一种测量焦炭高温冶金性能的装置和方法.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CN106680135A(43)申请公布日2017.05.17(21)申请号201610986175.3(22)申请日2016.11.09(71)申请人山东钢铁股份有限公司地址271104山东省莱芜市钢城区府前大街99号(72)发明人陈艳辉李琳张凡敏张红启潘林丁鑫志赵红雨李培言张明姬光刚徐春玲刘苗唐凌剑王辉(74)专利代理机构北京方安思达知识产权代理有限公司11472代理人王宇杨李彪(51)Int.Cl.G01N5/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种测量焦炭高温冶金性能的装置和方法(57)摘要本发明公开了一种检测高温下焦炭的冶金性能的装置和方法，所述装置包括反应器、电炉和尾气称量装置，所述尾气称量装置包括气体收集装置和称重装置；所述反应器包括上盖、施压筛板、承压筛板、出气孔、高铝球、热电偶和施压装置；所述反应器通过上盖密封，所述反应器的上盖设置有出气孔，所述施压筛板和施压装置的底部相连接，所述施压筛板和承压筛板间空腔放置焦炭，所述高铝球设置于承压筛板的底部和反应器底部之间，所述进气口设置于所述反应器的底部；所述电炉为反应器提供热源，所述气体收集装置收集反应器排出的尾气，所述称重装置称量所述尾气的质量。本发明可以逼真模拟了焦炭在高炉内反应的热力学环境、高温高压状态和物理环境，相应的检测结果也更能表征焦炭在高炉内的高温冶金性能。CN106680135ACN106680135A权利要求书1/1页1.一种检测高温下焦炭的冶金性能的装置，所述装置包括反应器、电炉和尾气称量装置，其特征在于：所述尾气称量装置包括气体收集装置和称重装置；所述反应器包括上盖、施压筛板、承压筛板、出气孔、高铝球、热电偶和施压装置；所述反应器通过上盖密封，所述反应器的上盖设置有出气孔，所述施压筛板和施压装置的底部相连接，所述施压筛板和承压筛板间空腔放置焦炭，所述高铝球设置于承压筛板的底部和反应器底部之间，所述进气口设置于所述反应器的底部；所述电炉为反应器提供热源，所述气体收集装置收集反应器排出的尾气，所述称重装置称量所述尾气的质量。2.根据权利要求1所述的检测高温下焦炭的冶金性能的装置，其特征在于，所述装置还包括配气控制柜，氮气、二氧化碳和高炉煤气经配气控制柜进入反应器，所述反应器排出的气体经配气控制柜进入气体收集装置。3.根据权利要求1或2所述的检测高温下焦炭的冶金性能的装置，其特征在于，所述施压装置包括动力装置、转轴和螺旋密封装置，所述转轴通过螺旋密封装置伸入反应器内，所述动力装置驱动转轴转动并向筛板施力。4.检测高温下焦炭的冶金性能方法，包括如下步骤：1)制备焦炭试样；2)将焦炭试样放入干燥箱，在170～180℃温度下烘干2h，后取出冷却至室温；3)将冷却至室温的焦炭试样装于承压筛板和施压筛板间，使用上盖将反应器密封，后将反应器悬置于炉内，并使反应器中的焦炭处于电炉恒温区内；4)升温加热焦炭至其中心温度达300℃时，以0.7～0.9L/min的流量通氮气，保护焦炭，防止其烧损；5)继续加热焦炭至其中心温度达到750～900℃时，切断氮气，通入流量为2～4L/min的二氧化碳和流量为5～10L/min的高炉煤气,反应3～3.5h，期间控制炉温升温速度为3±0.5℃/min和反应终了时刻炉温为1290～1440℃，期间控制反应器内气体压强为0.27～0.36Mpa，并通过施压筛板可以对焦炭施压，并且施加的压力是随着时间匀速增加，反应开始时对焦炭施加压强为0.05Mpa的力,反应结束时对焦炭施加压强为0.5Mpa的力,期间采用梯度加压，并收集出口气体，并记录不同反应时间收集到的出口气体质量；6)反应结束后，停止加热，切断二氧化碳，通入流量为2～3L/min的氮气，直至焦炭温度降至室温，停止通氮气；7)计算焦炭的失重量与反应时间的函数曲线关系和焦炭强度CHS，所述焦炭的失重量为出口气体的质量减去入口气体的质量；所述焦炭强度CHS为筛分剩余焦样，筛分选取10mm以上焦样测量其质量m1，并按公式CHS＝m1/m×100计算焦炭强度CHS，其中m为反应开始时反应器内焦炭的总质量。2CN106680135A说明书1/5页一种测量焦炭高温冶金性能的装置和方法技术领域[0001]本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种测量焦炭高温冶金性能的装置和方法。背景技术[0002]焦炭在高炉生产中有重要作用，起还原剂、发热剂和料柱骨架的作用。随着高炉大型化和喷煤水平的提高，对焦炭质量的要求也越来越高，目前各钢铁厂越来越重视焦炭在高温下的性能。1983年，我国制订了“焦炭反应性和反应后强度试验方法”国家标准，规定以焦炭在1100℃下与CO2气体反应的能力，即反应性和反应后强度作