专利名称：入炉冶金焦大型高温反应炉及实验方法
技术领域：
本发明涉及冶金焦炭高温反应性能检测试验装置、特别是入炉冶金焦大型高温反应炉及实验方法。
背景技术：
冶金焦炭在高炉冶炼过程中的主要作用为(一)为高炉冶炼提供热能(二)作还原剂(三)作为高炉料柱的骨架，确保料柱的透气性(四)作渗碳剂。随着现代化大型高炉冶炼技术的发展及富氧大量喷煤技术的日益完善，冶金焦炭在高炉中的前两个作用逐渐弱化，而其作为骨架支撑作用却愈加突出，高炉加大喷煤量后，焦炭在高炉内停留时间延长，焦炭的碳熔损反应加剧，其结果是导致焦炭碎裂、块度变小、高炉料柱透气性变坏，最终必然使高炉顺行受到影响，因此急需确定评价冶金焦炭在高炉内的性状质量指标。
现行评定冶金焦炭机械强度指标M40、M10测定的是其冷态时的抗碎强度及耐磨强度，仅仅反映了常温状态下及在高炉低温区内焦炭机械强度，而与高温时焦炭发生剧烈的碳熔损反应后的机械强度并无定量关系。作为评定焦炭热性质的焦炭反应性(CRI)和反应后强度指标(CSR)，其测定条件为将200g圆整后20±1mm焦粒加热升温至1100℃，通CO2气体与之反应2小时，测定焦炭反应性及反应后强度，这种测定方法所取实验条件与高炉内环境相差甚多，尤其是将入炉焦炭圆整为20±1mm焦粒后，由于去掉了入炉冶金焦的微裂纹，并人为加大了焦粒表面积，因此其结果很难真实反映入炉冶金焦经过高温剧烈碳熔损反应后焦炭的强度及抗碎裂情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种入炉冶金焦大型高温反应炉及实验方法。该反应炉克服了上述测定冶金焦炭反应性及反应后强度指标实验炉的缺点，因而建立一种新型高温反应实验炉，模拟高炉软融带的温度条件，在此条件下考察碳熔损反应、磨损作用对入炉冶金焦炭破碎、侵蚀情况，确立入炉冶金焦炭在高温情况下的反应性及反应后强度指标。
一种入炉冶金焦大型高温反应炉，主要由反应炉、装料装置、配气装置、气体预热装置、控制装置、出料装置及尾气排放装置组成。
其特征在于反应炉由反应室、加热室、炉体铁件、出料装置组成；反应室由圆形炉甑和炉顶盖砖、炉底砖构成，并位于入炉冶金焦大型高温反应炉的中间，反应室直径Φ200-450mm，反应室全高1200-2000mm，加热室位于反应室周围，加热室高400-700mm，恒温区高300-450mm；加热元件等距离垂直悬挂在加热室周围，炉墙包围加热室圆周。
本发明入炉冶金焦大型高温反应炉特点模拟冶金焦炭在高炉的软熔带和滴落带受CO2侵蚀的反应环境，测定入炉冶金焦炭在高温状态的反应性及反应后强度，反应试样量大，最多可达15Kg，焦炭块度大(与入炉焦相同)，反应温度高。冶金焦炭从反应炉顶部装入，从底部机械出料。反应炉升温速度快，恒温区长，反应气氛可调，升温制度调节灵活，实验操作简单方便，机械化程度高。
图1为入炉冶金焦大型高温反应炉结构主视图。
图2为入炉冶金焦大型高温反应炉A-A剖视图。
图3为入炉冶金焦大型高温反应炉工艺框图具体实施方式
入炉冶金焦大型高温反应炉(见图3)，主要由反应炉22、装料装置23、配气装置24、气体预热装置25、控制装置26、出料装置27及尾气排放装置28组成。反应炉22由反应室(见图1、2)、加热室17、炉体铁件4、出料装置27组成。反应室由圆形炉甑3和炉顶盖砖2、炉底砖8构成，并位于入炉冶金焦大型高温反应炉的中间，反应室直径Φ300mm，反应室全高1500mm，加热区位于反应室周围，加热区高700mm，恒温区高400mm；炉墙14及16包围加热室圆周。反应炉22固定在炉底座5，传动装置6、卸料小车7、电机、减速机9、平台1和走梯10固定在基础钢板上。炉顶盖砖开有测温电偶插孔20、尾气引出孔18，控制电偶15安装于炉体侧面，加热元件11在炉甑3圆周方向等距离均匀分布，垂直悬挂于通孔砖13、塞砖12上，预热的反应气体由反应气引进口19送入炉底砖18，经由气体分布砖21均匀送入料层与冶金焦炭反应，反应后的试样与炉底砖8一起由传动装置6向下引出，排入卸料小车7。反应试样块度20-85mm，反应温度为750-1450℃。
冶金焦大型高温反应炉实验方法为将定量反应试样量5-15Kg，试样块度20-85mm，投入炉冶金焦大型高温反应炉内，盖严炉顶盖砖，插入测温电偶，接好尾气引出管，设定升温程序，通电升温，当温度升至400℃时通入N2气保护，同时预热CO2气体，继续升温通入预热的CO2气体与试样反应，并同时启动尾气燃烧器，反应室的反应温度为1100-1450℃，当反应温度达到1400℃时，关闭电源，改通N2气保护降温至600℃后由卸料小车卸出，用N2气冷却称重，测量反应后强度。
权利要求
1.一种入炉冶金焦大型高温反应炉，主要由反应炉、装料装置、配气装置、气体预热装置、控制装置、出料装置及尾气排放装置组成；其特征在于反应炉由反应室、加热室、炉体铁件、出料装置组成；反应室由圆形炉甑和炉顶盖砖、炉底砖构成，并位于入炉冶金焦大型高温反应炉的中间，反应室直径Φ200-450mm，反应室全高1200-2000mm，加热室位于反应室周围，加热室高400-700mm，恒温区高300-450mm；加热元件等距离垂直悬挂在加热室周围，炉墙包围加热室圆周。
2.根据权利要求1所述入炉冶金焦大型高温反应炉，其特征在于入炉冶金焦大型高温反应炉实验方法为将定量反应试样量5-15Kg，试样块度20-85mm，投入炉冶金焦大型高温反应炉内，盖严炉顶盖，插入测温电偶，接好尾气引出管，设定升温程序，通电升温，当温度升至400℃时通入N2气保护，同时预热CO2气体，继续升温通入预热的CO2气体与试样反应，并同时启动尾气燃烧器，反应室的反应温度为1100-1450℃，当反应温度达到1400℃时，关闭电源，改通N2气保护降温至600℃后由卸料小车卸出，用N2气冷却称重，测量反应后强度。
全文摘要
本发明公开了入炉冶金焦大型高温反应炉及实验方法。特征是反应炉由反应室、加热室、炉体铁件、出料装置组成;反应室由圆形炉甑和炉顶盖砖、炉底砖构成,并位于反应炉的中间,加热室位于反应室周围,加热元件等距离垂直悬挂在加热室周围,炉墙包围加热室圆周。特点是模拟冶金焦炭在高炉的软熔带和滴落带受CO
文档编号F27B17/00GK1363817SQ0113876
公开日2002年8月14日 申请日期2001年12月1日 优先权日2001年12月1日
发明者张琢, 钱晖, 张进, 吴信慈, 窦吉平, 胡德生, 王伟, 孟庆波, 张孝天 申请人:中唯炼焦技术国家工程研究中心有限责任公司, 宝山钢铁股份有限公司