[发明专利]一种简易的转底炉气氛分析方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，更具体地讲，涉及转底炉直接还原法的气氛分析方法。

背景技术

目前，转底炉直接还原是冶金领域的一个热点，它以还原温度高、还原速度快，炉料与炉底相对静止因而对炉料强度要求低等特点受到众多厂家的青睐，此外，转底炉直接还原法不需烧结工序，不使用焦炭，环境友好，符合当今社会清洁生产的主流思想，因此，近年来多家企业建设转底炉项目，用来处理冶金废料或特殊矿种。

有些厂用转底炉处理含铅锌尘泥及钢厂固体废弃物，有些厂采用转底炉还原普通铁精矿，攀钢依据自身特色资源优势，采用转底炉处理钒钛磁铁矿并配以电炉熔分深还原、脱硫、提钒等工序，最终达到分离回收钒钛磁铁矿中铁、钒、钛的目的。

以攀钢资源综合利用中试行转底炉直接还原钒钛磁铁矿为例简单介绍此工艺的主要流程：将钒钛磁铁精矿、煤粉（还原剂）和粘结剂按一定比例混合均匀后经高压压球机压制成生球，生球团经干燥后由振动给料机给入转底炉并均匀铺设在炉底表面上。随着炉底旋转，物料依次经过预热区、中温区、高温区和冷却区，最后由出料螺旋排出炉外，矿煤混合球团在转底炉内完成直接还原得到具有一定金属化率的金属化球团。

金属化率为球团中金属铁含量与全铁含量的比值，其数值大小直接反映了直接还原效果，而转底炉内的气氛对金属化率有直接影响。还原性气氛能够促进直接还原反应的进行，氧化性气氛则会抑制反应进行，严重的时候还会将还原到位的金属铁氧化为铁氧化物，产品质量下降，因此，对转底炉内气氛的监测及调控显得尤为重要。

目前，多数转底炉设备安装有在线气氛分析仪，能够对高温区的气氛（主要为CO、CO₂、O₂）进行实时监控，但也存在一些瓶颈问题，限制了其作用的发挥，主要包括：

1）受工艺和设备条件限制，在线气体分析仪的取气探头一般安装在转底炉高温区外环靠近炉墙区域，此处的气体成分与转底炉炉底中环区域气氛有较大差别，气体样不具有代表性。

2）气体取样探头长期暴露在高温环境中（1200～1400℃），为易损件，在线更换困难，备件费用较高。

3）由于物料在转底炉内产生粉尘，造成转底炉内气体携带粉尘量较高，气氛分析仪的气体冷却及净化设施承担负荷较重，需要及时清理或更换，维护检修工作量大。

4）气氛分析仪使用一段时间后会出现零点漂移、检测误差增大的情况，需要采用标准样气进行校准，要求精度高，作业量大。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于解决上述技术问题中的一个或多个。

本发明的目的在于提供一种操作简单、设备费用低、维护方便的转底炉气氛分析方法，以克服现有方法的众多不足。

为了实现上述目的，本发明提供了一种简易的转底炉气氛分析方法，所述方法包括以下步骤：a、在转底炉的炉顶预留至少一个取样通道；b、采用能够插入所述取样通道并伸进转底炉中的取气装置收集转底炉炉膛中的炉气；c、对所述取气装置收集的炉气样品进行在线或离线的分析检测，进而获得转底炉气氛的成分。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述取样通道位于转底炉的环形炉床的中心线上。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述取样通道位于转底炉的高温区范围内。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述取样通道由转底炉炉顶、第一连接管和盖帽围成，所述第一连接管的底部与转底炉炉顶连接并且顶部可拆卸地设置盖帽，所述第一连接管与转底炉的炉膛连通。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述第一连接管的内壁衬有耐火材料，所述第一连接管的中上部还填充耐火石棉绒。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述取气装置包括取气硬管、取气软管、连接硬管、挤压气囊、储气气囊和夹子，其中，所述取气硬管的一端能够插入取样通道并伸进转底炉中，所述取气硬管的另一端在转底炉外与取气软管的一端连接；所述取气软管的另一端通过连接硬管与挤压气囊的进气口连接；所述挤压气囊的出气口通过连接硬管与储气气囊连接；所述夹子可移动地设置在储气气囊的前端。

根据本发明简易的转底炉气氛分析方法的一个实施例，所述挤压气囊的进气口内部设置圆锥形活塞，当挤压所述挤压气囊时，圆锥形活塞堵住进气口，则挤压气囊内的气体通过出气口排出；当松开所述挤压气囊时，圆锥形活塞离开进气口，则挤压气囊外的气体通过进气口进入。