一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法技术

本发明专利技术涉及高炉炼铁用焦炭技术领域，提供了一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，该方法将待测焦炭样品切割为标准圆柱形切样；然后将其横向放置在压力设备下，在常温下对切样进行加压，并对过程中的压力进行在线监测，得到压力曲线；最后通过对压力曲线进行统计分析从而得到焦炭的抗压能力用以表征焦炭的基本强度。本发明专利技术改善了原有焦炭强度检测方法过程中优中选优的问题，也避免了模拟高炉反应过程与实际反应的误差；直接对焦炭的基本强度以及抗热性能进行表征，用以评价高炉入炉焦炭的质量；此项发明专利技术可以简单快速并且准确的对焦炭的基本强度进行检测，为焦炭质量评价体系提供新思路和方法。

【技术实现步骤摘要】
一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法
本专利技术涉及高炉炼铁用焦炭
，尤其涉及一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法。
技术介绍
焦炭作为高炉作业最重要的燃料，在高炉中主要起着四方面的作用：1)燃烧提供能量；2)气化提供还原气体；3)骨架作用；4)铁水渗碳剂。其中骨架作用为不可替代作用，特别是在当前及未来高炉大型化、高喷煤比以及矿石劣化的形势下，骨架作用愈发重要，成为限制降低焦比的重要因素。焦炭的骨架作用要求焦炭具有较高的强度，所以焦炭强度一直是焦炭最重要的指标。随着高炉大型化和高炉喷吹技术的发展，对焦炭质量要求日益严格，同时在人们对高炉内焦炭行为的深入了解的同时，传统的化学组成、筛分组成等指标已不足以全面评价焦炭质量。焦炭的冷态性能、热态性能等新的检验和评定焦炭质量的方法日益得到重视。焦炭在高炉中劣化的模拟指标一般以焦炭的冷态强度(也称机械强度或冷强度)和热态强度来表示，冷态强度包括抗碎强度(M40)和耐磨强度(M10)，通过转鼓试验来测定，但转鼓试验操作不但繁琐同时具有一定的局限性，冷态强度不能反映焦炭在高炉内的二次加热下的热强度。一般是在冷态强度基础上，结合焦炭的热态强度作为综合衡量与评定焦炭热稳定性的主要依据，焦炭的热态强度是指反应性(CRI)及反应后强度(CSR)，是衡量焦炭热态性能的一对重要指标，也是表征焦炭在高炉(炉身和软融带等处)内与CO2发生反应而催化的程度。热态强度指标的提出相对冷态强度指标具有较大的进步，可以很好地弥补只用冷态强度指标评价焦炭质量的不足。然而现有对冷态强度和热态轻度的测定方法步骤繁琐，测定指标繁多，容易造成误差，同时现有测定技术中对热态强度测定的准确定也出现较大偏差，例如，随着煤资源的逐渐短缺，高品质焦炭的产量逐渐下降，在钢铁企业中出现了现有的指标与其在高炉中的应用结果不一致的现象。主要为：普遍认为反应性差的焦炭(CRI:40-50；CRI为焦炭反应性指标，指以损失的焦炭质量与反应前焦样总质量的百分数表示)在高炉中正常使用，而反应性好的焦炭(CSR>70；CSR为焦炭反应后强度，指标以转鼓后大于10mm粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示)在高炉内下降过程中粒度降级严重，造成炉内透气透液性变差，影响高炉的稳定顺行。出现这种差异的主要原因为：(i)焦炭热态性能检测过程中选用的温度制度及气氛制度(恒温1100℃在CO2中反应2小时)与实际高炉中焦炭溶损反应(800℃-1300℃，高炉内溶损反应实际消耗碳：20-30％)有一定的差异，也就是前期对焦炭强度测定的准确性出现了偏差，造成不理想的运行结果。(ii)检测过程中通过破碎机将大块焦炭破碎至23-25mm的标准颗粒，该过程中焦炭优中选优问题严重，且不能够代表入炉焦炭的平均水平。因此，有必要研究一种新的焦炭强度测定方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，该方法避免了现有指标测量过程中优中选优以及测试步骤繁琐的问题，为焦炭基本强度的表征提供新方法，并且对钢铁企业及实验室研究均适用。一方面，本专利技术提供一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，包括：S1：利用设备对随机选取的多块焦炭进行切样处理，获取多块第一待测样品；S2：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第一待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第一待测样品压力信息；S3：将所述多组第一待测样品压力信息进行统计处理，获取第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第一待测样品对应焦炭的冷态强度；S4：预设温度和预设时间，对多块所述第一待测样品在惰性气氛中进行热处理，并冷却至室温，获取多块第二待测样品；S5：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第二待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第二待测样品压力信息；S6：将所述多组第二待测样品压力信息进行统计处理，获取第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第二待测样品对应焦炭的热态强度；S7：根据所述第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值和所述第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，获取所述焦炭的抗热能力。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，S21：预设压力机下降速度，利用所述压力机对每一块所述第一待测样品进行压力测定处理，获取每一块所述第一待测样品压力信息，所述第一待测样品压力信息至少包括所述第一待测样品的临界压力值和所述第一待测样品的压力曲线；S22：对所述多块第一待测样品中的其余每一块所述第一待测样品进行多组S21操作，获取所述多组第一待测样品压力信息。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，S51：预设压力机下降速度，利用所述压力机对每一块所述第二待测样品进行压力测定处理，获取每一块所述第二待测样品压力信息，所述第二待测样品压力信息至少包括所述第二待测样品的临界压力值和所述第二待测样品的压力曲线；S52：对所述多块第二待测样品中的其余每一块所述第二待测样品进行多组S51操作，获取所述多组第二待测样品压力信息。