一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法：对要测试燃料按粒级分组，将试验用熔剂及铁矿粉分别研磨；在铁矿粉中加入溶剂；在混合料中加入燃料中的一组并混匀；装入烧结筒；将烧结筒密封套管中；烧结；破碎；对其余分组燃料采上述步骤分别重复进行；分别进行还原，并进行冶金性能评判。试验用装置：由加热炉、密封套管、进气管及热电偶、烧结筒、支撑座、排气管、流量计、抽气泵组成，其烧结筒为伸缩式；支撑座为中空式，在中空式支撑座的下端连接负压室，排气管与负压室连接。本发明专利技术通过不同粒径的燃料对烧结矿内部孔洞的影响规律，再经测试和分析不同孔洞烧结矿对其还原过程的影响，来优化烧结燃料的粒度组成，以稳定烧结矿冶金性能。
【技术实现步骤摘要】
一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法及装置
本专利技术涉及一种试验方法及装置，具体地属于对烧结矿还原性的方法及装置，确切地为一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法及装置。
技术介绍
烧结用燃料的粒度对烧结矿内孔洞的尺寸和结构有很大影响，进而还会影响到烧结矿高温下还原速率，这样对高炉内炉料软熔区间的宽窄、气流的分布和炉型均会产生影响，为实现高炉稳定顺行，需要控制烧结矿的还原性能在合理范围内波动，因此，通过测试燃料粒度对烧结矿孔洞尺寸和数量的影响来稳定烧结矿的还原性能成为一条可行途径。但是在目前的实验中，仅采用的是检测产品烧结矿的还原性能，而不是从烧结源头燃料方面分析烧结矿结构和还原性能的变化情况，以从高炉冶炼需求出发，来调节烧结配煤结构和工艺。经检索：中国专利申请号为201711003699.7的文献，其公开了一种《涉及5mm以上铁矿石烧结后孔洞化试样的制作及测试方法》。其针对的是直径为5mm以上铁矿石埋入特制的混合料中进行烧结，在烧结完成后切开烧结试样，测量和统计铁矿内部在烧结后的孔洞率和尺寸分布，分析孔洞结构随矿石品种、温度和时间的变化规律，其虽然可准确模拟烧结生产过程；在焙烧筒中装好铁矿石和特质的混合料，送入加热炉进行烧结，方便精确控制、操作简便；插入空心铝管并采用带网孔底板的刚玉筒，保证烧结时混合料中形成均匀合理的气流通道，可提高烧结试验中烧结的质量，也为后续生产工作提供准确参数并起到一定指导作用，但其未能从燃料方面入手测试烧结矿内部结构随燃料的变化情况，及进一步研究对烧结矿还原性能的影响规律。中国专利申请号为201610498112.3的文献，其公开了《一种烧结熔剂高温反应性能的检测方法》，其是将待检测烧结熔剂和铁矿粉标准试样按碱度1.6～2.4配料，并充分混匀；将混匀料分别至少压制成4个直径15mm～25mm，高3mm～10mm的圆形小饼；分别将小饼试样放在微型烧结炉中的试样座上，按特定控温程序升温、恒温和降温；当小饼在1000～1050℃中的某一温度、800～850℃中的某一温度、600～650℃中的某一温度和50～100℃中的某一温度恒温时，分别快速从试验装置中取出1个小饼，测定反应后小饼在该温度下的抗压强度。该文献针对高碱度烧结矿的成矿机理，通过测定烧结熔剂与标准试样反应后的粘结相抗压强度，虽然能够客观、准确的检测熔剂在烧结过程中的高温反应性能，但不能描述造成强度差异得原因，另外，该方法使用的原料未对粒度进行分级，也未添加燃料，与现场生产原料有差异，不能准确描述实际烧结矿的全部行为。中国专利申请号为201710100489.3的文献，其公开了《一种烧结燃料粒度的控制方法》，其所述控制方法包括：控制烧结原料的平均粒径D为2.5-6.5mm；根据所述烧结原料的平均粒径调节烧结燃料平均粒径，控制所述烧结燃料的平均粒径d为1.5-3mm，同时，控制所述烧结燃料平均粒径与所述烧结原料平均粒径的比值范围为0.3≤d/D≤0.6。该文献虽然根据烧结原料粒度对烧结燃料粒度进行调节，使烧结燃料粒度与烧结原料粒度合理匹配，燃料燃烧速度适中，烧结料层透气性好，液相反应完全，达到提高烧结矿质量和降低燃耗的技术效果，但未能反映不同粒度的燃料对烧结矿高温还原性能的影响。中国专利申请号为201210091008.4的文献，其公开了《一种烧结固体燃料粒度在线检测方法及检测装置》，其检测方法包括：固体燃料的平整压平，粒度的图像数据采集，粒度的图像数据提取，粒度的图像数据预处理，粒度的图像分割处理，粒度的图像特征提取，粒度的图像特征统计及分析。检测装置包括：在带有侧托辊的燃料皮带上选取一段并在燃料皮带下方设置一排直托辊，在侧托辊与直托辊的交界处设置一块刮板，在刮板后设置一压平辊，在燃料皮带上方设置一光源照在待测燃料平面上，在待测燃料平面上方设置一台图像采集设备。该文献通过计算机进行图像处理、特征提取与分析计算，虽能检测出固体燃料粒度分布密度，解决了人工检测劳动强度大，检测时间长，数据实时性差等问题，但只对固体燃料粒度进行了检测和分类，未能解决其如何应用的问题。
