專利名稱：一種含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價方法
技術領域：
本發明涉及一種含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價，包括塊礦、球團礦、燒結礦、綜合爐料以及金屬化含鐵爐料的評價。
背景技術：
采用檢索條件摘要=(含鐵爐料)AND摘要=(軟熔滴落特性)；或，摘要=(含鐵爐料)AND 摘要=(評價)；以及 abstract= (iron-bearingburden)ANDabstract= (Softening-melting dropping properties)在國內外的數據庫進行檢索。經過仔細檢索，沒有與本申報專利相同或類似的發明內容。含鐵爐料的軟熔滴落特性決定了高爐軟熔帶的結構、位置、厚度，并直接影響爐身塊狀帶煤氣流的分布和鐵礦石的間接還原，決定著焦炭消耗量以及高爐順行。因此，全面準 確的評價含鐵爐料的軟熔滴落特性不僅有助于煉鐵工作者對高爐軟熔帶特性進行正確的預測，同時也是保證高爐高產、優質及低耗的基礎之一。 含鐵爐料軟熔滴落特性的現有評價方法較為雜亂，對同一種含鐵爐料軟熔滴落特性采用不同的方法進行的評價，其結果會有較大差異，且對一些新型爐料不能準確評價，導致評價結果很難正確指導高爐生產。特別是近年來有研究嘗試高爐使用含碳團塊、金屬化爐料、廢金屬等新型含鐵爐料的新技術，由于含鐵爐料下移至軟熔帶時，其金屬化率、含碳量以及渣量等的不同都會導致軟熔帶的形狀、位置、料柱收縮變化以及料柱壓差分布等呈現不同，因此對于新型含鐵爐料更有必要對其軟熔滴落特性進行準確評價，以便對其應用于高爐生產進行指導。然而，現有的評價方法并不能很好的評價這些因新原料、高爐內還原程度變化所導致爐料軟熔滴落特性的變化。因此，如何正確合理的評價各種含鐵爐料在新技術和新工藝下的軟熔滴落特性是實現以上新技術的關鍵。國內現有的評價方法是將含鐵爐料的軟熔滴落溫度區間分為軟化溫度區間和熔滴溫度區間，并在軟化開始溫度、軟化終了溫度及熔化開始溫度等參數方面做了一些工作，但由于評價指標體系與高爐的冶煉結合性較差，沒能深入考慮到高爐冶煉的實際情況，故不能較全面的體現高爐冶煉過程中軟熔帶的結構和特性。因此，國內現有評價方法的不足性導致含鐵爐料軟熔滴落實驗結果分析較難應用于實際高爐生產。國外對含鐵爐料軟熔滴落特性的評價主要是考慮熔化開始溫度到熔化終了溫度這一區間，然而對熔化開始溫度與熔化終了溫度也有不同的定義，用此溫度區間內的壓差進行積分得到的熔滴性能總體特征值(S)對含鐵爐料的高溫特性進行綜合的評價。含鐵爐料從軟化開始起壓差就開始增大，且一直持續到料柱最大壓差出現為止，故僅對熔滴溫度區間進行評價不足以反應高爐內含鐵爐料軟熔帶的實際情況。因此，研究出合理的并能真正反應含鐵爐料軟熔滴落特性的評價方法是一個亟待解決的問題
發明內容
