[发明专利]一种高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法

说明书

本发明公开了一种高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法，包括以下步骤：步骤一：将烘干后的焦炭和铁矿石试料按指定方式放置在石墨坩埚内；步骤二：将石墨坩埚放置在高温炉内，向高温炉内持续通入N₂；步骤三：将石墨坩埚放置在高温炉内，使用真空泵向高温炉内持续抽气；步骤四：控制高温炉升温，升温同时对还原气体中各气体成分的流量进行控制；同时按设定压力控制方式根据温度采集装置采集到的高温炉的炉温对施加在铁矿石试料上的压力进行控制；步骤五：数据采集及计算。本发明的方法能模拟炼铁高炉实际工作气氛，并能够动态调整铁矿石试料上的载荷，使得采用本发明的方法得到的试验结果能更接近于炼铁高炉的实际运转情况。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法。

背景技术

铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，通常以烧结矿、球团矿或块矿的形式进入高炉，低温的矿石在高炉内下降过程中被煤气由外向内逐渐夺取氧而还原，同时又与煤气发生热交换得到热量。矿石升温过程中发生软化、熔融滴落，实现渣铁分离，而矿石的软化熔融温度以及软化与软熔的温度区间对高炉的透气性和燃料消耗具有显著的影响。

铁矿石高温荷重还原熔融滴落实验用于检测铁矿石软熔、滴落的性能，它通过模拟高炉冶炼状态下铁矿石的膨胀量、软化区间、还原气的压力差、软熔区间和滴落温度等重要参数，是评价烧结矿、球团矿、块矿等高炉冶炼性能的一种重要检测手段。

现有技术中，针对铁矿石高温荷重还原软熔滴落性能的测定方法主要包括以下步骤：

步骤1)将烘干后的铁矿石试料和焦炭按规定依次放置在石墨坩埚内；

步骤2)将石墨坩埚放置到高温炉内，并对高温炉进行气密性检查；

步骤3)将石墨坩埚放置到高温炉内，并将高温炉炉膛内的混合气体抽出，待高温炉膛内的压力为10Pa时，即认为炉膛内的气氛达到实验要求；

步骤4)按照设定升温方式对高温炉进行升温控制；在高温炉的炉温为500℃以前通入N₂，到炉温为500℃时切换为还原气体，还原气体为CO和N₂的混合气体，试验结束后再次通入N₂，直到石墨坩埚内物料层的温度低于200℃；

步骤5)数据采集及处理。

通过上述试验步骤可以看出，采用现有的测定方法在对铁矿石的性能进行测定时，存在以下几个方面的问题：1、该测定方法的步骤4)中，还原气体仅由CO和N₂组成，试验气氛单一，同时整个试验过程中，还原气体的流量为定值，不能实现气氛的连续变化，因此该方法不能模拟高炉实际气氛；2、在整个试验过程中，施加在铁矿石试料上的荷载固定，没有考虑到铁矿石在高炉冶炼过程中，料柱压力随铁矿石物料所处位置差异导致的料柱对铁矿石物料压力的变化；3、升温速率不符合高炉实际，与铁矿石物料在高炉下降过程中的温度变化情况存在差异。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能模拟高炉实际工作气氛，并能够动态调整铁矿石试料上载荷的高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高温连续变压、变气氛条件下铁矿石性能测定方法，包括以下步骤：

步骤一：将烘干后的焦炭和铁矿石试料按指定方式放置在石墨坩埚内；

步骤二：将石墨坩埚放置在高温炉内，向高温炉内持续通入N₂，直到高温炉内的压力和高温炉外的压力差不小于2×10⁴Pa，即认为高温炉气密性良好；

步骤三：使用真空泵将高温炉炉膛内的混合气体抽出，待高温炉膛内的压力达到设定实验要求时，开始升温；