一種高爐入爐塊礦的測定篩選方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種高爐入爐塊礦的測定篩選方法。
【背景技術】
[0002] 高爐要實現合理的爐料結構，必須要在高堿度燒結礦中配入適當比例的酸性爐 料，在酸性爐料缺乏熟料的條件下，通常是配入適當比例的高品位塊礦，以達到提高高爐產 量和增加效益的目的，為此，我們必須對高爐入爐塊礦軟熔滴落特性進行研宄。絕大多數的 入爐塊礦的軟熔滴落特性與其相搭配的熟料相比，有其自身獨特的特點，尤其值得注意的 是它的軟熔特性，過量搭配或者隨意搭配高爐入爐塊礦將會由于它不好的軟熔特性造成整 個高爐綜合爐料軟熔滴落特性變壞，從而影響高爐冶煉效果，因此，配入適當比例的高品位 塊礦之前對高爐入爐塊礦進行測定篩選是十分必要的。
[0003] 高爐入爐塊礦的軟熔性能是指其裝入高爐后，隨著爐料的下降以及溫度的上升， 爐料不斷地被化學還原的同時物理上表現出體積開始收縮即開始軟化，然后進入軟化終 了，接著壓力開始陡升的一系列事件中，開始軟化事件所對應的溫度到壓力開始陡升事件 所對應的溫度區間所表現出來的特性；滴落性能則是指從壓力開始陡升事件所對應的溫度 到其后的第一滴液滴下落事件所對應的溫度區間的特性。
[0004] 現有技術中，對高爐入爐塊礦高溫軟熔滴落特性的測定方法為：將軟熔溫度區間 劃分為：收縮率為10% (或者4% )時所對應的溫度為軟化開始溫度，收縮率為40%時所 對應的溫度為軟化終了溫度，二者之間的溫度區間命名為軟化溫度區間，剩下的軟化終了 溫度到壓力開始陡升時所對應的溫度之間的溫度區間作為一個不評價的溫度區間。軟化溫 度區間與后面的熔滴溫度區間共同形成軟熔滴落溫度區間，并且用熔滴溫度區間內的壓差 進行積分得到熔滴性能總體特征值（S)，與軟化溫度區間、熔滴溫度區間的測定參數來共同 表達高爐綜合爐料的軟熔滴落特性。此法的缺點是存在一段不評價的溫度區間，而實際上 高爐入爐塊礦從軟化開始溫度起其壓差就已經開始增大，并且一直持續到料柱最大壓差出 現為止，因此，這種方法沒有能夠與高爐實際的冶煉生產相結合，其軟熔溫度區間的特性不 夠完整造成軟熔滴落試驗的測定結果及其分析難以應用于實際的高爐生產。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是，針對以上現有技術存在的缺點，提出一種高爐入 爐塊礦的測定篩選方法，可以解決高爐入爐塊礦的軟熔特性的測定判別的技術問題，能夠 保證高爐生產實現高產、優質、低耗的目標。
[0006] 本發明解決以上技術問題的技術方案是：
[0007] -種高爐入爐塊礦的測定篩選方法，將準備好的高爐入爐塊礦制成試樣，然后裝 入石墨坩堝中，底層和上層各鋪上焦塊，再將裝有試樣和焦塊的石墨坩堝裝入鐵礦石軟熔 滴落試驗裝置（現有裝置，大中院校教科書都有介紹，各大鋼廠都有在使用）中進行測定， 其測定方法包括以下步驟：
[0008] ㈠ 試樣在N2氣的保護下溫度升至900°C時改通還原氣體升溫至試驗結束，還原氣 體由⑶和隊組成，體積比為ΦΟ):ΦΝ2= 30 :70,流量為15L/min，升溫速度：<1200°C為 10°C /min，1200-1630°C為7°C /min，>1630°C為2°C /min ;荷重（試驗裝置中在試樣上設置 的壓塊）為1.0 kg/cm2;以試樣收縮10%時所對應的試樣溫度為軟化開始溫度ta，單位°C ; 以壓差開始陡升時所對應的試樣溫度表示試樣的開始熔化溫度ts，單位°C ;以第一滴液滴 下落溫度表示試樣的滴落溫度td，單位°C ;試樣開始軟化時的壓差為Λ Pa，單位Pa ;試樣 開始熔融時的壓差為Δ Ps，單位為Pa ;第一滴液滴下落時的壓差為Λ Pd，單位Pa ;試驗中 出現的最大壓差為Λ Pmax，單位為Pa ;軟熔滴落性能總特性值為S，軟熔性能總體特征值為 S1，熔滴性能總體特征值為S2, S = S1+S2,其計算式為：
[0012] ㈡定義ts - ta溫度區間為軟熔層，即試樣收縮10%時所對應的試樣軟化開始溫 度到壓差開始陡升時所對應的試樣熔化開始溫度之間的溫度區間所對應的高爐入爐塊礦 料層；定義td - ts溫度區間為熔滴層，即開始熔化時的試樣溫度到第一滴液滴下落時的試 樣溫度之間的溫度區間所對應的高爐入爐塊礦料層；通過鐵礦石軟熔滴落試驗裝置的試驗 過程測定ta、ts、td、A Pa、APs、A Pd和Λ Pmax的試驗測定值，計算由⑴式計算出來的高 爐入爐塊礦的ts - ta溫度區間軟熔層的軟熔性能總特性值S1，由⑵式計算出來的高爐入 爐塊礦的td - ts溫度區間熔滴層的熔滴性能總特性值S2,二者相加由⑶式計算得到高爐 入爐塊礦軟熔滴落性能總特性值S ;
[0013] ㈢在高爐冶煉進程中，設定高爐上部的阻力損失占總阻力損失的15%，設定反 映高爐爐身下部和爐腰部位的軟熔層的高爐綜合爐料的透氣性阻力損失占總阻力損失的 25%，熔融滴落性能是高爐綜合爐料冶金性能最重要的部分，設定其熔滴層的透氣性阻力 損失占總阻力損失的60%，因此，得出如下的等式(4)成立：
[0014] 軟熔層 Sl(25% ) +熔滴層 S2(60% ) = 85%，即：
[0015] 軟熔層 SI/ 熔滴層 S2 ~ 30% /70% (4)；
[0016] _根據等式⑷得到高爐綜合爐料軟熔層的透氣性阻力公式：
[0017] 軟熔層 Sl = 30% /70% X 熔滴層 S2 (5)
[0018] 即，Sl(真）=(30%/70% ) XS2(真） （6)
[0019] 或者寫成：Sl (真）=(30%/70% ) XS2 (7)
[0020] 可以看出，利用上式（㈢和㈣兩個步驟）計算出來的Sl (真）和㈠ 和㈡兩個步驟 所測定出來的的S1，其中Sl (真）為符合高爐生產實際的高爐綜合爐料軟熔特性的測定計 算值，它與由㈠ 和㈡兩個步驟所測定出來的的Sl不相等，即Sl真辛SI ;S2 (真）為符合高 爐生產實際的高爐綜合爐料熔滴特性的測定計算值，它與由(-)和(二)兩個步驟所測定出來的 的S2相等，即S2(真）=S2.
