[发明专利]一种评价冶金焦炭的方法

说明书

本发明公开了一种评价冶金焦炭的方法，包括首先对不同地区的炼焦单种煤以及配合煤进行测定表征炼焦单种煤、配合煤和焦炭的相关基本技术参数，建立数据信息库；然后分析确定冶金焦炭各主要技术参数在高炉内行为的影响权重，确定评价冶金焦炭质量性能的核心参数；然后建立风口焦的热态性能数学方程式；最后将入炉焦的核心参数数据带入风口焦的热态性能数学方程式，得到表征风口焦性质的焦炭热反应性及反应后强度，表征冶金焦炭在高炉冶炼过程的质量。本发明的评价冶金焦炭的方法为合理利用储量丰富而低廉的低变质程度炼焦煤提出了新的科学依据，具有较大经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及冶金工业技术领域，尤其涉及一种利用高炉风口焦评价冶金焦炭的方法。

背景技术

冶金焦炭是现代高炉炼铁的基础性关键物料，在高炉冶炼中有着重要的不可替代的作用。其主要体现在：一是焦炭的热源作用，提供矿石还原、熔化所需要的大量热量，在高炉炼铁中，焦炭所供给的热量约占全部所需热量的75％以上；二是焦炭的还原作用，高炉中矿石的还原无论是直接还原还是间接还原都依靠焦炭提供丰富的还原气体CO进行；三是焦炭的支撑骨架作用，高炉风口区以上始终保持块状物的物料只有焦炭，尤其是滴落带，铁矿石和溶剂都已熔化，此时只有焦炭是对高炉炉料起支撑作用的骨架，并承受着液铁、液渣的冲刷，同时，焦炭在高炉中比其他炉料的堆密度小，具有很大的容隙度，起到疏松作用，使高炉中上升气流流动阻力小，气流均匀，成为高炉顺行的必要条件；四是焦炭的渗碳作用，高炉炼铁时生铁中的碳全部来源于高炉焦炭，进入生铁中的碳约占焦炭中含碳量的7％-10％；焦炭中的碳从高炉软融带开始渗入生铁；在滴落带，滴落的液态铁与焦炭接触时，碳进一步渗入铁内，最后可使生铁的含碳量达到4％左右。目前，随着高炉富氧喷煤技术的逐渐普及与加强，焦炭的还原作用、热源作用以及渗碳作用一定程度上被所喷吹煤粉所替代，但唯有支撑骨架作用的负荷却因此进一步加剧。并且，现代大容积高炉的发展与普及以及高炉富氧喷吹煤粉技术也对焦炭支撑骨架作用的负荷提出了更高的要求。

高炉矿石及焦炭含有一定量的碱金属，在冶铁过程中会造成高炉内碱循环富集，使焦炭在高炉内的状态发生了巨大的根本性的变化，深入研究焦炭质量特别是高炉中高碱负荷状态下焦炭。在高炉碱负荷下，对焦炭光学组织及非常规分析的进一步深入地研究，它既能正确评价现有焦炭质量，反映高炉内焦炭运行情况，又能对配煤方案及焦炭质量作出正确的判断，指导方案的制定。

冶金焦炭是一种非常复杂的物质，人们对其冶炼成焦的过程及原理也各说纷纭，不同的研究学者从不同的研究角度有着不同解释和结论。随着科技工作者对冶金焦炭的深入研究与分析，冶金焦炭出现了众多的评价指标，这些评价指标都试图从不同的角度去解释和评价冶金焦炭的质量，从而更好地的炼焦与高炉冶铁。目前比较重要评价冶金焦炭质量在高炉中的指标主要有焦炭冷态强度，包括抗碎强度(M₄₀)、耐磨强度(M₁₀)，热态性能，包括反应性(CRI)、反应后强度(CSR)，焦炭光学组织等。

对于冶金焦炭，是高炉炼铁非常重要和关键的基础物料，因此，人们更关注的是焦炭在高炉中的运行状况，高炉中风口区的焦炭是高炉冶炼过程中最能集中体现和评价焦炭质量的。但利用高炉风口焦对焦炭进行冶金焦炭的评价还存在诸多缺陷，主要体现在，首先由于高炉中风口焦不易取，只有在高炉休风时才能取样，取样时温度非常高，取样极不方便；其次所取试样由于夹带铁渣，取样的代表性也较差，不能很好的评价代表高炉内的焦炭；再次，由于风口焦温度较高，取样时只能取到外围的风口焦，不能正确反映高炉内风口焦的实际状态，取样的代表性较差。因此综合考量焦炭的评价指标，探索研究改进评价冶金焦炭的方法对炼焦和炼铁行业都具有重要的现实意义和长远战略意义，将产生巨大的经济效益和深远的社会效益。

因此，本领域技术人员致力于开发一种评价冶金焦炭的方法，以解决现有技术中利用高炉风口焦对焦炭进行冶金焦炭的评价的诸多问题和缺陷。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题和缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术在利用高炉风口焦对冶金焦炭进行的评价，存在着不能很好的评价表征高炉内的焦炭特征行为。