一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111666649A(43)申请公布日2020.09.15(21)申请号202010308962.9(22)申请日2020.04.19(71)申请人辽宁科技大学地址114225辽宁省鞍山市千山中路185号(72)发明人何志军李云飞湛文龙(74)专利代理机构鞍山顺程商标专利代理事务所(普通合伙)21246代理人范伟琪陈晴梅(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F17/11(2006.01)C21B5/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图4页(54)发明名称一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法(57)摘要本发明属于冶金工程技术领域，具体涉及一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法，主要包含单种矿（烧结矿、球团矿、块矿）以及它们的混合炉料进行评价，该方法对炉料软熔过程中的压降P，气体流量Q，温度T，荷重F，收缩的位移h以及时间t进行量纲分析，得到含铁炉料软熔性能特征数（SM），其公式为：；对高炉实际生产所用的炉料进行软熔滴落实验，采集实验过程中的数据，计算含铁炉料的SM值，评价其炉料软熔性能的优劣。该特征数综合考虑了炉料软熔过程中的多个因素，可以更好地表征不同炉料的软熔性能，避免了由某个单一因素表征带来的误差，为全面掌握含铁炉料的熔滴性能提供了理论依据。CN111666649ACN111666649A权利要求书1/2页1.一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法，其特征在于，将含铁炉料软熔过程中的数据进行量纲分析，包括压降P，气体流量Q，温度T，荷重F，收缩的位移h和升温速率H，得到含铁炉料软熔性能特征数SM，——（1）；式（1）中：P为气体通过料层产生的最大压降，单位：Pa；Q为气体流量，单位：L/min；T为软熔区间，单位：℃，公式为——（2），式（2）中ΔT1=T40-T10，T10、T40分别为收缩率为10%和40%所对应的温度，ΔT2=Td-Ts——（3），式（3）中Ts、Td分别为试样压差开始陡升和渣铁开始滴落时的温度；F为炉料所受苛重，单位：N，公式为：——（4），式（4）中A为料层的面积，单位：cm2，——（5），式（5）中R为坩埚半径，单位：cm；h为炉料的相对收缩位移量，单位cm，公式为：——（6），式（6）中ΔH为炉料的最终收缩率；H为升温速率，单位：℃/min。2.根据权利要求1所述的一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法，其特征在于，所述含铁炉料软熔性能的实验步骤如下：（1）配矿：称取预处理好的含铁矿石和焦炭试样，试样粒度：对于烧结矿和块矿粒度为10～12.5mm；对于球团矿平均粒度约10mm，焦炭粒度为10～12.5mm；（2）装样：在石墨坩埚底部放置焦炭压平，然后将配好的铁矿石放入坩埚内压平，最后在含铁矿石层上再铺设焦炭层，启动荷重对试样施加1±0.01kg/cm2的压力；（3）实验：将石墨坩埚放入铁矿石熔滴测定装置内，检查气路密闭性合格后，开始实验程序；实验过程中的升温制度与气氛控制如表所示；（4）结束：当出现铁水滴落现象后，通入N2保护降温至室温，结束实验。3.根据权利要求1所述的评价高炉炉料软熔性能的方法，其特征在于，所述含铁炉料为高炉炼铁所用的天然块矿、球团矿、烧结矿中的任一种或者任意两种以上组合。4.根据权利要求2所述的一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法，其特征在于，所述铁矿石熔滴测定装置中包括外壳、升降电机、加热棒和热电偶，外壳顶部连接升降电机，外壳底部设有进气口和取样口，外壳的上部设有荷重，荷重上方连接升降电机，荷重下方的外壳外侧设有加热棒和热电偶，加热棒和热电偶与石墨坩埚放置区域相对应，所述升降电机与位移传感器电连接，所述升降电机为蜗轮蜗杆升降机。5.根据权利要求4所述的评价高炉炉料软熔性能的方法，其特征在于，所述外壳为刚玉管。2CN111666649A权利要求书2/2页6.根据权利要求4所述的评价高炉炉料软熔性能的方法，其特征在于，所述荷重为3~10公斤的铸铁砝码。3CN111666649A说明书1/7页一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法技术领域[0001]本发明属于冶金工程技术领域，具体涉及一种评价高炉含铁炉料软熔性能的方法。背景技术[0002]高炉解剖使人们认识到软熔带的存在，它是指高炉炉料从软化开始到熔融滴落的过程，软熔带的性质与高炉内的煤气分布、热交换、还原过程和透气性能都具有很高的相关性。[0003]研究高炉不同炉料结构的软熔性能对探究最佳高炉炉料结构、降低高炉炼铁生产成本、保证高炉顺行以及打造环境友好型钢企有重要意义。高炉入炉铁矿石自身冶金性能的好坏是影响整个高炉炼铁过程顺行以及产品质量的关键因素。[0004]近年来，学者们对软熔带的性能变化规律进行了深入研究，主要是借助熔滴