[发明专利]一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法

说明书

本发明涉及高炉炼铁用焦炭技术领域，提供了一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，该方法将待测焦炭样品切割为标准圆柱形切样；然后将其横向放置在压力设备下，在常温下对切样进行加压，并对过程中的压力进行在线监测，得到压力曲线；最后通过对压力曲线进行统计分析从而得到焦炭的抗压能力用以表征焦炭的基本强度。本发明改善了原有焦炭强度检测方法过程中优中选优的问题，也避免了模拟高炉反应过程与实际反应的误差；直接对焦炭的基本强度以及抗热性能进行表征，用以评价高炉入炉焦炭的质量；此项发明可以简单快速并且准确的对焦炭的基本强度进行检测，为焦炭质量评价体系提供新思路和方法。

【技术领域】

本发明涉及高炉炼铁用焦炭技术领域，尤其涉及一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法。

【背景技术】

焦炭作为高炉作业最重要的燃料，在高炉中主要起着四方面的作用：1)燃烧提供能量；2)气化提供还原气体；3)骨架作用；4)铁水渗碳剂。其中骨架作用为不可替代作用，特别是在当前及未来高炉大型化、高喷煤比以及矿石劣化的形势下，骨架作用愈发重要，成为限制降低焦比的重要因素。焦炭的骨架作用要求焦炭具有较高的强度，所以焦炭强度一直是焦炭最重要的指标。

随着高炉大型化和高炉喷吹技术的发展，对焦炭质量要求日益严格，同时在人们对高炉内焦炭行为的深入了解的同时，传统的化学组成、筛分组成等指标已不足以全面评价焦炭质量。焦炭的冷态性能、热态性能等新的检验和评定焦炭质量的方法日益得到重视。焦炭在高炉中劣化的模拟指标一般以焦炭的冷态强度(也称机械强度或冷强度)和热态强度来表示，冷态强度包括抗碎强度(M₄₀)和耐磨强度(M₁₀)，通过转鼓试验来测定，但转鼓试验操作不但繁琐同时具有一定的局限性，冷态强度不能反映焦炭在高炉内的二次加热下的热强度。一般是在冷态强度基础上，结合焦炭的热态强度作为综合衡量与评定焦炭热稳定性的主要依据，焦炭的热态强度是指反应性(CRI)及反应后强度(CSR)，是衡量焦炭热态性能的一对重要指标，也是表征焦炭在高炉(炉身和软融带等处)内与CO₂发生反应而催化的程度。热态强度指标的提出相对冷态强度指标具有较大的进步，可以很好地弥补只用冷态强度指标评价焦炭质量的不足。

然而现有对冷态强度和热态轻度的测定方法步骤繁琐，测定指标繁多，容易造成误差，同时现有测定技术中对热态强度测定的准确定也出现较大偏差，例如，随着煤资源的逐渐短缺，高品质焦炭的产量逐渐下降，在钢铁企业中出现了现有的指标与其在高炉中的应用结果不一致的现象。主要为：普遍认为反应性差的焦炭(CRI:40-50；CRI为焦炭反应性指标，指以损失的焦炭质量与反应前焦样总质量的百分数表示)在高炉中正常使用，而反应性好的焦炭(CSR70；CSR为焦炭反应后强度，指标以转鼓后大于10mm粒级焦炭占反应后残余焦炭的质量百分数表示)在高炉内下降过程中粒度降级严重，造成炉内透气透液性变差，影响高炉的稳定顺行。

出现这种差异的主要原因为：(i)焦炭热态性能检测过程中选用的温度制度及气氛制度(恒温1100℃在CO₂中反应2小时)与实际高炉中焦炭溶损反应(800℃-1300℃，高炉内溶损反应实际消耗碳：20-30％)有一定的差异，也就是前期对焦炭强度测定的准确性出现了偏差，造成不理想的运行结果。(ii)检测过程中通过破碎机将大块焦炭破碎至23-25mm的标准颗粒，该过程中焦炭优中选优问题严重，且不能够代表入炉焦炭的平均水平。

因此，有必要研究一种新的焦炭强度测定方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，该方法避免了现有指标测量过程中优中选优以及测试步骤繁琐的问题，为焦炭基本强度的表征提供新方法，并且对钢铁企业及实验室研究均适用。

一方面，本发明提供一种测定焦炭基本强度及抗热性能的方法，包括：

S1：利用设备对随机选取的多块焦炭进行切样处理，获取多块第一待测样品；