[发明专利]一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置和方法

说明书

本发明提供了一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置和方法，涉及高炉炼铁技术领域。本发明提供的装置包括高温管式炉、刚玉坩埚、搅拌棒和电机；所述搅拌棒由刚玉棒和连接在刚玉棒一端的碳砖圆柱棒组成；所述刚玉棒的另一端与电机相连；应用时，所述刚玉坩埚放置在高温管式炉的恒温区，所述搅拌棒的碳砖圆柱棒端从高温管式炉的上部口进入并对刚玉坩埚内的铁水试样进行搅拌。本发明提供的装置设计规范，检测结果可靠性高，利用本发明装置可针对不同高炉选取铁水试样进行检测，得到与不同高炉实际情况相符合的炉缸铁水硫钛交互作用定量关系，为明晰不同高炉炉缸铁水硫钛交互作用，调控铁水成分、延长炉缸寿命提供合理建议。

技术领域

本发明涉及高炉炼铁技术领域，特别涉及一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置和方法。

背景技术

铁水是高炉炼铁的最终产品，铁水的成分是铁水质量的保证，是冶炼优质钢材的前提。近年来，随着冶炼条件与炉况的变化，炉缸铁水成分发生了变化。一方面，随着铁水预处理技术的发展，炉外脱硫良好的热力学和动力学条件可在短时间内将铁水硫脱除至0.01％以下。且从成本角度出发，将铁水预处理与高炉流程结合脱硫是最经济的。因此，国内大型高炉均放宽对炉缸铁水硫的要求，转向铁水预处理联合脱硫，炉缸铁水硫逐渐升高。另一方面，炉役末期高炉通常采取钛矿护炉措施，铁水钛较高，此时炉缸流动着的是含钛高硫铁水。

铁水成分对炉缸炭砖侵蚀的影响，是炼铁操作者普遍关心的问题，而研究炉缸铁水硫钛交互作用是应对当前炉缸铁水成分变化的必由之路。对于炉缸铁水硫钛交互作用定量关系，尚未检索到相关的检测方法和装置。已有文献中，都是对于硫、钛单个元素对铁水以及炭砖作用的影响，且多数是从冶金热力学、冶金动力学角度出发进行分析，并没有获得铁水硫钛交互作用的定量关系。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置和方法。本发明提供的装置和方法能够检测炉缸铁水硫钛交互作用的定量关系，为明晰不同高炉炉缸铁水硫钛交互作用，调控铁水成分、延长炉缸寿命提供合理建议。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的装置，包括高温管式炉、刚玉坩埚、搅拌棒和电机；所述搅拌棒由刚玉棒和连接在刚玉棒一端的碳砖圆柱棒组成；所述刚玉棒的另一端与电机相连；应用时，所述刚玉坩埚放置在高温管式炉的恒温区，所述搅拌棒的碳砖圆柱棒端从高温管式炉的上部口进入并对刚玉坩埚内的铁水试样进行搅拌。

优选地，所述刚玉坩埚的内径为30～35mm，高为100～120mm。

优选地，所述炭砖圆柱棒的直径为12mm，长度为50～60mm。

本发明提供了一种利用以上技术方案所述装置检测炉缸铁水硫钛交互作用定量关系的方法，包括以下步骤：

(1)选取若干组高炉不同时期已知成分的高炉炉缸铁水试样；

(2)将每组所述铁水试样放入刚玉坩埚内，在通入保护气体的条件下利用高温管式炉对所述铁水试样进行加热；所述加热的温度为实际高炉炉缸的铁水温度；

(3)将搅拌棒的炭砖圆柱棒部分浸入所述铁水试样中，启动电机进行搅拌；所述搅拌的转速为150～250rpm；

(4)搅拌结束后取出所述搅拌棒，冷却后测量炭砖圆柱棒浸入铁水试样部分的直径；利用搅拌前后炭砖圆柱棒的直径数据确定炭砖侵蚀速率；

(5)将若干组试样检测所得的炭砖侵蚀速率进行多元拟合，得到炉缸铁水硫钛交互作用的定量关系。

优选地，所述步骤(1)中高炉炉缸铁水试样的个数不小于12个。

优选地，所述步骤(2)中保护气体的纯度＞99.999％；所述保护气体的流量为3L/min。