[发明专利]模拟高炉炼铁条件下铁矿石状态的测试装置及方法

说明书

本发明提供一种模拟高炉炼铁条件下铁矿石状态的测试装置及方法，属于炼铁原料性能检测技术领域。该装置包括熔滴试验电炉、自动控制装置、气体净化和分析装置及自动采集装置，熔滴炉加热区域为密封的刚玉管，上部密封法兰，气口连接气体测试系统，负荷加在空心的高纯石墨坩埚上，高纯石墨压杆内部有铂铑样品测温热电偶，压杆上端由不锈钢冒保护，下部滴落采用重量传感器，滴落收集室有观察窗及压力传感器。本发明能够准确测定物料在软化收缩、熔融滴落过程中每一点的还原性，是一种综合判断含铁炉料在高炉内的还原‑软化‑滴落行为的方法，负荷还原的测试为判断高炉炉料结构提供更多的理论依据。

技术领域

本发明涉及炼铁原料性能检测技术领域，特别是指一种模拟高炉炼铁条件下铁矿石状态的测试装置及方法。

背景技术

炉料在高炉内，受到荷重和煤气的作用，发生还原、挤压摩擦、软熔、熔融和滴落等物理化学状态。高炉生产以稳定顺行为第一要务，在稳定顺行基础上，要求低碳节能，降低成本。高效率进行高炉生产，了解高炉炉料合理搭配，改善炉料冶金性能很重要。为提高炉料质量必须充分认识炉料在高炉中的行为。以往通过高炉解剖，炉体取样等方式进行了相关研究。在实验室试验方面，炉料各种中温的还原试验，研究者们也进行了荷重高温软化性能都取得了一些进展。但是炉料(烧结矿，球团矿和块矿)在高温软化熔融情况下的还原机理，及还原作为高温软化-熔融的判断的一个影响因素，二者相辅相成，极为少见。

首先我国铁矿石熔滴性能的测定方法多种多样，成功的熔滴试验在于平行样的重现性好，与高炉所反应结果的相一致，可作为高炉判断的辅助手段。目前熔滴试验专利CN202088813U一种铁矿石高温熔滴测定装置，主要针对熔滴炉存在的测定物料温度不准，测定熔滴滴落点不准的问题，寻求自动采集系统；

CN10742978A一种评判铁矿石软熔性能的方法，倾向于更加准确的描述铁矿石软化滴落过程，围绕着软熔带形成机理，对成渣反应竞争行为进行分析，得出不同氧化物对浮氏体成渣反应的影响，来评价用于高炉冶炼的不同成分的铁矿石的软熔性能，基于改性能指导高炉炼铁炉料配比和热工操作。

CN103994997A一种检测高炉用含铁原料软熔性能的方法，是一种使用高温激光共聚焦显微镜对整个升温过程中还原后的矿石的收缩和熔化性能进行连续观察，从而获取铁矿石的高温冶金性能。

CN107142346A一种测定铁矿石软熔透气性的方法，提供一种新的装料方式，在铁矿石层旁边添加焦炭层，铁矿石软熔而导致透气性差是，焦炭作为焦窗，成为气体流动的主要通道，主要目的是改变气体在坩埚内流动时的阻力(尤其是矿石软熔时)，借助高炉内气流运动规律，得出不同铁矿石对高炉透气性的影响。

CN107543777A高炉含铁炉料软熔滴落特性的测试装置及方法，其具有试样量大(2kg)、可提供加热还原气体及可在线解剖料柱进行相关检查分析的特点，放样矿石2000g，上层焦炭200g，下层焦炭200g，试样荷重0.10kg/cm²，流量1L/min。

整个测定含铁炉料软熔滴落行为过程中，还有个最重要的条件还原，在600℃后通入还原性气体CO，一直到最后滴落完成，都有还原反应的发生。荷重高温还原的试验研究是缺失的，随着还原度的不同，炉料的孔隙率，矿物结构开气孔体积等等物理化学特征发生了本质的变化，从而影响软熔和熔融滴落结论，而恰恰是这个还原又可以作为判断炉料结构熔滴的一个重要的手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种模拟高炉炼铁条件下铁矿石各状态的测试装置及方法。