技术实现思路
本专利技术在于克服现有技术存在的不足，提供一种通过不同粒径的燃料对烧结矿内部孔洞的影响规律，然后再通过测试和分析不同孔洞结构的烧结矿对其还原过程的影响，来优化烧结燃料的粒度组成，以达到稳定烧结矿冶金性能的试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法及装置。实现上述目的的技术措施一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法，其步骤：1）将要测试的燃料按粒级分组，即按照：≤1.0mm、大于1.0至≤2.0mm、大于2.0至≤3.0mm、大于3.0mm分组；将试验用熔剂及铁矿粉分别研磨至≤1.0mm；所述熔剂为生石灰与石灰石的混合物；2）在粒度≤1.0mm的铁矿粉中加入粒度≤1.0mm的溶剂，熔剂的加入量以使经混合后料的二元碱度CaO/SiO2在1.85~2.05；3）在步骤2）的混合料中加入步骤1）中四组燃料中的一组并混合均匀，其加入量按本组实验总重量的3.50~3.65%执行；4）将步骤3）的混合料装入烧结筒中；5）将装入混合料的烧结筒通过支撑座置入加热炉内的密封套管中；6）进行烧结，其烧结制度：A、升温阶段密封套管内温度在900℃之前：烧结气氛为空气，其流量在1.5~2.5L/min；其间，当升温至600℃时的烧结时间不超过5min，自600℃~900℃的时间不超过1.5min；升温至900℃时，改变炉内气氛为混合气，其体积百分比为：90%的空气：5%的CO，5%的CO2，流量在1.5~2.5L/min；其间控制升温至1200℃时的烧结时间不超过5min，自1200℃至最高设定温度的烧结时间不超过1.5min；B、保温阶段在最高设定温度下保温时间不超过3min，期间的气氛的体积百分比为：90%的空气及10%的CO2；C、冷却阶段保温结束后开始采用空气冷却至室温，空气流量在1.5~2.5L/min；其间：降温至1100℃时的时间不超过2min，降温至1000℃时的时间不超过1.5min，降温至100℃时的时间不超过5min；7）取出测试样后进行破碎，将测试样破碎成粒度在10~12.5mm；8）对步骤1）中不同粒度的其余分组燃料采用上述步骤2）至7）进行重复，直至全部结束；9）对经破碎后的各试样分别进行还原：A、各试样各取出500g，并装入还原管后置入还原炉内；B、分别对各试样进行加热，保护气体为N2：还原炉内温度不超过150℃；其间：控制升温速度不超过10℃/min；还原管内温度在900℃之前，N2的流量在10~15L/min；当还原管内温度达到900℃时，N2的流量在11~15L/min，并在900℃状态下保温，保温时间不低于30min；C、进行还原试验：在气体流量为10~15L/min不变的情况下，由还原气体取代氮气，其还原气体的组成，体积比：30%的CO，70%的N2，在其气氛下还原3h；并在开始的15min之前，应每1min记录一次试样的质量情况；D、试验结束后停止还原气体的输入，改为在氮气保护下将试样冷却至不超过100℃；E、对还原过程中不同孔径试样进行分析，并依据记录情况作出各组试样的减重曲线，以对不同粒度燃料烧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法，其步骤：1）将要测试的燃料按粒级分组，即按照：≤1.0mm、大于1.0至≤2.0mm、大于2.0至≤3.0mm、大于3.0mm分组；将试验用熔剂及铁矿粉分别研磨至≤1.0mm；所述熔剂为生石灰与石灰石的混合物；2）在粒度≤1.0mm的铁矿粉中加入粒度≤1.0mm的溶剂，熔剂的加入量以使经混合后料的二元碱度CaO/SiO2在1.95~2.05；3）在步骤2）的混合料中加入步骤1