一种用于检测炉渣反应性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于检测炉渣反应性能的方法，属于冶金领域。本发明专利技术采用炉渣反应性能检测系统，按照以下步骤进行：S1、渣系配置；S2、渣系升温处理：称取定量炉渣放入升温炉中加热熔化；S3、研磨制备氧化钙粉末；S4、压制氧化钙片：将氧化钙粉末压制成氧化钙片；S5、将氧化钙片和炉渣投入检测系统中开始检测。本发明专利技术克服现有技术中对氧化钙与炉渣反应性能检测的主观因素影响大、检测结果不准确的不足，采用将炉渣注入到氧化钙槽中，检测炉渣溶解一定厚度氧化钙所需的时间，通过物理信号变化判断反应到达设定位置，可以提高氧化钙溶于炉渣反应能力检测的准确性和检测效率。

A Method for Detecting the Reactivity of Slag

The invention discloses a method for detecting the reactivity of slag, belonging to the metallurgical field. The invention adopts a slag reaction performance testing system and proceeds according to the following steps: S1, slag system configuration; S2, slag system heating treatment: weighing quantitative slag into heating furnace for melting; S3, grinding to prepare calcium oxide powder; S4, pressing calcium oxide tablet: pressing calcium oxide powder into calcium oxide tablet; S5, putting calcium oxide tablet and slag into the testing system to start testing. The invention overcomes the shortcomings of subjective factors influencing the test of reaction performance between calcium oxide and slag in the prior art and inaccurate test results. By injecting slag into the calcium oxide tank to detect the time required for slag to dissolve calcium oxide of a certain thickness, and judging the reaction reaching the set position through the change of physical signals, the accuracy of the test of reaction ability of calcium oxide dissolving in slag can be improved. And detection efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测炉渣反应性能的方法
本专利技术涉及冶金
，更具体地说，涉及一种用于检测炉渣反应性能的方法。
技术介绍
钢铁行业是国民经济的主要基础工业，转炉炼钢工序是钢铁流程中必不可少的重要组成部分，在快速实现铁水向钢水转变的同时，也造成了巨大的环境污染和资源浪费。在整个钢铁长流程中，转炉炼钢一般都采用高碱度脱磷，需配制高碱度的转炉渣，大量使用石灰等碱性原料，这不仅增加了炼钢的成本，还产生了大量的废渣。为了提高转炉脱磷的效率，需要开展熔渣中各种化合物对脱磷效果的影响。在炼钢过程中，石灰与白云石等造渣材料溶解形成的CaO基炉渣主要用于脱磷脱硫，石灰的快速完全溶解对加快反应速率(尤其是脱磷反应)、减少造渣料消耗与渣量排放等有重要作用，但受石灰溶解速率的限制，炼钢炉渣中仍有部分石灰未溶解，造成脱磷效率低、渣量大等问题。近年来，为了降低转炉炼钢成本，许多钢铁企业开始采用双渣+留渣工艺冶炼，如何让石灰在低温渣(含P2O5)中快速溶解是实现高效脱磷难点之一。