專利名稱：入爐冶金焦大型高溫反應爐及實驗方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金焦炭高溫反應性能檢測試驗裝置、特別是入爐冶金焦大型高溫反應爐及實驗方法。
背景技術：
冶金焦炭在高爐冶煉過程中的主要作用為(一)為高爐冶煉提供熱能(二)作還原劑(三)作為高爐料柱的骨架，確保料柱的透氣性(四)作滲碳劑。隨著現(xiàn)代化大型高爐冶煉技術的發(fā)展及富氧大量噴煤技術的日益完善，冶金焦炭在高爐中的前兩個作用逐漸弱化，而其作為骨架支撐作用卻愈加突出，高爐加大噴煤量后，焦炭在高爐內(nèi)停留時間延長，焦炭的碳熔損反應加劇，其結(jié)果是導致焦炭碎裂、塊度變小、高爐料柱透氣性變壞，最終必然使高爐順行受到影響，因此急需確定評價冶金焦炭在高爐內(nèi)的性狀質(zhì)量指標。
現(xiàn)行評定冶金焦炭機械強度指標M40、M10測定的是其冷態(tài)時的抗碎強度及耐磨強度，僅僅反映了常溫狀態(tài)下及在高爐低溫區(qū)內(nèi)焦炭機械強度，而與高溫時焦炭發(fā)生劇烈的碳熔損反應后的機械強度并無定量關系。作為評定焦炭熱性質(zhì)的焦炭反應性(CRI)和反應后強度指標(CSR)，其測定條件為將200g圓整后20±1mm焦粒加熱升溫至1100℃，通CO2氣體與之反應2小時，測定焦炭反應性及反應后強度，這種測定方法所取實驗條件與高爐內(nèi)環(huán)境相差甚多，尤其是將入爐焦炭圓整為20±1mm焦粒后，由于去掉了入爐冶金焦的微裂紋，并人為加大了焦粒表面積，因此其結(jié)果很難真實反映入爐冶金焦經(jīng)過高溫劇烈碳熔損反應后焦炭的強度及抗碎裂情況。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種入爐冶金焦大型高溫反應爐及實驗方法。該反應爐克服了上述測定冶金焦炭反應性及反應后強度指標實驗爐的缺點，因而建立一種新型高溫反應實驗爐，模擬高爐軟融帶的溫度條件，在此條件下考察碳熔損反應、磨損作用對入爐冶金焦炭破碎、侵蝕情況，確立入爐冶金焦炭在高溫情況下的反應性及反應后強度指標。
一種入爐冶金焦大型高溫反應爐，主要由反應爐、裝料裝置、配氣裝置、氣體預熱裝置、控制裝置、出料裝置及尾氣排放裝置組成。
其特征在于反應爐由反應室、加熱室、爐體鐵件、出料裝置組成；反應室由圓形爐甑和爐頂蓋磚、爐底磚構(gòu)成，并位于入爐冶金焦大型高溫反應爐的中間，反應室直徑Φ200-450mm，反應室全高1200-2000mm，加熱室位于反應室周圍，加熱室高400-700mm，恒溫區(qū)高300-450mm；加熱元件等距離垂直懸掛在加熱室周圍，爐墻包圍加熱室圓周。
本發(fā)明入爐冶金焦大型高溫反應爐特點模擬冶金焦炭在高爐的軟熔帶和滴落帶受CO2侵蝕的反應環(huán)境，測定入爐冶金焦炭在高溫狀態(tài)的反應性及反應后強度，反應試樣量大，最多可達15Kg，焦炭塊度大(與入爐焦相同)，反應溫度高。冶金焦炭從反應爐頂部裝入，從底部機械出料。反應爐升溫速度快，恒溫區(qū)長，反應氣氛可調(diào)，升溫制度調(diào)節(jié)靈活，實驗操作簡單方便，機械化程度高。
圖1為入爐冶金焦大型高溫反應爐結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2為入爐冶金焦大型高溫反應爐A-A剖視圖。
圖3為入爐冶金焦大型高溫反應爐工藝框圖具體實施方式
