[发明专利]一种吸附于焦炭表面的钾钠钙镁在高炉炼铁过程加速焦炭溶损反应的验证方法及其应用

说明书

本发明公开了一种吸附于焦炭表面的钾、钠、钙、镁在高炉炼铁过程加速焦炭溶损反应的验证方法，包括试样制备、焦炭原始球样反应性及反应后强度检测、检测焦炭的钾、钠、钙、镁含量及检测获取吸附有碱金属的焦炭球样的反应性及反应后强度等。本发明通过将传统的浸碱操作替换为喷洒有机金属粉末，精准控制焦炭的余温，利用余温充分熔融金属粉末，使其充分分散地附着于焦炭表面，避免了传统浸碱工艺中浸碱后水分难以彻底烘干等缺点，本发明检测数据精密度高、准确度好、操作简便、劳动强度低、可操作性强。

技术领域

本发明涉及高炉炼铁冶炼技术领域，更具体地，涉及一种吸附于焦炭表面的钾、钠、钙、镁在高炉炼铁过程加速焦炭溶损反应的验证方法。

背景技术

国内绝大多数长流程钢铁联合企业都配置有焦化厂，焦化厂内，由于脱硫废液、炼焦过程剩余氨水、脱硝废液、发电锅炉结垢洗涤水、生化脱酚水等直接进入熄焦池，参与水熄焦作业，导致熄焦水中的k+、Na+、Ca²⁺、Mg²⁺、S、N等物质吸附在焦炭表面。

焦炭作为冶炼燃料在冶金企业大量应用，表面吸附有钾、钠、钙、镁离子的焦炭，在高炉上部受热后表面吸附的钾、钠、钙、镁离子汽化后，对焦炭的碳素溶解损失反应的催化作用，使炼焦过程发生变化，导致焦炭结构发生一定程度的变化。现有技术中对焦炭中碱土金属的研究通常是使用浸碱试验添加目标金属元素，该法容易使得焦炭中存在水分残留，使得试验结果存在较大的误差。

故通过精确的实验室分析方法来估算焦炭的性能变得越来越重要，如何科学有效地评估吸附于焦炭表面的钾、钠、钙、镁含量对高炉生产可能带来的影响，如何有效改善高炉中的CO₂和焦炭反应性的技术，基于此准确客观评价焦的品质成为了业界新难题。

发明内容

本发明首先提出一种吸附于焦炭表面的钾、钠、钙、镁在高炉炼铁过程加速焦炭溶损反应的验证方法，采用该方法能科学评估吸附在焦炭表面的钾、钠、钙、镁含量在高炉炼铁过程中对焦炭溶损反应的催化作用和能力，为高炉炉况趋势判断和高炉稳产高产提供必要技术支撑。本发明还提出了一种通过控制焦炭碱土金属添加量来提高焦炭高炉反应性的智能装置及其控制方法，基于验证方法得出的有效数据以及结论，采用该智能控制装置及方法能够更好地控制焦炭的反应性及反应后强度。

一种吸附于焦炭表面的钾、钠、钙、镁在高炉炼铁过程加速焦炭溶损反应的验证方法，包括以下步骤：

(1)试样制备：取焦炭试样，一部分未经任何处理，另一部分使试样均匀地附着有钾、钠、钙、镁等目标金属元素；两部分试样的粒度均为 40mm-60mm，弃去泡焦和炉头焦，将焦炭制成23mm-25mm的近似球状颗粒，取若干球样，一部分作为焦炭原始样球，另一部分作为吸附有碱金属的焦炭球样；

(2)焦炭原始球样反应性及反应后强度检测：焦炭原始球样反应性记为 CRI％₁、焦炭原始球样反应后强度CSR％₁；

(3)取出吸附有碱金属的焦炭球样，按一定比例分为两个部分，一部分采用电感耦合等离子体原子发射光谱仪检测焦炭的钾、钠、钙、镁含量，另外一部分用于通过检测获取吸附有碱金属的焦炭球样的反应性及反应后强度，得出检测结果：吸附有碱金属的焦炭球样的反应性CRI％₂、吸附有碱金属的焦炭球样的反应后强度CSR％₂；

(4)不同钾、钠、钙、镁等离子含量对焦炭溶损反应程度计算：

反应后热反应性变化率K1＝((CRI％₂-CRI％₁)÷CRI％₁)×100％

反应后强度变化率K2＝((CSR％₂-CSR％₁)÷CSR％₁)×100％