）中四组燃料中的一组并混合均匀，其加入量按本组实验总重量的3.50~3.65%执行；4）将步骤3）的混合料装入烧结筒中；5）将装入混合料的烧结筒通过支撑座置入加热炉内的密封套管中；6）进行烧结，其烧结制度：A、升温阶段密封套管内温度在900℃之前：烧结气氛为空气，其流量在1.5~2.5L/min；其间，当升温至600℃时的烧结时间不超过5min，自600℃~900℃的时间不超过1.5min；升温至900℃时，改变炉内气氛为混合气，其体积百分比为：90%的空气：5%的CO，5%的CO2，流量在1.5~2.5L/min；其间控制升温至1200℃时的烧结时间不超过5min，自1200℃至最高设定温度的烧结时间不超过1.5min；B、保温阶段在最高设定温度下保温时间不超过3min，期间的气氛的体积百分比为：90%的空气及10%的CO2；C、冷却阶段保温结束后开始采用空气冷却至室温，空气流量在1.5~2.5L/min；其间：降温至1100℃时的时间不超过2min，降温至1000℃时的时间不超过1.5min，降温至100℃时的时间不超过5min；7）取出测试样后进行破碎，将测试样破碎成粒度在10~12.5mm；8）对步骤1）中不同粒度的其余分组燃料采用上述步骤2）至7）进行重复，直至全部结束；9）对经破碎后的各试样分别在常规还原炉内进行还原： A、各试样各取出500g，并装入还原管后置入还原炉内；B、分别对各试样进行加热，保护气体为N2：还原炉内温度不超过150℃；其间：控制升温速度不超过10℃/min；还原管内温度在900℃之前，N2的流量在10~15L/min；当还原管内温度达到900℃时，N2的流量在11~15L/min，并在900℃状态下保温，保温时间不低于30min；C、进行还原试验：在气体流量为10~15L/min不变的情况下，由还原气体取代氮气，其还原气体的组成，体积比：30%的CO，70%的N2，在其气氛下还原3h；并在开始的15min之前，应每1min记录一次试样的质量情况；D、试验结束后停止还原气体的输入，改为在氮气保护下将试样冷却至不超过100℃；E、对还原过程中不同孔径试样进行分析，并依据记录情况作出各组试样的减重曲线，以对不同粒度燃料烧结后的试样进行冶金性能评判。...
【技术特征摘要】
1.一种试验不同燃料粒度对烧结矿还原性差异影响的方法，其步骤：1）将要测试的燃料按粒级分组，即按照：≤1.0mm、大于1.0至≤2.0mm、大于2.0至≤3.0mm、大于3.0mm分组；将试验用熔剂及铁矿粉分别研磨至≤1.0mm；所述熔剂为生石灰与石灰石的混合物；2）在粒度≤1.0mm的铁矿粉中加入粒度≤1.0mm的溶剂，熔剂的加入量以使经混合后料的二元碱度CaO/SiO2在1.95~2.05；3）在步骤2）的混合料中加入步骤1）中四组燃料中的一组并混合均匀，其加入量按本组实验总重量的3.50~3.65%执行；4）将步骤3）的混合料装入烧结筒中；5）将装入混合料的烧结筒通过支撑座置入加热炉内的密封套管中；6）进行烧结，其烧结制度：A、升温阶段密封套管内温度在900℃之前：烧结气氛为空气，其流量在1.5~2.5L/min；其间，当升温至600℃时的烧结时间不超过5min，自600℃~900℃的时间不超过1.5min；升温至900℃时，改变炉内气氛为混合气，其体积百分比为：90%的空气：5%的CO，5%的CO2，流量在1.5~2.5L/min；其间控制升温至1200℃时的烧结时间不超过5min，自1200℃至最高设定温度的烧结时间不超过1.5min；B、保温阶段在最高设定温度下保温时间不超过3min，期间的气氛的体积百分比为：90%的空气及10%的CO2；C、冷却阶段保温结束后开始采用空气冷却至室温，空气流量在1.5~2.5L/min；其间：降温至1100℃时的时间不超过2min，降温至1000℃时的时间不超过1.5min，降温至100℃时的时间不超过5min；7）取出测试样后进行破碎，将测试样破碎成粒度在10...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖志新，宋召，鲁婷，朱玉斌，李昕，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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