焦炭高溫性能的測定方法
2023-12-10 10:49:32
焦炭高溫性能的測定方法
【專利摘要】本發明公開了一種焦炭高溫性能的測定方法，該方法包括以下步驟：步驟一、製取粒度為19～21mm焦炭試樣；步驟二、對所述焦炭試樣進行高溫處理，所述高溫處理過程為：將所述焦炭試樣放入加熱爐中加熱，稱重並記錄焦炭試樣入爐重量w1，加熱至終溫後保持恆溫2小時；步驟三、將步驟二中高溫處理後的焦炭試樣在所述加熱爐中進行冷卻，冷卻至室溫後取出，稱重並記錄該焦炭試樣的出爐重量w2；步驟四、將步驟三中冷卻至室溫後的焦炭試樣放入I型轉鼓，以20轉/分鐘轉30分鐘後，取10mm以下粒度焦炭，稱重並記錄其重量w3；步驟五、計算焦炭試樣失重率La和焦炭試樣反應後強度Sht。通過本發明可以更深入評價焦炭熱性能的優劣。
【專利說明】焦灰局溫性能的測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冶金焦炭的高溫性能的測定方法，特別涉及一種灰分對焦炭高溫性能影響的測定方法。
【背景技術】
[0002]目前認為，對於冶金焦炭的高溫性能的主要影響因素是焦炭基質的光學組織結構、焦炭氣孔結構、焦炭的灰成分三種因素，其影響焦炭在高溫下的反應性，所以以上三種因素決定焦炭在高爐內高溫下的強度。
[0003]焦炭在高爐下部粉化的本質是焦炭在高溫下的自身變化及經受高爐環境下的各種物理化學作用，使焦炭微裂紋擴展、體積破壞，從而在料柱的壓力和風口動能的作用下粉碎的綜合表現。現在對焦炭灰分的研究主要集中在灰成分中鹼性金屬對焦炭熔損反應的催化作用方面，而忽略了另一重要方面，即焦炭內灰分本身在高爐內高溫下的熔融、膨脹、還原、氣化、揮發等一系列物理化學變化對焦炭自身強度造成的影響。對於該方面的研究，其方法主要是在風口區取焦樣與入爐焦樣進行光學結構、灰成分、強度等對比，由於高爐生產的限制，試驗靈活性很低。
[0004]關於焦炭在高溫下性能研究，專利CN101726509A公開了焦炭高溫膨脹性能的測定方法，主要研究了不同種類焦炭在1300°C前的熱膨脹性能，其將焦炭樣品制樣成長10mm、直徑7.5mm的圓柱體，經過磨樣、清洗和乾燥後採用耐持DIL-402PC膨脹儀在氮氣保護下升溫至1300°C，通過試驗後焦炭尺寸的變化研究焦炭熱膨脹性能。該方法樣品經過複雜制樣後進行測定，對焦炭原始性能有影響。
【發明內容】
[0005]為解決上述問題，本發明提供一種焦炭高溫性能的測定方法，便於評價焦炭的高溫性能。
[0006]為實現上述目的，本發明的焦炭高溫性能的測定方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一、製取粒度為19?21mm焦炭試樣；
[0008]步驟二、對所述焦炭試樣進行高溫處理，所述高溫處理過程為:將所述焦炭試樣放入加熱爐中加熱，稱重並記錄焦炭試樣入爐重量wl，加熱過程採用分段加熱，室溫?300°C區間加熱速度為15?20°C /分鐘，300°C?800°C區間加熱速度為10?15°C /分鐘；800°C?終溫加熱速度為8?10°C /分鐘，加熱至終溫後保持恆溫2小時，所述終溫為1400 ?1600。。；
[0009]步驟三、將步驟二中高溫處理後的焦炭試樣在所述加熱爐中進行冷卻，冷卻至室溫後取出，稱重並記錄該焦炭試樣的出爐重量w2 ；
[0010]步驟四、將步驟三中冷卻至室溫後的焦炭試樣放入I型轉鼓，以20轉/分鐘轉30分鐘後，取IOmm以下粒度焦炭，稱重並記錄其重量w3 ;所述I型轉鼓採用GB/T4000-1996《焦炭反應性及反應後強度試驗方法》中反應後強度試驗設備的I型轉鼓。[0011]步驟五、計算焦炭試樣失重率La和焦炭試樣反應後強度Sht:
[0012]La = (wl-w2) /wl X 100%,
