[发明专利]高炉料熔炼性能匹配度的测试方法

说明书

本发明公开了一种高炉料熔炼性能匹配度的测试方法，属于高炉炼钢技术领域。该测试方法为将焦炭试样与烧结矿试样、球团矿试样进行组合，得到的待测试样中，焦炭与烧结矿、焦炭与球团矿及烧结矿与球团矿在熔炼时能面面接触，待熔炼结束后，切开待测试样并观察焦碳‑烧结矿结合面，焦炭‑球团矿结合面和烧结矿‑球团矿结合面的熔炼度，并以此来分析焦、矿熔炼性能的匹配情况。该测定方法操作简单，测定结果准确，为高炉配料提供科学和有效的依据，有效的指导了高炉的顺利推行。

技术领域

本发明涉及高炉原料的选择，属于高炉炼钢技术领域，具体地涉及一种高炉料熔炼性能匹配度的测试方法。

背景技术

高炉布料在保证高炉顺利进行过程中起至关重要的作用，炼铁学基本理论和高炉生产实践均证明，优化高炉炼铁原燃料质量和冶金性能既是高炉实现高效化、大型化、长寿化、节能减排的前提条件，也是提高喷煤比、降低焦比和燃料比的基础条件。所谓优化炉料质量即是提高炉料质量：入炉矿品位高，渣量少和改善原燃料性能等。大高炉炉料做到入炉矿品位≥58％、炉料含低SiO₂、低Al₂O₃、低MgO，高炉渣比在300kg/t铁以下，焦炭的反应性(CRI)≤25％，反应后的强度在≥65％等，这是保证大高炉生产稳定顺行、高效、低耗和大喷煤的必要条件。

然而，高炉入炉铁原料和焦炭在高温下会发生还原反应，并随温度升高，铁原料会熔融软化，由于铁原料的软熔性能会受到其成分、结构和矿物组成的影响，因此，炉料还原性能、软熔温度差异较大时，高炉会受原料性能匹配度差的影响，使高炉的粉化区域和融滴区域变化，粉化区域变宽会使料柱透气性变差，影响高炉顺行，融滴区域变宽不仅会使高炉透气性变差，还会使炉壁粘接，这对设备和产能损害很大。因此，设计一种测试高炉料熔炼性匹配度的方法，可为高炉配料提供科学和有效的数据，是指导高炉配料的一项重要手段。

目前，关于铁矿软熔性能试样的制作和测试方法为：选取10～12.5mm的铁矿石和焦炭，按照一层焦和一层矿铺入坩埚，然后进行高温性能测试，这样的测试结果只能反映单种矿的熔炼性，由于每次试验的条件和原料的会有波动，因此，该试验不能同时反映不同铁矿原料的熔炼程度和软熔性能的匹配效果。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种高炉料熔炼性能匹配度的测试方法。该测试方法通过对试样进行加工和组合，达到了在相同条件下同时进行焦炭、烧结矿和球团矿接触面之间两两相互反应的目的，只需在测试结束后切开试样，并测试内部焦炭-烧结矿、焦炭-球团矿及烧结矿-球团矿之间的反应程度和差异，即可分析不同铁矿原料熔炼性能的差异和匹配程度。

为实现上述目的，本发明公开了一种高炉料熔炼性能匹配度的测试方法，它包括如下步骤：

1)制备待测试样：所述待测试样为焦炭试样与铁矿试样的组合试样，所述焦炭试样为实心立方体结构，沿实心立方体的一侧开设凹槽，所述凹槽的内侧面均为波纹面；所述铁矿试样由形状相同、体积相同的烧结矿与球团矿组成，所述烧结矿与球团矿沿所述铁矿试样的中心轴线方向对称设置，所述烧结矿与球团矿组成所述铁矿试样的顶部与端部，所述铁矿试样的顶部插入焦炭试样的凹槽中；

2)熔炼待测试样：取所述步骤1)制备的待测试样置于带透气底板的石墨坩埚中，保证待测试样中铁矿试样的端部与透气底板相接触，在待测试样与石墨坩埚的四周空隙中填充焦炭粉，再在待测试样中焦炭试样的顶面放置一个带测温热电偶的增压杆，由石墨坩埚底部通入还原气体，所述还原气体由CO、CO₂和N₂组成；设置熔炼温度为900～1300℃，熔炼反应2～3h后降温、冷却，取出待测试样；

3)分析待测试样的熔炼性能匹配度：取所述步骤2)熔炼后的待测试样并沿纵向截面剖切，测量并计算焦炭-烧结矿接合面处焦炭减少的最大厚度，焦炭-球团矿接合面处焦炭减少的最大厚度，烧结矿-球团矿接合面处烧结矿一侧生成的海绵铁层最大厚度，球团矿一侧生成的海绵铁层最大厚度。