样示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，2014年11月3日至2014年12月18日武钢6号高炉停炉中修，历时45天，本次中修采用空料线停炉，停炉前上Mn矿，提高炉温,采用炉顶雾化打水等技术，最后一次休风出铁后，焦炭降至风口平面上方约0.5m，中心焦顶部位于风口平面上方2.5m,实现安全停炉。武钢6号高炉休风停炉后，炉内残留物打水冷却后开始进行烧二套及更换冷却壁等施工作业，为了更换冷却壁等设备需要将高炉内残留的焦炭挖出，所以取样应该在将焦炭挖出以前进行。2014年11月8日至14日，从炉内自焦堆顶部以下4.7m ，从炉内自（焦炭）料面顶部至炉缸下部区域高度方向上，各个高度层面（以每隔0.5~1m为一个取样平面，每个取样平面上取中心及边缘各4~5个点）取出焦炭试样，并对其进行烘干，做粒度分析、工业分析、灰成分测定等，从而对焦炭在高炉风口区域的碳溶反应、焦炭滞留渣铁的成分变化有了更加直观的认识，部分观点与高炉解剖的相关数据较为吻合。具体为：1、取样停炉休风后炉顶开始雾化打水冷却，当高炉内残余物料表面温度降至50℃以下，且在炉顶采取必要的防护措施时，由风口平面上方炉壳开口处进入高炉内取样，当炉内料面下降至风口平面以下时由风口进入高炉；具体取样方法为：沿（焦炭）料面顶部至炉缸下部区域高度方向上，以每隔0.5~1m为一个取样平面，每个取样平面上取中心及边缘共4~5个点，取样示意图见图1，每个点取样2~10kg；取样位置以风口平面基准平面，表示为“0m”，“+”表示风口平面以上，“-”表示风口平面以下。2、干燥在焦炭试样进行测定炉内残留焦炭各项物化指标前，需进行干燥；干燥步骤为：将取出的焦炭试样在烘箱中165~170℃温度条件下烘2~2.5h。3、测定炉内残留焦炭各项物化指标（1）测定焦炭试样的粒度称量60mm、40mm、20mm、10mm、5mm各个粒级的焦炭质量，并与入炉焦粒度做对比，分析高炉内焦炭在高炉各个区域的质量损失；（2）测定焦炭显气孔率测定方法为：抽出焦炭孔隙内的气体，在大气压力的作用下，使水填充到焦炭的孔隙内，测定焦炭空隙中水的质量和同一试样沉没于水中损失的质量，然后计算显气孔率；风口平面以下0.85m以上区域焦炭显气孔率在44%左右，而入炉焦焦炭显气孔率一般在38%左右， -0.85m以下区域焦炭显气孔率进一步减小；（3）焦炭工业分析测定焦炭的水分、灰分、挥发分， 并计算焦炭固定碳含量；高炉内焦炭炉腹而下灰分Ad含量呈升高趋势，尤其是-0.85m以下区域Ad含量明显升高，固定碳FCad含量呈下降趋势，-0.85m以下区域FCad含量明显下降；同时， 0m、-1m、-2m层面上各点FCad含量均是边缘大于中心，尤其以-1m层面这种现象最为明显；（4）采用库伦滴定法测定焦炭S含量；（5）测定焦炭石墨化度；（6）焦炭灰成分测定高炉内残留焦炭自上而下灰分中各种元素含量变化较大， -2m以下炉缸区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法，该方法包括取得焦炭试样、测定焦炭试样的各项物化指标、根据各项物化指标分析焦炭在高炉内的冶炼行为及劣化机理，其特征在于所述取得焦炭试样的步骤为：高炉停炉休风后，从炉顶开始打水冷却，当高炉内残余物料表面温度降至50℃以下时开始取样；自料面顶部至炉缸下部区域高度方向上，以每隔0.5~1m为一个取样平面，在每个取样平面的中心及边缘取点，每个点取样2~10kg。

【技术特征摘要】
1.一种焦炭在高炉内劣化程度的评价方法，该方法包括取得焦炭试样、测定焦炭试样的各项物化指标、根据各项物化指标分析焦炭在高炉内的冶炼行为及劣化机理，其特征在于所述取得焦炭试样的步骤为：高炉停炉休风后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元生，薛改凤，常红兵，鲍俊芳，郑俊平，郑华伟，张庆喜，叶勇，力飞，李进，强农场，杜茂高，唐复显，项茹，任玉明，宋子逵，陈明，孙竹，左红星，
申请(专利权)人：武汉钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42