通常转炉冶炼留渣后，加入新含磷铁水，然后加入石灰等含钙原料，之前留下的渣系中含有CaO，SiO2，Fe2O3，P2O5，MgO，Al2O3等成分，新加入的CaO会逐渐被渣系中成分侵蚀，在氧化钙表层形成2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固熔体，然后铁水中P继续向渣中扩散，从而达到脱磷目的。然而，不同渣系会影响新氧化钙加入后的2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固熔体形成速率，从而决定了渣的脱磷能力。目前在炉渣对氧化钙的反应性能的研究中，普遍采取将氧化钙添加到渣中观察溶解情况的方式，在文献《2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固熔体形成机理》(苏畅，于景坤，王洪章；东北大学学报(自然科学版)，2013，34(10)1434-1437)中提出检测方法是：先配制初渣样并装入刚玉坩埚中，然后放入加热炉中升温到预定温度，待炉渣充分熔化后，将预先压制好的CaO片插入炉渣中浸入一定时间后快速取出并空冷至室温；然后对样品进行研磨抛光，利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对试样进行观察和物相组成分析，观察反应界面，揭示了2CaO·SiO2-3CaO·P2O5固熔体层的形成机理。文献《氧化钙颗粒在CaO-FeO-SiO2-P2O5体系炉渣中的溶解行为》(夏云进，李孝攀，李杰等；过程工程学报，2017，17(05)1041-1046)中提出了将氧化钙颗粒加到CaO-FeO-SiO2-P2O5体系炉渣中，研究不同时间对氧化钙溶解行为的影响，使用钢棒蘸取渣样，用氮气快速冷却，用树脂镶嵌打磨抛光后，用扫描电镜及能谱分析氧化钙的溶解情况；该实验方法需要对样品进行处理，然后通过扫描电镜观察氧化钙溶解反应情况，人为主观判断过程较多。通过以上分析，现有技术虽然一定程度上能够检测氧化钙在渣中的溶解情况，但是，这些检测方法都是依靠实验者主观判断氧化钙被反应的情况，人为主观因素影响较大，不能快速、科学的检测出氧化钙在渣中的反应行为。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术中对氧化钙与炉渣反应性能检测的主观因素影响大、检测结果不准确的不足，提供了一种炉渣反应性能检测系统，采用将炉渣注入到氧化钙槽中，检测炉渣溶解一定厚度氧化钙所需的时间，通过物理信号变化判断反应到达设定位置，可以提高氧化钙溶于炉渣反应能力检测的准确性和检测效率。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种用于检测炉渣反应性能的方法，采用炉渣反应性能检测系统，按照以下步骤进行：S1、渣系配置；S2、渣系升温处理：称取定量配好的炉渣放入升温炉中加热，使渣样均匀熔化；S3、研磨制备氧化钙粉末：将块状氧化钙破碎研磨成小颗粒的氧化钙，然后使用100-150目圆孔筛进行筛分，筛下物继续细磨15min以上，使其通过200-250目圆孔筛；S4、压制氧化钙片：在8-12MPa压力(压强)下，将氧化钙粉末压制成直径为50-60mm，厚度为1-2mm的氧化钙片，并保压3-5min；S5、将氧化钙片和炉渣投入检测系统中开始检测。更进一步地，步骤S5的具体过程如下：a1、将氧化钙片放入检测系统的反应槽内，将下方的压力检测仪进行清零操作；a2、将熔化的炉渣倒入反应槽内与氧化钙片接触，此时开始计时；a3、根据压力检测仪记录增加的压力值，通过增压单元进行增压，使压力检测仪记录达到所需的恒定值，保障氧化钙片受力相同；a4、当电信号检测仪检测到电信号发生改变时，停止计时，记录反应时间，以氧化钙片的厚度与时间之比为反应速率，即可表征渣系溶解氧化钙的能力。更进一步地，炉渣反应性能检测系统包括反应单元和电信号检测仪，反应单元包括周侧的绝缘板和底部的导电板，绝缘板和导电板围成用于容纳炉渣和氧化钙的反应槽，反应槽内设有电极，电极穿过绝缘板与电信号检测仪相连，导电板也与电信号检测仪相连。更进一步地，炉渣反应性能检测系统还包括压力检测仪，压力检测仪设置于导电板底部，用于检测导电板承受的压力。更进一步地，反应单元顶部设有用于打开/关闭反应槽的开口板。更进一步地，炉渣反应性能检测系统还包括增压单元，增压单元包括一端延伸入反应槽内的通气管。更进一步地，通气管的一侧设有补气管，通气管远离反应槽的一端设有螺旋活塞杆，螺旋活塞杆与通气管内壁螺纹配合并用于挤压通气管内气体。