入爐冶金焦大型高溫反應爐(見圖3)，主要由反應爐22、裝料裝置23、配氣裝置24、氣體預熱裝置25、控制裝置26、出料裝置27及尾氣排放裝置28組成。反應爐22由反應室(見圖1、2)、加熱室17、爐體鐵件4、出料裝置27組成。反應室由圓形爐甑3和爐頂蓋磚2、爐底磚8構(gòu)成，并位于入爐冶金焦大型高溫反應爐的中間，反應室直徑Φ300mm，反應室全高1500mm，加熱區(qū)位于反應室周圍，加熱區(qū)高700mm，恒溫區(qū)高400mm；爐墻14及16包圍加熱室圓周。反應爐22固定在爐底座5，傳動裝置6、卸料小車7、電機、減速機9、平臺1和走梯10固定在基礎鋼板上。爐頂蓋磚開有測溫電偶插孔20、尾氣引出孔18，控制電偶15安裝于爐體側(cè)面，加熱元件11在爐甑3圓周方向等距離均勻分布，垂直懸掛于通孔磚13、塞磚12上，預熱的反應氣體由反應氣引進口19送入爐底磚18，經(jīng)由氣體分布磚21均勻送入料層與冶金焦炭反應，反應后的試樣與爐底磚8一起由傳動裝置6向下引出，排入卸料小車7。反應試樣塊度20-85mm，反應溫度為750-1450℃。
冶金焦大型高溫反應爐實驗方法為將定量反應試樣量5-15Kg，試樣塊度20-85mm，投入爐冶金焦大型高溫反應爐內(nèi)，蓋嚴爐頂蓋磚，插入測溫電偶，接好尾氣引出管，設定升溫程序，通電升溫，當溫度升至400℃時通入N2氣保護，同時預熱CO2氣體，繼續(xù)升溫通入預熱的CO2氣體與試樣反應，并同時啟動尾氣燃燒器，反應室的反應溫度為1100-1450℃，當反應溫度達到1400℃時，關閉電源，改通N2氣保護降溫至600℃后由卸料小車卸出，用N2氣冷卻稱重，測量反應后強度。
權(quán)利要求
1.一種入爐冶金焦大型高溫反應爐，主要由反應爐、裝料裝置、配氣裝置、氣體預熱裝置、控制裝置、出料裝置及尾氣排放裝置組成；其特征在于反應爐由反應室、加熱室、爐體鐵件、出料裝置組成；反應室由圓形爐甑和爐頂蓋磚、爐底磚構(gòu)成，并位于入爐冶金焦大型高溫反應爐的中間，反應室直徑Φ200-450mm，反應室全高1200-2000mm，加熱室位于反應室周圍，加熱室高400-700mm，恒溫區(qū)高300-450mm；加熱元件等距離垂直懸掛在加熱室周圍，爐墻包圍加熱室圓周。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述入爐冶金焦大型高溫反應爐，其特征在于入爐冶金焦大型高溫反應爐實驗方法為將定量反應試樣量5-15Kg，試樣塊度20-85mm，投入爐冶金焦大型高溫反應爐內(nèi)，蓋嚴爐頂蓋，插入測溫電偶，接好尾氣引出管，設定升溫程序，通電升溫，當溫度升至400℃時通入N2氣保護，同時預熱CO2氣體，繼續(xù)升溫通入預熱的CO2氣體與試樣反應，并同時啟動尾氣燃燒器，反應室的反應溫度為1100-1450℃，當反應溫度達到1400℃時，關閉電源，改通N2氣保護降溫至600℃后由卸料小車卸出，用N2氣冷卻稱重，測量反應后強度。
全文摘要
本發(fā)明公開了入爐冶金焦大型高溫反應爐及實驗方法。特征是反應爐由反應室、加熱室、爐體鐵件、出料裝置組成;反應室由圓形爐甑和爐頂蓋磚、爐底磚構(gòu)成,并位于反應爐的中間,加熱室位于反應室周圍,加熱元件等距離垂直懸掛在加熱室周圍,爐墻包圍加熱室圓周。特點是模擬冶金焦炭在高爐的軟熔帶和滴落帶受CO
文檔編號F27B17/00GK1363817SQ0113876
公開日2002年8月14日 申請日期2001年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月1日
發(fā)明者張琢, 錢暉, 張進, 吳信慈, 竇吉平, 胡德生, 王偉, 孟慶波, 張孝天 申請人:中唯煉焦技術國家工程研究中心有限責任公司, 寶山鋼鐵股份有限公司