專利名稱：一種測量高爐回旋區長度的方法
技術領域：
本發明屬于高爐煉鐵領域，特別涉及一種測量高爐回旋區長度的方法。
背景技術：
高爐回旋區長度是判斷高爐生產過程中爐料是否順行的一個重要參數 雖然目前在冶金行業中，測定高爐風口回旋區長度的方法很多，但所用設備通常比較昂貴，方法也較為復雜。通過測定風口試樣中焦炭的空隙度，來推算出高爐風口回旋區的長度無疑是一種簡單而且實用的方法。采用目前冶金行業對于風口試樣中焦炭的空隙度測定還沒有一套明確的國家標準。工廠或實驗室試驗所采用的方法均是根據現有條件和實際需要的結果摸索出來的，并不具備普遍性。而且測定焦炭空隙度時，對焦炭粒度有一定的限制，限制的具體范圍也不確定。所有測定焦炭空隙度的方法中均無法測定細粉末和大塊焦的空隙度，尤其是風口試樣中的焦炭其粒度是不均勻的，既有粉末又有大塊焦，這種情況下就很難找到一種合適的方法來滿足測量需要。所以，在工廠或實驗室試驗時其測得的焦炭空隙度的數據往往不夠準確，有較大的誤差。
發明內容
本發明目的是為了找出一種能夠精確測量焦炭空隙度的方法，從而進一步推算高爐風口回旋區長度，為判斷高爐生產過程中爐料是否順行提供可靠依據。
在高爐生產中回旋區和死料柱(含鳥巢區)的焦炭所處的情況有些不同的，死料柱(含鳥巢區)焦炭在風口前停留的時間要長一些，而風口區的焦炭停留的時間要短一些。因為高爐生產時回旋區基本上沒有停留的焦炭，風口取樣取出的焦炭是休風從回旋區上部落下的部分。考慮風口試樣中焦炭的空隙度在某一位置會突然變小這一特點，可以確定高爐風口前回旋區的長度。
一種測量高爐回旋區長度的方法，其測量步驟為 1.取樣從高爐風口區沿高爐直徑的不同位置取焦炭試樣并編號； 2.計算出風口試樣中焦炭全部粒度的空隙度； 3.以空隙度為縱坐標，風口前不同取樣位置為橫坐標做圖并連線； 4.風口試樣焦炭的空隙度在到達風口前某一位置時會發生突然降低，從坐標圖的變化中找出突變點及所對應的試樣的位置，該位置是每個位置取樣槽的中心位置，從橫坐標上找到的試樣焦炭的空隙度突然降低的位置再加上該位置取樣槽長度的一半即為高爐回旋區長度。
焦炭空隙度具體測定方法如下 空隙度試驗采用阿基米德原理，在已知容器體積中，由加入固體風口試樣中焦炭排除同體積水確定其比重和空隙度。由于焦炭顆粒有一定的空隙，特別是從爐頂加入后到達風口前的過程中，風口試樣中的焦炭空隙度變小，由預備試驗發現，在測定風口試樣中焦炭空隙度前要將其在水中浸泡2天，使風口試樣中焦炭的氣孔完全充滿水。具體方法如下 (1)已知水的比重為1g/ml。
(2)將托盤放在天平上，清零。
(3)測定量器的體積首先，稱出量器的重量。將量器加滿水后，稱出重量。兩次重量之差除以水的比重，即得量器的體積。
(4)測定焦炭的體積、空隙體積 ①稱出干焦的重量，分別裝在容器中，加水浸泡一天。
②將量器放在托盤上，清零。
③將焦炭裝入量器中，盡量少帶入水。撫平、壓實，記錄為重量一。
④向量器中加水，到水剛好蓋滿焦炭為止，記錄為重量二。重量二減去重量一即得第一次加水重量，除以水的比重，得水的體積，此體積即為焦炭之間空隙體積。
⑤繼續向量器中加水，直到滿為止，記錄下為重量三。將重量三減去重量一，然后除以水的比重，得到加水的總體積。用量器的體積減去加入水的總體積即得焦炭的體積。
由于試驗過程中＜2.5mm中的細顆粒會飄在水面上隨水一同流失掉，另外可能發生“和泥”現象，在測定中選定的最小顆粒為2.5mm。風口試樣中焦炭的空隙度要考慮在試樣中＜2.5mm顆粒的影響。＜2.5mm顆粒的中有較多的細粉末，可以將小顆粒之間的空隙幾乎完全添滿，使得在＜2.5mm顆粒的中幾乎沒有空隙。全部焦炭粒度的空隙度比試驗測定的＞2.5mm焦炭粒度的值要小，風口試樣中焦炭全部粒度的空隙度的計算公式如下 ε計算的全部顆粒＝(1-χ％)×ε測定(5) 其中ε計算的全部顆粒表示焦炭全部粒度的空隙度；ε測定表示通過此項技術測定出的＞2.5mm焦炭粒度的空隙度；χ％表示＜2.5mm焦炭顆粒的百分含量。