更进一步地，反应单元外侧包覆设置有保温层。更进一步地，反应单元外侧设置有微波加热器。更进一步地，反应槽内的电极设置于导电板上方5-10mm处。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本专利技术的一种用于检测炉渣反应性能的方法，采用专门的检测系统进行检测，是将液态炉渣注入氧化钙中，检测炉渣溶解一定厚度氧化钙所需的时间，通过物理信号的变化来判断反应到达设定位置，电信号检测部件将复杂的化学相变过程转变为简单的图形线性变化，提高了检测的简便性，易于操作，且有效提高了氧化钙溶于炉渣反应能力检测的准确性和检测效率。(2)本专利技术的一种用于检测炉渣反应性能的方法，检测系统包括反应单元，反应槽内的电极穿过绝缘板与电信号检测仪相连，导电板与电信号检测仪相连，当反应槽内氧化钙片与炉渣发生侵蚀反应并熔穿时，电信号检测仪检测到电信号发生改变，以氧化钙片的厚度与反应时间之比为反应速率，即可表征炉渣溶解氧化钙的能力，此种通过物理信号的变化来判断反应到达设定位置的方法，有效避免了人位主观因素的影响，可以提高氧化钙溶于炉渣反应能力检测的准确性和检测效率，为转炉炼铁脱磷提供可靠造渣制度数据。(3)本专利技术的一种用于检测炉渣反应性能的方法，检测系统还包括增压单元，且导电板下方设置有用于检测承受压力的压力检测仪，压力检测仪时刻监测导电板承受的压力，通过增压单元的配合可以向反应槽内充气增压，增大氧化钙片承受的压力，可以实现在恒定压力下对氧化钙片进行稳压反应，保障氧化钙片反应速率一致，有效提高检测准确性。(4)本专利技术的一种用于检测炉渣反应性能的方法，检测系统中的增压单元通过旋转螺旋活塞杆使其可以挤压管内气体向反应槽内充气来实现增压效果，通过对螺旋活塞杆的不同调节，使反应槽内保持稳压状态，能有效避免因为炉渣加入质量的误差对反应的影响，且采用螺旋活塞杆进行增压调节，有助于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测炉渣反应性能的方法，其特征在于：采用炉渣反应性能检测系统，按照以下步骤进行：S1、渣系配置；S2、渣系升温处理：称取定量配好的炉渣放入升温炉中加热，使渣样均匀熔化；S3、研磨制备氧化钙粉末：将块状氧化钙破碎研磨成小颗粒的氧化钙，然后使用100‑150目圆孔筛进行筛分，筛下物继续细磨15min以上，使其通过200‑250目圆孔筛；S4、压制氧化钙片：在8‑12MPa压力下，将氧化钙粉末压制成直径为50‑60mm，厚度为1‑2mm的氧化钙片，并保压3‑5min；S5、将氧化钙片和炉渣投入检测系统中开始检测。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测炉渣反应性能的方法，其特征在于：采用炉渣反应性能检测系统，按照以下步骤进行：S1、渣系配置；S2、渣系升温处理：称取定量配好的炉渣放入升温炉中加热，使渣样均匀熔化；S3、研磨制备氧化钙粉末：将块状氧化钙破碎研磨成小颗粒的氧化钙，然后使用100-150目圆孔筛进行筛分，筛下物继续细磨15min以上，使其通过200-250目圆孔筛；S4、压制氧化钙片：在8-12MPa压力下，将氧化钙粉末压制成直径为50-60mm，厚度为1-2mm的氧化钙片，并保压3-5min；S5、将氧化钙片和炉渣投入检测系统中开始检测。2.根据权利要求1所述的一种用于检测炉渣反应性能的方法，其特征在于：步骤S5的具体过程如下：a1、将氧化钙片放入检测系统的反应槽(230)内，将下方的压力检测仪(400)进行清零操作；a2、将熔化的炉渣倒入反应槽(230)内与氧化钙片接触，此时开始计时；a3、根据压力检测仪(400)记录增加的压力值，通过增压单元进行增压，使压力检测仪(400)记录达到所需的恒定值，保障氧化钙片受力相同；a4、当电信号检测仪(500)检测到电信号发生改变时，停止计时，记录反应时间，以氧化钙片的厚度与时间之比为反应速率，即可表征渣系溶解氧化钙的能力。3.根据权利要求1所述的一种用于检测炉渣反应性能的方法，其特征在于：炉渣反应性能检测系统包括反应单元(200)和电信号检测仪(500)，反应单元(200)包括周侧的绝缘板(210)和底部的导电板(220)，绝缘板(210)和导电板(220)围成用于容纳炉渣和氧化钙的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，
申请(专利权)人：马鞍山赤源冶金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34