[实用新型]一种焦炭反应性测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高炉炼铁中焦炭质量的测定装置，特别涉及一种焦炭反应性测定装置。

背景技术

目前我国90％以上的生铁都是由高炉生产出来的，而焦炭是高炉生产中必不可少的原料。焦炭在高炉内主要起以下3个作用：(1)还原剂；(2)燃料；(3)骨架，其中的骨架作用是最为重要的，因为它是确保高炉具有良好透气、透液性的前提条件，到目前为止还未找到能起到同样作用的有效替代品。衡量焦炭的骨架作用，一般采用测定其反应性和反应后强度的方法，通常采用国标GB/T 4000-2008，利用GB/T 4000-2008研究焦炭反应性，过程复杂，需要焦炭量多，试验过程中受人为因素影响较大。

CN2613737公开了新型活动式焦炭热反应试验炉，涉及检测焦炭反应性能和反应后强度的高温反应炉。其解决目前采取的炉壳与炉底保温层为整体固定及炉壳底部为整体封闭的结构形式所存在的更换高铝管时要将炉体整体拆除、维修后炉体保温性能差，导致对测定数据的一致性有影响及维修费用高等问题。其解决方案：本装置包括炉壳(1)、安装在炉壳(1)内的缠绕有铁铬铝炉丝的高铝管(2)、在炉壳(1)与高铝管(2)之间砌筑的轻质高铝砖层(3)、固定在炉壳(1)内底部的保温层(4)及固定在炉壳(1)底部的轮子(5)，其在炉壳(1)底部加工有孔(6)，保温层(4)加工成固定保温层(7)和可拆卸的活动保温层(8)，在炉壳(1)外底部固定挡板支架(9)，挡板(10)连接于挡板支架(9)上。

发明内容

针对现有技术利用GB/T 4000-2008研究焦炭反应性，过程复杂，需要焦炭量多，试验过程中受人为因素影响较大的不足，本实用新型提供一种测定焦炭反应性的测定装置。

本实用新型的技术方案详细说明如下：

焦炭反应性测定装置，包括主体设备、电气体控制系统和计算机数据监测与处理系统，其中，主体设备包括反应气瓶，气阀，气体净化装置，微机差热分析仪，尾气处理装置，其特征在于在微机差热分析仪的差热天平的一端放置装有焦炭样品的坩埚，另一端放置对比用空坩埚，气瓶中的气体首先经过气体净化装置，除去水分后经通气管连通到微机差热分析仪进气口上，微机差热分析仪出气口与尾气处理装置连通，微机差热分析仪上还接有温度控制装置及气体控制装置并与计算机连接，用于实验数据采集、控制。

所述坩埚内径4～6mm，高1～6mm，材质为95wt％Al₂O₃：

气瓶中的气体为工业用CO₂(CO₂含量大于99％)。所述气体净化装置中用无水硅胶除去气体中的水分。

本实用新型的实验装置中所用计算机配置要求硬盘大于20G，内存大于256M，32M独立显卡配置以上。

本实用新型的实验装置测定焦炭反应性的方法，是采用差热失重设备进行测定，主要基于热重法理论，反应过程中采集的温度数据和重量数据，通过数学处理得到重量随温度的变化曲线与重量变化率随温度的变化曲线。由热重法记录的重量变化对温度的关系曲线为热重曲线(TG曲线)，从TG曲线还可得到试样组成、热稳定性、热分解产物和热分解动力学等数据。步骤如下：

取样品焦炭100～500g，利用干燥箱在105℃下干燥1h后全部破碎至20～156μm；取破碎好的焦炭30～200mg放入坩埚中，将坩埚放入微机差热分析仪内，按5～30℃/min的升温速率升温，升温至700～1100℃，在此升温过程中通N₂保护；待温度升到700～1100℃停止通N₂，开始通CO₂，CO₂流量控制在30～100mL/min，升温速率控制在1～10℃/min，反应时间为30～180min；反应温度到达规定温度900～1300℃时，停止升温，停止通CO₂，再通N₂冷却到室温。

通过对以上过程中微机差热分析仪记录的温度和重量数据进行处理，做温度-重量曲线，对曲线做斜率为-1的切线，找出切点所对应温度，切点所对应温度为焦炭反应开始温度。该温度即为样品焦炭反应性的衡量依据，即由焦炭反应开始温度高低来衡量焦炭的反应性强弱。