[发明专利]测试和评价高炉内矿石还原对料柱透气性影响的方法

摘要

一种测试和评价高炉内矿石还原对料柱透气性影响的方法，属于高炉炼铁技术领域。通过对不同种铁矿石进行的多组试验研究，建立了能够模拟铁矿石入炉后在高炉块状带逐渐升温并被还原的过程，并对此过程中矿石粉化及料柱透气性变化进行实时监测和量化评价；给出了矿石逐渐升温还原对料层透气性影响的量化评价指标，优点在于，更适合用于判断高炉整个块状带内矿石还原对料柱透气性的影响，更有利于评价矿石性能对高炉操作的影响。

主权项

1.一种测试和评价高炉内矿石还原对料柱透气性影响的方法，其特征在于，工艺步骤如下：(1)测试试样选择500g±1g粒度为10-12.5mm的矿石；(2)将矿石装入耐高温还原反应管，再把反应管放进铁矿石还原炉膛内，吊挂在电子天平的下挂钩上，保持反应管处于自由摆动状态，使电子天平能准确地称取试样的质量；在还原反应开始后通过电子天平自动采集矿石的实时失重数据，并计算出矿石的实时还原度；(3)在还原反应管的进气口和出气口各安装1个三通，三通的一头连接反应管的接头，另一头连接进气或出气的胶管，三通垂直的一端则连接压差传感器的胶管，在刚开始通入还原气体时读取的压差即为料层的初始阻损，在试验过程中每分钟读取的压差，即为升温还原过程中料柱的阻损；(4)将盛有矿石试样的还原反应管放置好后，从室温至400℃以10℃/min的速率升温，并通入5l/min的N₂，以提高试验效率并保护矿石试样不被氧化；(5)到达高炉块状带下沿时，温度900℃±5℃，在400℃至900℃以5℃/min的速率升温，在温度高于400℃后矿石开始发生明显地还原粉化，并将通入的气体成分调整为20％CO+20％CO₂+60％N₂，气体流速为15l/min，以模拟矿石在高炉块状带内逐渐地升温还原；(6)根据生产中高炉内部在炉身下部900-1100℃为热储备区，在900℃后将升温速率降低到2.5℃/min，继续升温至1100℃，因此从900℃开始将通入的气体成分调整为30％CO+10％CO₂+60％N₂，以模拟矿石在高炉热储备区内逐渐地升温还原；(7)矿石温度达到1100℃后，停止加热，并改通5l/min的N₂进行保护，使矿石自然冷却至室温；(8)取出冷却至室温后的矿石试样进行转鼓、筛分及称重，记录大于6.3mm的质量百分比，记为NRDI_+6.3；大于3.15mm的质量百分比，记为NRDI_+3.15，和小于0.5mm的质量百分比，记为NRDI_-0.5；评价指标：通过比较还原前后的料层压差增加率可以判断不同矿石逐渐升温还原对料层透气性的影响程度；对于试验中的同种矿石，可通过料层压差随温度的变化率比较矿石在不同温度区间料层透气性恶化程度；转鼓筛分后大于3.15mm的矿石比例作为逐渐升温还原对矿石粉化影响的衡量指标。