[0021] ?如果Sl < Sl (真），即軟熔滴落試驗測定的高爐入爐塊礦的軟熔層透氣性阻力 值（軟熔性能總特性值SI)小于利用公式(6)或者(7)計算得出來的值，則用此生礦塊作為高 爐入爐塊礦，SI越小則可用的配礦比越大；
[0022] 如果SI > Sl (真），即軟熔滴落試驗測定的高爐入爐塊礦的軟熔層透氣性阻力值 (軟熔性能總特性值SI)大于利用公式(6)或者(7)計算得出來的值，則少用或者不用此生礦 塊作為高爐入爐塊礦；
[0023] 如果SI = Sl (真），即軟熔滴落試驗測定的高爐入爐塊礦的軟熔層透氣性阻力值 (軟熔性能總特性值SI)等于或者稍大于利用公式(6)或者(7)計算得出來的值，則用此生礦 塊作為高爐入爐塊礦，但是需小于等于"S1 < Sl (真）"這種情況的配入比例。
[0024] 本發明進一步限定的技術方案是：
[0025] 前述的高爐入爐塊礦的測定篩選方法，將準備好的高爐入爐混合爐料制成粒度為 6. 3-10毫米的試樣，然后裝入內直徑為40毫米的石墨坩堝中，底層和上層各鋪上20毫米的 粒度為10-20毫米的焦塊，再將裝有混合爐料試樣和焦塊的石墨坩堝裝入鐵礦石軟熔滴落 試驗裝置中進行測定。
[0026] 前述的高爐入爐塊礦的測定篩選方法，還原氣體由CO和N2組成，體積比為Φ CO : Φ N2= 3〇 :7〇,流量為 I5IVmin。
[0027] 本發明的有益效果是：本發明符合高爐實際生產，可以解決高爐入爐塊礦的軟熔 特性的測定判別的技術問題，從而可以讓煉鐵工作者能夠在實際的高爐煉鐵生產中對備選 高爐入爐塊礦進行有效篩選和恰當地搭配高爐入爐塊礦的比例，控制其不好的軟熔特性對 高爐冶煉效果的影響，準確地把握高爐軟熔帶的結構、位置和厚度。由于高爐軟熔帶的結 構、位置、厚度這些數據都是能夠直接影響高爐上部塊狀帶煤氣流的分布和高爐綜合爐料 的間接還原、焦碳的消耗量以及高爐順行的重要參數，所以實施本發明技術方案所提出的 方法能夠保證高爐生產實現高產、優質、低耗的目標。
【具體實施方式】 [0028] 實施例1
[0029] 本實施例是一種高爐入爐塊礦的測定篩選方法，具體包括以下步驟：
[0030](-)軟熔滴落性能的測定放在鐵礦石軟熔滴落試驗裝置中進行：
[0031] 現場煉鐵生產高爐所使用的各種高爐入爐塊礦，其軟熔滴落性能的測定放在鐵礦 石軟熔滴落試驗裝置中進行。將準備好的高爐入爐塊礦制成粒度為6. 3-10毫米的試樣，然 后裝入內直徑為40毫米的石墨坩堝中，底層和上層各鋪上20毫米的粒度為10-20毫米的 焦塊，再將裝有試樣和焦塊的石墨坩堝裝入鐵礦石軟熔滴落試驗裝置中，按以下步驟的方 法進行測定。
[0032] (二)軟熔滴落試驗測定的方法、得到的參數及其計算公式：
[0033] 試樣在N2氣的保護下溫度升至900°C時改通還原氣體升溫至至試驗結束，還原氣 體由⑶和隊組成，體積比為ΦΟ):ΦΝ 2= 30 :70,流量為15L/min，升溫速度：<1200°C為 10°C /min，1200-1630°C為 7°C /min，>1630°C為 2°C /min ;荷重為 1.0 kg/cm2;以試樣收縮 10%時所對應的試樣溫度為軟化開始溫度ta，單位°C ;以壓差開始陡升時所對應的試樣溫 度表示高爐