本發明簡單、實用，可以精確測量焦炭空隙度，從而進一步推算高爐風口回旋區長度，為判斷高爐生產過程中爐料是否順行提供了可靠依據。
圖1為風口前不同區域風口試樣中焦炭空隙度的兩條直線
具體實施例方式 從某廠高爐風口前取樣制成表1，在風口試樣中焦炭平均直徑為14.2mm處將空隙度數據分成兩段作圖，得到了兩個擬合較好的直線。
表1風口試樣中各號焦樣在風口前的距離 圖1中風口試樣在風口前1.74m和2.03m將焦炭空隙度數據分成兩段，得到了兩個擬合較好的直線。圖中上方直線中的焦炭空隙度都在風口前1#～6#的位置，而下方直線對應焦炭空隙度都在風口前7#～14#的位置。風口前試樣中焦炭空隙度形成兩個直線，表明風口試樣中焦炭的粒度發生了突變，這是由于兩個部分焦炭在高爐內所處環境不同。可以認為到(1.74m+0.15m)＝1.89m為回旋區長度，其中0.15m為該位置取樣槽長度的一半。高爐生產時回旋區內幾乎沒有焦炭存在，風口取樣是在高爐休風后進行的，循環區上部焦炭會有相當一部分落入到回旋區，使得取出樣中焦炭粒度相對大一些，磨損少一些，空隙度也大一些。同樣可以認為從1.89m起為死料柱(含鳥巢區)，高爐生產時死料柱(含鳥巢區)內焦炭停留時間較長，焦炭被磨損的多，粒度也會小一些，空隙度也會小一些，所以在風口前某一位置會發生空隙度突變。
推斷出高爐風口前回旋區的長度，就可以在高爐生產中研究關于死料柱(含鳥巢區)焦炭的透液性。對風口試樣中空隙度特性參數進行研究，其目的是為描述風口試樣焦炭的透液性提供必要的參數。
權利要求
1.一種測量高爐回旋區長度的方法，其特征在于高爐回旋區長度的測量步驟為
(1)..取樣從高爐風口區沿高爐直徑的不同位置取焦炭試樣并編號；
(2).計算出風口試樣中焦炭全部粒度的空隙度；
(3).以空隙度為縱坐標，風口前不同取樣位置為橫坐標做圖并連線；
(4).風口試樣焦炭的空隙度在到達風口前某一位置時會發生突然降低，從坐標圖的變化中找出突變點及所對應的試樣的位置，該位置是每個位置取樣槽的中心位置，從橫坐標上找到的試樣焦炭的空隙度突然降低的位置再加上該位置取樣槽長度的一半即為高爐回旋區長度。
2.如權利要求1所述測量高爐回旋區長度的方法，其特征在于焦炭空隙度具體測定方法如下
(1)稱出干焦的重量，分別裝在容器中，加水浸泡一天；
(2)將量器放在托盤上，清零；
(3)將焦炭裝入量器中，盡量少帶入水，撫平、壓實，記錄為重量一；
(4)向量器中加水，到水剛好蓋滿焦炭為止，記錄為重量二；重量二減去重量一即得第一次加水重量，除以水的比重，得水的體積，此體積即為焦炭之間空隙體積；
(5)繼續向量器中加水，直到滿為止，記錄下為重量三。將重量三減去重量一，然后除以水的比重，得到加水的總體積。用量器的體積減去加入水的總體積即得焦炭的體積；
風口試樣中焦炭全部粒度的空隙度的計算公式如下
ε計算的全部顆粒＝(1-x％)×ε測定(4)
其中ε計算的全部顆粒表示焦炭全部粒度的空隙度；ε測定表示通過此項技術測定出的＞2.5mm焦炭粒度的空隙度；x％表示＜2.5mm焦炭顆粒的百分含量。
全文摘要
一種測量高爐回旋區長度的方法，屬于高爐煉鐵領域，為判斷高爐生產過程中爐料是否順行提供可靠依據。具體測量步驟為(1).取樣從高爐風口區沿高爐直徑的不同位置取焦炭試樣并編號；(2).計算出風口試樣中焦炭全部粒度的空隙度；(3).以空隙度為縱坐標，風口前不同取樣位置為橫坐標做圖并連線；(4).風口試樣焦炭的空隙度在到達風口前某一位置時會發生突然降低，從坐標圖的變化中找出突變點及所對應的試樣的位置，該位置是每個位置取樣槽的中心位置，從橫坐標上找到的試樣焦炭的空隙度突然降低的位置再加上該位置取樣槽長度的一半即為高爐回旋區長度。本發明方法簡單、實用。
文檔編號C21B7/24GK101121949SQ200710122238
公開日2008年2月13日 申請日期2007年9月24日 優先權日2007年9月24日
發明者鏗 吳, 丁汝才, 姜偉忠, 濤 鄭, 于博洵, 張海濱, 翔 周, 張建民, 費三林, 吳瑋璐 申請人:北京科技大學