[发明专利]一种模拟高炉动态反应下焦炭劣化评价方法

说明书

本发明涉及一种模拟高炉动态反应下焦炭劣化评价方法，选取冶金焦炭，并对焦炭破碎、磨球、筛分，选取粒径为D₀～D_i焦炭试样，质量m₀，记录数量x₀；装料；动态高温反应0.5～20h；称取反应后剩余的焦炭质量为m₁；一部分焦炭进行转鼓试验，分别称量转鼓前和转鼓后粒度大于的焦炭，质量计为m_前、m_后。并记录转鼓后粒度大于的数量x₁；另一部分焦炭进行耐压测试，记为P_i，并计算出平均值利用焦炭综合质量指数综合评价焦炭质量。优点是：实现了高炉内部焦炭的耦合性评价。

技术领域

本发明涉及一种模拟高炉动态反应下焦炭劣化评价方法。

背景技术

高炉原料焦炭质量的评价目前仅局限于实验室固定条件参数下的理想评价方法，实验过程中焦炭的反应温度、时间、气氛等影响因素与高炉内实际反应条件差异较大，尤其是完全没有考虑高炉内焦炭与铁矿还原对焦炭质量的影响以及焦炭粒度的变化，且反应条件不改变。为此被专家学者质疑，认为实验室内焦炭的质量评价并不能代表高炉内焦炭的实际反应行为。

在高炉下部(大于1100℃区域)，焦炭与含铁矿物发生直接还原反应，焦炭、含铁矿物自身因素与外界环境(包括温度、气氛等)对焦炭与铁矿还原都会产生影响，且不同区域呈不规律变化，所以目前焦炭热态反应性和反应后强度检测方法已经不再适合非1100℃区域焦炭的评价，为了在实验室条件下基本掌握焦炭在高炉内部实际反应行为，有必要研究基于焦炭(粒度)-气氛-含铁矿物为反应原料的因素可变条件下的焦炭质量评价方法。

原料从高炉装料口进入后，随着炉料下降，温度逐渐升高，料柱反应气氛中的CO₂浓度逐渐下降，且随着炉料下降，含铁矿物及还原产物逐渐液化，液相逐渐增多，为此，基于可变温度、可变气氛及焦炭接触并与含铁矿物反应条件下焦炭的高温反应检测与评价，能更好的反应高炉内多相可变条件下的焦炭质量变化行为。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种模拟高炉动态反应下焦炭劣化评价方法，模拟高炉内部实际反应条件下的焦炭样品评价，对比分析焦炭在高炉动态运转过程中焦炭与含铁矿物及不同气氛下的动态反应行为及变化规律，进而掌握不同质量焦炭在高炉内部的实际反应情况。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种模拟高炉动态反应下焦炭劣化评价方法，包括以下步骤：

1)选取冶金焦炭，并对焦炭破碎、磨球、筛分，选取粒径为D₀～D_i焦炭试样，质量m₀，记录数量x₀；

2)装料；

3)动态高温反应；

4)称取反应后剩余的焦炭质量为m₁；

5)步骤4)中一部分焦炭进行转鼓试验，分别称量转鼓前和转鼓后粒度大于的焦炭，质量计为m_前、m_后；并记录转鼓后粒度大于的数量x₁；

6)步骤4)中另一部分焦炭进行耐压测试，记为P_i，并计算出平均值

7)利用焦炭综合质量指数综合评价焦炭质量，所述的焦炭综合质量指数包括焦炭反应度CRI、焦炭高温反应劣化度SDI、焦炭的高温反应耐压力平均值

焦炭反应度CRI：

式(1)中：m₀、m₁的单位为kg；

焦炭高温反应劣化度SDI：