[发明专利]一种测定碳素材料渗碳速率的方法及装置

说明书

本发明涉及钢铁冶金技术领域，提供了一种测定碳素材料渗碳速率的方法及装置，该方法通过不同的实验方式向融化的高温铁水中放置碳素材料，通过对碳素材料的体积及形貌变化，同时利用石英管对高温铁水进行抽取，以监测铁水中的碳含量变化，从而求得不同碳素材料在铁水中的渗碳速率，过程中可以对碳素材料的类型及铁水的成分进行改变。本发明主要用于高炉炼铁生产中不同碳素材料在不同成分铁水中的渗碳能力进行对比分析，从而相应地改变高炉的操作，以达到降低成本，稳定生产的目的。

【技术领域】

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种测定碳素材料渗碳速率的方法及装置。

【背景技术】

从钢铁行业目前的运营形势来看，存在供给过剩、需求不足、行情跌宕、价格起伏、竞争激烈、资金紧缺等问题，钢铁行业整体已经不可否认的进入了微利时代，加之国家宏观调控，政策收紧，钢铁企业融资困难，生存空间进一步压缩，而钢材市场的买方市场格局不会改变，供需矛盾依然严峻。

面对严峻的市场压力和同行竞争压力，拓展高炉固体燃料使用范围、优化高炉燃料结构是降低铁水成本、提高炼铁工艺竞争力的重要方向之一。然而，高效合理使用燃料的前提是了解燃料在高炉中的演变及其消耗的过程，所以目前需要对不同碳素材料在铁液中溶解速率进行研究分析，从而进一步分析影响不同碳素材料溶解速率不同的因素，明确碳素材料在铁水中的溶解机制和规律，进而为碳素材料的优化选用提供一定的理论基础。

因此，有必要研究或者优化测定碳素材料渗碳速率的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，本发明提供了一种用于实验室研究不同碳素材料渗碳速率的方法，该方法结合碳素材料向铁合金中溶解的理念，通过在特定时间点对溶解中的铁液进行抽取及定量分析，得出铁水中碳含量变化曲线以及碳素材料的溶解速率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种测定碳素材料渗碳速率的方法，包括：

S10：预处理碳素材料，以获取第一碳素材料；

S20：热处理所述第一碳素材料和铁粉，在所述热处理过程中预设多个时间段，以获取相应时间段的待测铁样；

S30：检测所述相应时间段的待测铁样，以获取所述碳素材料在铁水中的渗碳速率。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述热处理包括：将所述第一碳素材料与所述铁粉置于高温炉中进行实验处理，所述实验处理方法包括碳覆盖法、碳喷吹法、旋转圆柱法或旋转圆盘法。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述碳素材料包括石墨、煤粉、半焦或焦炭。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述碳素材料分为块状碳素材料或粉状碳素材料，所述预处理包括：

处理所述块状碳素材料为立方体状或者圆柱体状，处理所述粉状碳素材料为粒径1mm的颗粒，所述立方体长为20-50mm，所述圆柱体直径为10-40mm，高为30-60mm；

将所述处理后的块状碳素材料或粉状碳素材料进行干燥处理，获取第一块状碳素材料或第一粉状碳素材料，所述干燥处理的温度为95-120℃，所述干燥处理的时间为1-5h；

根据第一块状碳素材料或第一粉状碳素材料，获取所述第一碳素材料。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，在使用所述旋转圆柱法或旋转圆盘法进行实验处理前，需要对所述第一块状碳素材料进行粘结处理，所述粘结处理为利用高温粘结剂和纤维粉的混合物将所述块状碳素材料与刚玉棒粘结在一起；所述粘结处理的温度为常温，所述粘结处理的时间为静置24小时蒸干水分。