本發明的目的，是提出一種含鐵爐料軟熔滴落特性的新評價方法，包括含鐵爐料軟熔滴落溫度區間的劃分，各區間的性能特征值的計算方法以及對含鐵爐料軟熔滴落性能的評價，能為含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價提供技術指導和支持。本發明的技術方案如下本評價方法將含鐵爐料的軟熔滴落溫度區間Td-Ts劃分為軟熔層、熔融層和滴落層，軟熔層被定義為軟熔開始溫度到軟熔終了溫度區間對應的含鐵爐料層，熔融層被定義為熔融開始溫度到熔融終了溫度區間對應的含鐵爐料層，滴落層定義為熔融終了溫度到鐵水滴落溫度區間對的含鐵爐料層；其中，軟熔開始溫度!；壓差明顯升高或料柱收縮率明顯增大的溫度；軟熔終了溫度Tm :壓差開始陡升的溫度；熔融開始溫度Tm :壓差開始陡升的溫度；熔融終了溫度Tpmax 最大壓差對應的溫度，當有兩個壓差相差不大的最高壓差峰時，選用離鐵水滴落溫度最近的一個作為最高壓差峰；鐵水滴落溫度Td :料柱中鐵水開始滴落的溫度；
根據軟熔層、熔融層和滴落層的對應的溫度和壓差參數，提出含鐵爐料軟熔性能特征值SMD1，含鐵爐料熔融性能特征值SMD2，含鐵爐料熔滴性能特征值SMD3以及從含鐵爐料軟熔開始到鐵水滴落溫度區間對應軟熔滴落性能特征值SMDj^g SMDpSMD2、SMD3和SMD值判斷含鐵爐料各區間軟熔滴落性能和總的軟熔滴落性能；SMDpSMD2、SMD3和SMD越小，含鐵爐料的軟熔滴落性能越好；如SMD1越小，表明含鐵爐料的軟熔性能越好，反之，其軟熔性能越差；SMD2越小，表明含鐵爐料的熔融性能越好，反之，其軟熔性能越差；SMD3和與之相類似；其相應的計算公式如下SMDi = J·""AIK/')dT = (Δ/^ ; + Δ/^)x(7；., + /；)(I)
Γ 2 i=Ts公式(I)表示軟熔性能特征值(SDM1)為軟熔開始溫度到軟熔終了溫度范圍內壓差沿溫度的積分，Ti表示軟熔開始溫度與軟熔終了溫度之間的任意溫度值，Δ Pi表示溫度Ti對應的壓差值；SMD2 =J，腿紹廠),".=42(‘ + #)父(2；+1+7；)(2、
2 =τ 公式(2)表示熔融性能特征值(SDM2)為熔融開始溫度到熔融終了溫度范圍內壓差沿溫度的積分，Ti表示熔融開始溫度與熔融終了溫度之間的任意溫度值，Δ Pi表示溫度Ti對應的壓差值；= P KKndT = ^- χ,+Ti)(3)
^Piaax2d i—T
^jFmas公式(3)表示滴落性能特征值(SDM3)為熔融終了溫度到鐵水滴落溫度范圍內壓差沿溫度的積分，Ti表示熔融終了溫度與鐵水滴落溫度之間的任意溫度值，Δ Pi表示溫度Ti對應的壓差值；SM!) = 1 AP(T)dT = SMDi + SM!), + SMJX = ^(Δ/； : + Al]) xiJ]:-Ti) (4)
1 ' ^ 2 i=Ti公式(4)表示軟熔滴落性能特征值(SDM)為從軟熔開始溫度到滴落溫度范圍內壓差沿溫度的積分，Ti表示軟熔開始溫度與滴落溫度之間的任意溫度值，Δ Pi表示溫度Ti對應的壓差值。本發明的有益效果在于本評價方法的提出可根據含鐵爐料的軟熔滴落特性參數反應高爐內軟熔帶性能，以便能更好優化高爐的爐料結構、改善高爐軟熔帶的壓差、以確保高爐冶煉的高產、低耗和順行。高爐軟熔帶是含鐵爐料經過軟熔過程、熔融過程及滴落過程形成的。含鐵爐料的軟熔滴落過程為從軟熔開始到軟熔結束，再經熔融開始至熔融結束，而后由渣鐵層的黏度決定熔融結束后持續未滴落的時間，黏度越高，最大壓差持續的時間越長，熔滴溫度區間越寬。因此，將含鐵爐料的軟熔滴落過程分成三個區間更與實際高爐冶煉相吻合。新評價方法解決了傳統評價方法中軟化溫度區間和熔化溫度區間總是出現空的溫度區間或重疊溫度區間的問題，能更正確的計算含鐵爐料的軟熔滴落性能特征值和評價其軟熔滴落特性。本評價方法能直觀體現含鐵爐料各區間的區間大小、料柱壓差以及料柱收縮率，不僅有助于評價高爐新型爐料的熔滴性能及其對高爐軟熔帶的影響，而且對高爐上部調劑具有指導意義。