[0013]Sht= (w2_w3)/w2X 100%。
[0014]所述步驟三和步驟四的加熱爐中通氮氣保護所述焦炭試樣。
[0015]通過本發明的焦炭高溫性能的測定方法，可以得到以下結果:
[0016]1、焦炭惰性氣氛高溫處理下的失重率La ；
[0017]2、高溫處理前後焦炭樣品強度變化D，高溫處理前強度採用I型轉鼓強度試驗，I型轉鼓及試驗方法見GB/T4000-1996《焦炭反應性及反應後強度試驗方法》中反應後強度試驗設備，I10600為焦炭高溫處理前進入I型轉鼓以20轉/分鐘旋轉30分鐘即600轉後，IOmm以上焦炭佔入鼓量的百分率；因此可以得出反應前後焦炭試樣強度變化D = I10600-Sht ；
[0018]3、高溫處理前後焦炭的灰分變化，即焦炭灰分脫除率R，焦炭高溫處理前灰分為A1和處理後灰分為A2，灰分測定按照GB/T212-2001《煤的工業分析方法》中灰分的測定進行。灰分脫除率為 R = (wlXArw2XA2)/ (WlXA1) X 100%。
[0019]通過本發明的焦炭高溫性能的測定方法，可以看出，造成焦炭在風口前強度劣化的主要因素之一是焦炭中的灰分在高溫下的熔融、膨脹、被碳元素還原形成低揮發點物質揮發等一系列物理化學變化，此過程對焦炭的高溫性能有如下影響:部分灰分還原揮發脫除使焦炭本身除了還原反應失重外還同時發生部分灰分高溫下揮發導致的失重，氣孔增多孔壁變薄，所以焦炭強度必然下降，傳統認識為焦炭在高溫下的石墨化提高所致，實質是灰分脫除造成焦炭氣孔率提高、氣孔結構變化以及焦炭本身還原耗碳失重所致。
[0020]通過本發明的焦炭高溫 性能的測定方法，通過對比不同的焦炭失重率為La、焦炭試樣反應前後強度變化D，得到不同焦炭灰分對其高溫性能影響，可以更深入評價焦炭熱性能的優劣。
【具體實施方式】
[0021]本發明的實施例中選用兩種焦炭試樣(簡稱焦樣)即焦樣Cl和焦樣C2，這兩種焦炭試樣的參數見表一。
[0022]表一:
[0023]
【權利要求】
1.一種焦炭高溫性能的測定方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟一、製取粒度為19~21mm焦炭試樣； 步驟二、對所述焦炭試樣進行高溫處理，所述高溫處理過程為:將所述焦炭試樣放入加熱爐中加熱，稱重並記錄焦炭試樣入爐重量wl，加熱過程採用分段加熱，室溫~300°C區間加熱速度為15~20°C /分鐘，300°C~800°C區間加熱速度為10~15°C /分鐘；800°C~終溫加熱速度為8~10°C /分鐘，加熱至終溫後保持恆溫2小時，所述終溫為1400~1600°C; 步驟三、將步驟二中高溫處理後的焦炭試樣在所述加熱爐中進行冷卻，冷卻至室溫後取出，稱重並記錄該焦炭試樣的出爐重量w2 ； 步驟四、將步驟三中冷卻至室溫後的焦炭試樣放入I型轉鼓，以20轉/分鐘轉30分鐘後，取IOmm以下粒度焦炭，稱重並記錄其重量w3 ； 步驟五、計算焦炭試樣失重率La和焦炭試樣反應後強度Sht:
La = (wl-w2) /wl X 100%,
Sht= (w2-w3) /w2X100%o
2.如權利要求1所述的焦炭高溫性能的測定方法，其特徵在於，所述步驟三和步驟四的加熱爐中通氮氣保護所述焦 炭試樣。
【文檔編號】G01N3/18GK103512820SQ201210209740
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月25日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】胡德生, 孫維周, 朱亞平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司