[发明专利]一种判别高炉内部焦炭状态的方法

说明书

本发明涉及一种判别高炉内部焦炭状态的方法，对高炉内部焦炭进行取样；将取样焦炭研磨至200目以下，利用X‑射线衍射分析计算得出不同取样点焦炭对应的石墨化微晶尺寸；将焦炭研磨成粉末后分别进行不同条件下的热处理试验，并进行X‑射线衍射分析，计算得出不同条件热处理后焦炭对应的石墨化微晶尺寸，利用数据软件进行画图模拟出焦炭石墨化微晶尺寸随热处理后条件的变化规律；得出不同取样点对应的反应条件。优点是：有效掌握高炉生产过程中内部不同区域最高温度、停留时间及反应气氛参数，进而为高炉操作提供内部参数，使得高炉“黑箱”操作变得“透明化”。

技术领域

本发明属于高炉炼铁领域，尤其涉及一种判别高炉内部焦炭状态的方法。

背景技术

高炉炼铁是钢铁冶金工序最为主要的生产环节，然而高炉是多相共存并充满化学反应的移动填充床，内部反应条件及反应状态并不明确，对于高炉内部温度测量一般通过在炉身耐火材质中的预埋热电偶，进而得出高炉在某一料面的大致对应温度，而高炉内部具体温度及炉料焦炭状态并不清楚。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种判别高炉内部焦炭状态的方法，检测高炉风口取样焦炭和高炉大修时内部取样焦炭的性质指标，利用焦炭所处的温度越高，焦炭石墨化程度越高，焦炭的碳堆积高度越大，以及焦炭在不同温度下与渣铁的不同反应，反推高炉在休风前或停炉前高炉内部温度及工作状态。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种判别高炉内部焦炭状态的方法，包括以下步骤：

1)对高炉内部焦炭进行取样；

2)将取样焦炭研磨至200目以下，利用X-射线衍射分析计算得出不同取样点焦炭对应的石墨化微晶尺寸；

3)将进入高炉之前的焦炭分别进行不同条件下的热处理试验，研磨后再进行X-射线衍射分析，计算得出不同条件热处理后焦炭对应的石墨化微晶尺寸，利用数据进行画图模拟出焦炭石墨化微晶尺寸随热处理后条件的变化规律；

4)对比步骤2)中的焦炭的石墨化微晶尺寸数据与步骤3)中的规律，进而得出步骤2)中不同取样点对应的反应条件。

所述的步骤1)、2)中取样焦炭为高炉内部任一区域焦炭样，包括风口焦炭、死料柱焦炭、炉缸焦炭中的一种或多种。

步骤3)中焦炭不同条件下的热处理试验具体为：

最高温度为1000℃～2000℃升温的单因素试验，即升温至最高温度后的恒温时间、升温、恒温过程的反应气氛恒定不变；或按体积百分比含有0～100％CO、0～100％CO₂、0～100％N₂、0～100％水蒸汽的反应气氛单因素试验，且按体积百分比：(CO)％+(CO₂)％+(N₂)％+水蒸汽％＝100％，最高温度、升至最高温度所需时间、最高温度恒温时间均不变；或升至最高温度的0～20h恒温时间的单因素试验，即加热最高温度和反应气氛恒定不变；或上述多重变量因素下的可变反应条件。

步骤3)中进入高炉之前的焦炭石墨化微晶尺寸随热处理后条件的变化规律是加热温度、加热最高温度的恒温时间、反应气氛中的一种或者多种因素的试验参数拟合曲线或曲面。

所述的石墨化微晶尺寸包括：焦炭平均碳堆积高度、层间距或平均层数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明方法利用高炉风口取样和高炉大修时内部焦炭取样，判别高炉内部焦炭状态和高炉内部反应条件，进而实现高炉多区域状态的准确描述。有效掌握高炉生产过程中内部不同区域最高温度、停留时间及反应气氛参数，进而为高炉操作提供内部参数，使得高炉“黑箱”操作变得“透明化”。

附图说明