一种高炉入炉块矿的测定筛选方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种高炉入炉块矿的测定筛选方法。
【背景技术】
[0002] 高炉要实现合理的炉料结构，必须要在高碱度烧结矿中配入适当比例的酸性炉 料，在酸性炉料缺乏熟料的条件下，通常是配入适当比例的高品位块矿，以达到提高高炉产 量和增加效益的目的，为此，我们必须对高炉入炉块矿软熔滴落特性进行研宄。绝大多数的 入炉块矿的软熔滴落特性与其相搭配的熟料相比，有其自身独特的特点，尤其值得注意的 是它的软熔特性，过量搭配或者随意搭配高炉入炉块矿将会由于它不好的软熔特性造成整 个高炉综合炉料软熔滴落特性变坏，从而影响高炉冶炼效果，因此，配入适当比例的高品位 块矿之前对高炉入炉块矿进行测定筛选是十分必要的。
[0003] 高炉入炉块矿的软熔性能是指其装入高炉后，随着炉料的下降以及温度的上升， 炉料不断地被化学还原的同时物理上表现出体积开始收缩即开始软化，然后进入软化终 了，接着压力开始陡升的一系列事件中，开始软化事件所对应的温度到压力开始陡升事件 所对应的温度区间所表现出来的特性；滴落性能则是指从压力开始陡升事件所对应的温度 到其后的第一滴液滴下落事件所对应的温度区间的特性。
[0004] 现有技术中，对高炉入炉块矿高温软熔滴落特性的测定方法为：将软熔温度区间 划分为：收缩率为10% (或者4% )时所对应的温度为软化开始温度，收缩率为40%时所 对应的温度为软化终了温度，二者之间的温度区间命名为软化温度区间，剩下的软化终了 温度到压力开始陡升时所对应的温度之间的温度区间作为一个不评价的温度区间。软化温 度区间与后面的熔滴温度区间共同形成软熔滴落温度区间，并且用熔滴温度区间内的压差 进行积分得到熔滴性能总体特征值（S)，与软化温度区间、熔滴温度区间的测定参数来共同 表达高炉综合炉料的软熔滴落特性。此法的缺点是存在一段不评价的温度区间，而实际上 高炉入炉块矿从软化开始温度起其压差就已经开始增大，并且一直持续到料柱最大压差出 现为止，因此，这种方法没有能够与高炉实际的冶炼生产相结合，其软熔温度区间的特性不 够完整造成软熔滴落试验的测定结果及其分析难以应用于实际的高炉生产。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种高炉入 炉块矿的测定筛选方法，可以解决高炉入炉块矿的软熔特性的测定判别的技术问题，能够 保证高炉生产实现高产、优质、低耗的目标。
[0006] 本发明解决以上技术问题的技术方案是：
[0007] -种高炉入炉块矿的测定筛选方法，将准备好的高炉入炉块矿制成试样，然后装 入石墨坩埚中，底层和上层各铺上焦块，再将装有试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔 滴落试验装置（现有装置，大中院校教科书都有介绍，各大钢厂都有在使用）中进行测定， 其测定方法包括以下步骤：
[0008] ㈠ 试样在N2气的保护下温度升至900°C时改通还原气体升温至试验结束，还原气 体由⑶和队组成，体积比为ΦΟ):ΦΝ2= 30 :70,流量为15L/min，升温速度：<1200°C为 10°C /min，1200-1630°C为7°C /min，>1630°C为2°C /min ;荷重（试验装置中在试样上设置 的压块）为1.0 kg/cm2;以试样收缩10%时所对应的试样温度为软化开始温度ta，单位°C ; 以压差开始陡升时所对应的试样温度表示试样的开始熔化温度ts，单位°C ;以第一滴液滴 下落温度表示试样的滴落温度td，单位°C ;试样开始软化时的压差为Λ Pa，单位Pa ;试样 开始熔融时的压差为Δ Ps，单位为Pa ;第一滴液滴下落时的压差为Λ Pd，单位Pa ;试验中 出现的最大压差为Λ Pmax，单位为Pa ;软熔滴落性能总特性值为S，软熔性能总体特征值为 S1，熔滴性能总体特征值为S2, S = S1+S2,其计算式为：
[0012] ㈡定义ts - ta温度区间为软熔层，即试样收缩10%时所对应的试样软化开始温 度到压差开始陡升时所对应的试样熔化开始温度之间的温度区间所对应的高炉入炉块矿 料层；定义td - ts温度区间为熔滴层，即开始熔化时的试样温度到第一滴液滴下落时的试 样温度之间的温度区间所对应的高炉入炉块矿料层；通过铁矿石软熔滴落试验装置的试验 过程测定ta、ts、td、A Pa、APs、A Pd和Λ Pmax的试验测定值，计算由⑴式计算出来的高 炉入炉块矿的ts - ta温度区间软熔层的软熔性能总特性值S1，由⑵式计算出来的高炉入 炉块矿的td - ts温度区间熔滴层的熔滴性能总特性值S2,二者相加由⑶式计算得到高炉 入炉块矿软熔滴落性能总特性值S ;
[0013] ㈢在高炉冶炼进程中，设定高炉上部的阻力损失占总阻力损失的15%，设定反 映高炉炉身下部和炉腰部位的软熔层的高炉综合炉料的透气性阻力损失占总阻力损失的 25%，熔融滴落性能是高炉综合炉料冶金性能最重要的部分，设定其熔滴层的透气性阻力 损失占总阻力损失的60%，因此，得出如下的等式(4)成立：
[0014] 软熔层 Sl(25% ) +熔滴层 S2(60% ) = 85%，即：
[0015] 软熔层 SI/ 熔滴层 S2 ~ 30% /70% (4)；
[0016] _根据等式⑷得到高炉综合炉料软熔层的透气性阻力公式：
[0017] 软熔层 Sl = 30% /70% X 熔滴层 S2 (5)
[0018] 即，Sl(真）=(30%/70% ) XS2(真） （6)
[0019] 或者写成：Sl (真）=(30%/70% ) XS2 (7)
[0020] 可以看出，利用上式（㈢和㈣两个步骤）计算出来的Sl (真）和㈠ 和㈡两个步骤 所测定出来的的S1，其中Sl (真）为符合高炉生产实际的高炉综合炉料软熔特性的测定计 算值，它与由㈠ 和㈡两个步骤所测定出来的的Sl不相等，即Sl真辛SI ;S2 (真）为符合高 炉生产实际的高炉综合炉料熔滴特性的测定计算值，它与由(-)和(二)两个步骤所测定出来的 的S2相等，即S2(真）=S2.