附圖I :綜合爐料軟熔滴落過程中料柱壓差、料柱高度隨溫度變化圖。附圖2 :綜合爐料軟熔滴落過程中單位料柱壓差、料柱收縮率隨溫度變化圖。
具體實施例方式將含鐵爐料、焦炭按料柱底層和頂層分別為20g焦炭，中間層為含鐵爐料的布料方式裝入石墨反應管，料柱的荷重為lkg/cm2，按表I的條件開始熔滴試驗，當鐵水滴落至剛玉管底部的坩堝時，關電源降溫至室溫，試驗結束。試驗過程的溫度、料柱高度及料柱壓差由電腦實時監測記錄。表I含鐵爐料的熔滴試驗條件
驗參數單位 900°C前 900m 降溫過程
N2__%__100__70__100
_4] CO__%__—__30__—
Vg__L/min__5__12__5
ντ°C/min105—表2典型綜合爐料軟熔滴落特性的評價對比
權利要求
1.一種含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價方法，其特征在于 本評價方法將含鐵爐料的軟熔滴落溫度區間Td-Ts劃分為軟熔層、熔融層和滴落層，軟熔層被定義為軟熔開始溫度到軟熔終了溫度區間對應的含鐵爐料層，熔融層被定義為熔融開始溫度到熔融終了溫度區間對應的含鐵爐料層，滴落層定義為熔融終了溫度到鐵水滴落溫度區間對的含鐵爐料層； 其中，軟熔開始溫度Ts:壓差明顯升高或料柱收縮率明顯增大的溫度；軟熔終了溫度Tffl :壓差開始陡升的溫度；熔融開始溫度Tm :壓差開始陡升的溫度；熔融終了溫度Tpmax :最大壓差對應的溫度，當有兩個壓差相差不大的最高壓差峰時，選用離鐵水滴落溫度最近的一個作為最高壓差峰；鐵水滴落溫度Td:料柱中鐵水開始滴落的溫度； 根據軟熔層、熔融層和滴落層的對應的溫度和壓差參數，提出含鐵爐料軟熔性能特征值SMD1，含鐵爐料熔融性能特征值SMD2,含鐵爐料熔滴性能特征值SMD3以及從含鐵爐料軟熔開始到鐵水滴落溫度區間對應軟熔滴落性能特征值SMD，根據SMDp SMD2, SMD3和SMD值判斷含鐵爐料各區間軟熔滴落性能和總的軟熔滴落性能；SMDpSMD2、SMD3和SMD越小，含鐵爐料的軟熔滴落性能越好； 其相應的計算公式如下
全文摘要
本發明涉及一種含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價，包括塊礦、球團礦、燒結礦、綜合爐料以及金屬化含鐵爐料的評價。本發明提出一種含鐵爐料軟熔滴落特性的新評價方法，包括含鐵爐料軟熔滴落溫度區間的劃分，各區間的性能特征值的計算方法以及對含鐵爐料軟熔滴落性能的評價，能為含鐵爐料高溫軟熔滴落特性的評價提供技術指導和支持。本評價方法能直觀體現含鐵爐料各區間的區間大小、料柱壓差以及料柱收縮率，不僅有助于評價高爐新型爐料的熔滴性能及其對高爐軟熔帶的影響，而且對高爐上部調劑具有指導意義。
文檔編號C21B5/00GK102925601SQ20121040991
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月24日 優先權日2012年10月24日
發明者吳勝利, 張麗華, 庹必陽, 武建龍, 孫穎 申請人:北京科技大學