[发明专利]一种高温胶真空封装铁焦后定量分析表面气化反应的方法

说明书

本发明公开了一种高温胶真空封装铁焦后定量分析表面气化反应的方法，通过采用无机高温胶对铁焦进行真空封装，排除了铁焦底面、侧面发生气化反应对表面炭基质气化反应的干扰，实现了铁焦定面气化反应与分析的效果。本发明中无机高温胶还可以作为铁焦的骨架，同时本发明使用3D显微镜观测样品表面选定区域内的气孔总面积、总表面积和气孔总体积，并建立了不同温度下铁焦气化反应过程中表面形貌特征随时间的变化关系，并以此定量的描述铁焦在高炉内部气化消耗机制，形成了基于表面形貌演变的铁焦气化反应性评价方法。该方法可为高炉炼铁时铁焦的质量评价、合理添加比例的调控提供理论指导，达到提高冶炼效率、降低焦比及绿色冶金的目的。

技术领域

本发明涉及冶金化工技术领域，尤其涉及一种高温胶真空封装铁焦后定量分析表面气化反应的方法。

背景技术

焦炭作为高炉冶炼必不可少的炉料，其料柱骨架作用对保证高炉顺行、提高高炉冶炼效率至关重要，这也是过去普遍追求高反应后强度焦炭的原因。随着优质炼焦煤资源和矿石资源的减少，以及对环境保护的重视，高反应性铁焦的开发应用受到了广泛关注。高反应性铁焦中金属铁对碳溶损反应具有强催化作用，能降低焦炭快速反应的开始温度从而能降低高炉储热区温度、同时它能提高碳溶损反应速率，从而提高铁矿石在间接还原区间的还原度，进而降低高炉焦比、提高高炉冶炼效率、减少CO₂排放等优点，因而被作为最主流的高反应性焦炭广泛应用于高炉冶炼中。

为了有效评价铁焦中金属铁对碳溶损率的影响程度、铁焦中碳反应速率的变化程度及铁焦反应后强度等问题，同时也为了科学指导铁焦生产工艺、提高铁焦质量和为高炉冶炼提供技术参数，亟需研发一种新铁焦热态性能的检测技术。

目前，国内外尚未见铁焦热态性能检测方法的文献资料，只有焦炭方面的反应性检测方法。中华人民共和国国家标准GB/T4000-2008中，介绍了焦炭反应性及反应后强度试验方法。焦炭反应性(CRI)：称取一定质量的焦炭试样，置于反应器中，在1100℃±5℃时与CO₂反应2小时后，以焦炭质量的损失的百分数表示；焦炭反应后强度(CSR)：反应后焦炭经转鼓试验后，以大于10毫米粒级焦炭占反应后焦炭的质量百分数表示。

现有技术中所提供的焦炭反应性测定方法用于检测铁焦的热态性能存在以下问题:(1)若以反应前后质量的变化表示铁焦的反应性是不科学的，因为铁焦与CO₂反应过程中不仅有铁焦中碳发生溶损反应引起质量的减少，而且还有铁焦中金属铁在起催化作用时，被CO₂氧化成铁氧化物引质量的增加。因此用铁焦反应前后质量变化无法准确表征铁焦的反应性。(2)若以铁焦的反应过程中反应尾气CO和CO₂组成的变化情况来表征铁焦的反应性也是不科学的，在高温情况下金属铁与CO₂反应生成CO和铁氧化物，会增加反应过程中反应气CO的浓度，从而造成夸大铁焦的反应性。(3)现有焦炭反应性测量标准是在一定温度下与二氧化碳反应2小时，无法真正模拟焦炭在高炉内的行为过程(焦炭经过储热带是一个缓慢升温过程)。

因此，如果用现行的焦炭反应性和反应后强度试验方法检测铁焦反应性，有可能会对铁焦高温性能优劣的评价形成误导。因此，对于炼铁和炼焦工作者来说，都迫切需要提供一种新铁焦热态性能的检测方法，为调整高炉操作提供科学依据。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的不足，解决了铁焦气化反应过程中受自身结构影响而存在明显扩散作用的问题，提供一种高温胶真空封装铁焦后定量分析表面气化反应的方法，通过采用无机高温胶对铁焦进行真空封装，使得铁焦表面(除参与反应表面外)被高温胶保护，保证气化反应在指定面进行，排除铁焦样品其他反应表面气化反应对指定表面反应的干扰，便于定量分析铁焦表面特定区域的变化过程。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种高温胶真空封装铁焦后定量分析表面气化反应的方法，包括如下步骤：

S1、将铁焦样品置于模具中，然后用无机高温胶进行真空封装；