[发明专利]焦炭高温性能的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金焦炭的高温性能的测定方法，特别涉及一种灰分对焦炭高温性能影响的测定方法。

背景技术

目前认为，对于冶金焦炭的高温性能的主要影响因素是焦炭基质的光学组织结构、焦炭气孔结构、焦炭的灰成分三种因素，其影响焦炭在高温下的反应性，所以以上三种因素决定焦炭在高炉内高温下的强度。

焦炭在高炉下部粉化的本质是焦炭在高温下的自身变化及经受高炉环境下的各种物理化学作用，使焦炭微裂纹扩展、体积破坏，从而在料柱的压力和风口动能的作用下粉碎的综合表现。现在对焦炭灰分的研究主要集中在灰成分中碱性金属对焦炭熔损反应的催化作用方面，而忽略了另一重要方面，即焦炭内灰分本身在高炉内高温下的熔融、膨胀、还原、气化、挥发等一系列物理化学变化对焦炭自身强度造成的影响。对于该方面的研究，其方法主要是在风口区取焦样与入炉焦样进行光学结构、灰成分、强度等对比，由于高炉生产的限制，试验灵活性很低。

关于焦炭在高温下性能研究，专利CN101726509A公开了焦炭高温膨胀性能的测定方法，主要研究了不同种类焦炭在1300℃前的热膨胀性能，其将焦炭样品制样成长10mm、直径7.5mm的圆柱体，经过磨样、清洗和干燥后采用耐持DIL-402PC膨胀仪在氮气保护下升温至1300℃，通过试验后焦炭尺寸的变化研究焦炭热膨胀性能。该方法样品经过复杂制样后进行测定，对焦炭原始性能有影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种焦炭高温性能的测定方法，便于评价焦炭的高温性能。

为实现上述目的，本发明的焦炭高温性能的测定方法，包括以下步骤：

步骤一、制取粒度为19～21mm焦炭试样；

步骤二、对所述焦炭试样进行高温处理，所述高温处理过程为：将所述焦炭试样放入加热炉中加热，称重并记录焦炭试样入炉重量w1，加热过程采用分段加热，室温～300℃区间加热速度为15～20℃/分钟，300℃～800℃区间加热速度为10～15℃/分钟；800℃～终温加热速度为8～10℃/分钟，加热至终温后保持恒温2小时，所述终温为1400～1600℃；

步骤三、将步骤二中高温处理后的焦炭试样在所述加热炉中进行冷却，冷却至室温后取出，称重并记录该焦炭试样的出炉重量w2；

步骤四、将步骤三中冷却至室温后的焦炭试样放入I型转鼓，以20转/分钟转30分钟后，取10mm以下粒度焦炭，称重并记录其重量w3；所述I型转鼓采用GB/T4000-1996《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中反应后强度试验设备的I型转鼓。

步骤五、计算焦炭试样失重率L_a和焦炭试样反应后强度S_ht：

L_a＝（w1-w2）/w1×100%，

S_ht=（w2-w3）/w2×100%。

所述步骤三和步骤四的加热炉中通氮气保护所述焦炭试样。

通过本发明的焦炭高温性能的测定方法，可以得到以下结果：

1、焦炭惰性气氛高温处理下的失重率L_a；

2、高温处理前后焦炭样品强度变化D，高温处理前强度采用I型转鼓强度试验，I型转鼓及试验方法见GB/T4000-1996《焦炭反应性及反应后强度试验方法》中反应后强度试验设备，I₁₀⁶⁰⁰为焦炭高温处理前进入I型转鼓以20转/分钟旋转30分钟即600转后，10mm以上焦炭占入鼓量的百分率；因此可以得出反应前后焦炭试样强度变化D＝I₁₀⁶⁰⁰-S_ht；

3、高温处理前后焦炭的灰分变化，即焦炭灰分脱除率R，焦炭高温处理前灰分为A₁和处理后灰分为A₂，灰分测定按照GB/T212-2001《煤的工业分析方法》中灰分的测定进行。灰分脱除率为R＝（w1×A₁-w2×A₂）/（w1×A₁）×100%。