高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置及方法.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CN110687004A(43)申请公布日2020.01.14(21)申请号201910944420.8(22)申请日2019.09.30(71)申请人鞍钢股份有限公司地址114021辽宁省鞍山市铁西区鞍钢厂区内(72)发明人周明顺王义栋赵东明顾颜李仲张辉翟立委刘杰徐礼兵吴远飞袁慧(51)Int.Cl.G01N5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置及方法(57)摘要本发明公开一种高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置，包括输气系统和测试系统，测试系统包括加料斗，与加料斗连通的反应管，反应管外围设有加热炉，加热炉内设有控温电偶并与计算机控制系统连接，加热炉底部连接升降保温机构，推动加热炉围绕反应管升降与反应管的保温；反应管下部设有排气管，底部设有排料阀；所述输气装置连接加料斗的入气口。CN110687004ACN110687004A权利要求书1/2页1.一种高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置，包括输气系统和测试系统，其特征在于：测试系统包括加料斗，与加料斗连通的反应管，反应管外围设有加热炉，加热炉内设有控温电偶并与计算机控制系统连接，加热炉底部连接升降保温机构，推动加热炉围绕反应管升降，实现反应管的保温；反应管下部设有排气管，底部设有排料阀；所述输气装置连接加料斗的入气口。2.根据权利要求1所述的高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置，其特征在于：所述反应管为内径70mm～80mm的耐热不锈钢管，其有效长度至少可盛装8段试料。3.根据权利要求1所述的高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置，其特征在于：所述控温电偶为4～6个。4.根据权利要求1所述的高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置，其特征在于：所述输气系统包括氮气气瓶、一氧化碳气瓶、二氧化碳气瓶、氮气质量流量计、一氧化碳质量流量计、二氧化碳质量流量剂，混气罐和反应气质量流量计。5.一种根据权利要求1-4任意一项所述高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置的测试方法，其特征在于包括测试参数设计、试样加装、系统气密性检测、控温冶炼性能测试、试验数据处理，具体步骤如下：1)测试参数设计，将铁矿石试样分成5组，第1组到第5组铁矿石冶炼特性检测周期分别为90～130min、130～160min、160～190min、190～220min和220～250min；第1组到第5组铁矿石冶炼特性检测反应气体流量分别为9L/min-15L/min；铁矿石冶炼特性检测反应气体组成统一为30％～40％的CO配加60％～70％N2；2)第一组试样加装，向反应立管中添加烘干的焦炭试样800～1000g为铺底料柱；将烘干后的铁矿物试样加入试样料管内，为第8段铁矿试样；再加入第七样八段焦炭试样作为焦炭分隔段；按上述方法分别装入7段、6段…1段铁矿物试料与焦炭分隔段；第一段到第八段铁矿物试料间的总高度，并做记号，为炉体运行的起点与终点；3)系统气密性检测，将装好试料的反应管上部装料斗用密封盖密封，反应管下部出料口密封，尾气排气口切断；向还原立管通入N2，使实验料管内部压力保持在0.1～0.2MPa左右，10～15min后反应管内压力稳定不变，可视为系统密封良好，可进行正式试验；若压力显示值下降，必需重新检查还原立管两端密封状态，直到试验系统密封效果达到要求时方能进行正式试验；4)控温冶炼性能测试，通过升降保温机构保证加热炉炉体中心与第一段试样中心对齐；启动升温程序，当温度达到200±2.0℃时，向还原立管通入5±0.05L/min的N2保护气；温度升到1000±10℃后改通反应气体，同时炉膛温度下降、加热炉下行开始，还原反应计时开始；加热炉通过升降保温机构按第一组试样试验周期匀速下降；加热炉运行至第8段试样中心的温度为300±3.0℃；当加热炉运行至终点时炉膛温度刚好控制下降到200±2.0℃，还原反应结束，改反应气为N2；5)由排料阀分别排放反应后的8段铁矿石，称取每段各自的残留质量，根据失重量计算每段铁矿石试样的最终还原度；或按每段铁矿石试样实际质量，用ISO转鼓机完成低温粉化率的测定；6)按上述方法对第二组、第三组、第四组和第五组试样，按各自试验周期、气体温度控制参数进行冶炼性能测试，获得每组8段试样的还原度或低温还原粉化率的检测数据；依据2CN110687004A权利要求书2/2页所得检测数据，绘制高炉块状带铁矿石还原性场图或铁矿石还原粉化性场图。6.根据权利要求5所述的高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述铁矿石和焦炭试样粒度为10～12.5mm，在105℃±5℃的温度下烘干。7.根据权利要求5所述的高炉块状带铁矿石冶炼性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述铁矿石为烧