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述设备包括钻孔设备。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述切样处理后的所述第一待测样品为φ10×10mm～φ20×20mm的圆柱形岩心。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设温度为所述热处理的温度，所述热处理的温度为1200～1600℃。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述预设时间为所述热处理的时间，所述热处理的时间为1～5h。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述惰性气氛为氮气或氩气条件下。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述压力机下降速度的方式为恒定速度下降；所述压力机下降速度为0.1～0.5mm/min。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述多组压力测定处理中，所述多组为不小于10组。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述临界压力值为压力曲线首次大幅度骤降时所对应的压力值。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述焦炭的抗热能力通过所述第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值与所述第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值的比值的方式获取。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术通过随机选取焦炭，使待测定的焦炭采样更具有代表性和科学性，改善了原有焦炭强度检测方法过程中优中选优的问题，也避免了模拟高炉反应过程与实际反应的误差；测定后可直接对焦炭的基本强度以及抗热性能进行表征，用以评价高炉入炉焦炭的质量；本专利技术中冷态强度和热态强度的测定方式区别于传统或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，其特征在于，包括：/nS1：利用设备对随机选取的多块焦炭进行切样处理，获取多块第一待测样品；/nS2：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第一待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第一待测样品压力信息；/nS3：将所述多组第一待测样品压力信息进行统计处理，获取第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第一待测样品对应焦炭的冷态强度；/nS4：预设温度和预设时间，对多块所述第一待测样品在惰性气氛中进行热处理，并冷却至室温，获取多块第二待测样品；/nS5：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第二待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第二待测样品压力信息；/nS6：将所述多组第二待测样品压力信息进行统计处理，获取第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第二待测样品对应焦炭的热态强度；/nS7：根据所述第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值和所述第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，获取所述焦炭的抗热能力。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，其特征在于，包括：
S1：利用设备对随机选取的多块焦炭进行切样处理，获取多块第一待测样品；
S2：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第一待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第一待测样品压力信息；
S3：将所述多组第一待测样品压力信息进行统计处理，获取第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第一待测样品对应焦炭的冷态强度；
S4：预设温度和预设时间，对多块所述第一待测样品在惰性气氛中进行热处理，并冷却至室温，获取多块第二待测样品；
S5：预设压力机下降速度，利用所述压力机对多块所述第二待测样品分别进行多组压力测定处理，获取多组第二待测样品压力信息；
S6：将所述多组第二待测样品压力信息进行统计处理，获取第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，即第二待测样品对应焦炭的热态强度；
S7：根据所述第一待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值和所述第二待测样品对应焦炭破碎的平均临界压力值，获取所述焦炭的抗热能力。


2.根据权利要求1所述的测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，其特征在于，所述S2包括：
S21：预设压力机下降速度，利用所述压力机对每一块所述第一待测样品进行压力测定处理，获取每一块所述第一待测样品压力信息，所述第一待测样品压力信息至少包括所述第一待测样品的临界压力值和所述第一待测样品的压力曲线；
S22：对所述多块第一待测样品中的其余每一块所述第一待测样品进行多组S21操作，获取所述多组第一待测样品压力信息。


3.根据权利要求1或2所述的测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，其特征在于，所述S5包括：
S51：预设压力机下降速度，利用所述压力机对每一块所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李克江，李洪涛，孙敏敏，张建良，王子明，姜春鹤，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11