[0021] ?如果Sl < Sl (真），即软熔滴落试验测定的高炉入炉块矿的软熔层透气性阻力 值（软熔性能总特性值SI)小于利用公式(6)或者(7)计算得出来的值，则用此生矿块作为高 炉入炉块矿，SI越小则可用的配矿比越大；
[0022] 如果SI > Sl (真），即软熔滴落试验测定的高炉入炉块矿的软熔层透气性阻力值 (软熔性能总特性值SI)大于利用公式(6)或者(7)计算得出来的值，则少用或者不用此生矿 块作为高炉入炉块矿；
[0023] 如果SI = Sl (真），即软熔滴落试验测定的高炉入炉块矿的软熔层透气性阻力值 (软熔性能总特性值SI)等于或者稍大于利用公式(6)或者(7)计算得出来的值，则用此生矿 块作为高炉入炉块矿，但是需小于等于"S1 < Sl (真）"这种情况的配入比例。
[0024] 本发明进一步限定的技术方案是：
[0025] 前述的高炉入炉块矿的测定筛选方法，将准备好的高炉入炉混合炉料制成粒度为 6. 3-10毫米的试样，然后装入内直径为40毫米的石墨坩埚中，底层和上层各铺上20毫米的 粒度为10-20毫米的焦块，再将装有混合炉料试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落 试验装置中进行测定。
[0026] 前述的高炉入炉块矿的测定筛选方法，还原气体由CO和N2组成，体积比为Φ CO : Φ N2= 3〇 :7〇,流量为 I5IVmin。
[0027] 本发明的有益效果是：本发明符合高炉实际生产，可以解决高炉入炉块矿的软熔 特性的测定判别的技术问题，从而可以让炼铁工作者能够在实际的高炉炼铁生产中对备选 高炉入炉块矿进行有效筛选和恰当地搭配高炉入炉块矿的比例，控制其不好的软熔特性对 高炉冶炼效果的影响，准确地把握高炉软熔带的结构、位置和厚度。由于高炉软熔带的结 构、位置、厚度这些数据都是能够直接影响高炉上部块状带煤气流的分布和高炉综合炉料 的间接还原、焦碳的消耗量以及高炉顺行的重要参数，所以实施本发明技术方案所提出的 方法能够保证高炉生产实现高产、优质、低耗的目标。
【具体实施方式】 [0028] 实施例1
[0029] 本实施例是一种高炉入炉块矿的测定筛选方法，具体包括以下步骤：
[0030](-)软熔滴落性能的测定放在铁矿石软熔滴落试验装置中进行：
[0031] 现场炼铁生产高炉所使用的各种高炉入炉块矿，其软熔滴落性能的测定放在铁矿 石软熔滴落试验装置中进行。将准备好的高炉入炉块矿制成粒度为6. 3-10毫米的试样，然 后装入内直径为40毫米的石墨坩埚中，底层和上层各铺上20毫米的粒度为10-20毫米的 焦块，再将装有试样和焦块的石墨坩埚装入铁矿石软熔滴落试验装置中，按以下步骤的方 法进行测定。
[0032] (二)软熔滴落试验测定的方法、得到的参数及其计算公式：
[0033] 试样在N2气的保护下温度升至900°C时改通还原气体升温至至试验结束，还原气 体由⑶和队组成，体积比为ΦΟ):ΦΝ 2= 30 :70,流量为15L/min，升温速度：<1200°C为 10°C /min，1200-1630°C为 7°C /min，>1630°C为 2°C /min ;荷重为 1.0 kg/cm2;以试样收缩 10%时所对应的试样温度为软化开始温度ta，单位°C ;以压差开始陡升时所对应的试样温 度表示高炉