具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明实施例，本发明实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明实施例，而非限制本发明实施例。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为根据本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路根据下：

根据本发明实施例一种典型的实施方式，提供一种含铁炉料粒径对高炉块状带压差影响的检测方法，如图1所示，所述方法包括：

S1、将含铁炉料破碎筛分，后干燥，获得不同粒径的含铁炉料试样；

所述含铁炉料包括烧结矿或球团矿中的至少一种；

所述含铁炉料试样的粒径为5～20mm。该粒径范围为常用的范围，若粒径大于20mm石墨坩埚装填不均匀，难以表征压差变化；也可以根据研究的需要破碎筛分得到5～10mm，10～16mm和16～20mm粒径分布的烧结矿试样，10～12mm，12～14mm和14～16mm粒径分布的球团矿试样；

作为一种优选的实施方式，所述干燥的温度为100～110℃，所述干燥的时间为10～14h。干燥的温度若小于100℃，含铁炉料干燥不充分；

S2、将不同粒径的所述含铁炉料试样分别于石墨坩埚中进行装填，获得多个装填后石墨坩埚；

该实施方式中，所述石墨坩埚为实验用石墨坩埚；

所述装填包括：在石墨坩埚底部加入第一焦炭，后依次铺设所述含铁炉料试样、第二焦炭和石墨盖片。

所述含铁炉料试样的底部设置第一焦炭的原因为：底部第一焦炭为铺底(焦炭高温下不会熔化堵塞通道)，上部设置第二焦炭是为防止含铁炉料高温熔化侵蚀石墨盖片及上部石墨部件。

作为一种可选的实施方式，第一焦炭和所述第二焦炭的粒径均为10.0～12.5mm，粒径若过大难以表征压差。

作为一种可选的实施方式，所述第一焦炭、所述含铁炉料试样、所述第二焦炭的质量比为(39～41)：(995～1005)：(39～41)。装填量是根据石墨坩埚规格大小确定的，在现有坩埚条件下，目的：①保证含铁炉料上下部有约20mm厚的焦炭层；②尽量装入较多的含铁炉料，使压差更加明显；

S3、将多个所述装填后石墨坩埚分别装入熔滴装置中在载荷为2.2～2.8kg/cm²下进行块状带压差实验，获得不同粒径的含铁炉料试样的块状带压差的变化情况；所述块状带压差实验中进行升温，且所述升温中先通入N₂后通入还原气，所述还原气为N₂：CO＝(68～72)：(28～32)，所述通入还原气的总量为12～18L/min。

高炉压差在块状带只有30％左右，因此使压差更加明显是本案的重点，因块状带温度较低，压差变化不大，因此载荷选用本发明实施例的范围能使压差更加明显。

所述还原气为N₂：CO＝(68～72)：(28～32)的原因：N₂：CO比例是根据高炉实际生产来的，实验过程的通气制度是模拟还原气成分，其他比例难以模拟还原气成分。

所述步骤S3中，所述含铁炉料包括烧结矿或球团矿中的至少一种；

所述含铁炉料的待研究粒径为烧结矿时，所述块状带压差实验依次包括：

预热阶段：通入4.5～5.5L/min N₂，且从0℃以9～11℃/min的速率升温至480～520℃；

还原阶段：通入14～16L/min还原气，且先于480～520℃保温55～65min，后以7～8℃/min的速率升温至1200～1300℃，再于1200～1300℃保温55～65min；

所述含铁炉料的待研究粒径为球团矿时，所述块状带压差实验依次包括：

预热阶段：通入4.5～5.5L/min N₂，且从0℃以9～11℃/min的速率升温至850～900℃；

还原阶段：通入14～16L/min还原气，且先于850～900℃保温55～65min，后以6～8℃/min的速率升温至1200～1300，再于1200～1300保温55～65min。

所述块状带压差实验按照所述要求设置升温制度和通气制度的原因为：烧结矿粒径不变，研究球团矿粒径变化对块状带压差的影响，重点考察850～900℃球团矿还原膨胀阶段；球团矿粒径不变，研究烧结矿粒径变化对块状带压差的影响，重点考察480～520℃烧结矿还原粉化阶段；

块矿带温度低压差变化不明显，因此宜采用较大的气流量和载荷来提高压差的变化幅度，本发明的上述参数为在现有设备允许的条件下采用的较大的气流量和载荷范围。

块状带压差实验可以做单种含铁炉料的(如烧结矿的或是球团矿的)，但更多地是做综合炉料的，也就是烧结矿和球团矿混合的。本发明实施例中综合炉料压差实验，是在保证烧结矿(或球团矿)粒度组成一定的条件下，改变球团矿(烧结矿)粒度来进行的。即含铁炉料烧结矿和球团矿混合的综合炉料时，待研究粒径为烧结矿时，即在保证球团矿粒度组成一定的条件下，改变烧结矿粒度来进行；待研究粒径为球团矿时，即在保证烧结矿粒度组成一定的条件下，改变球团矿粒度来进行；

作为一种优选的实施方式，所述含铁炉料的待研究粒径为烧结矿时，所述块状带压差实验依次包括：

预热阶段：通入5L/min N₂，且从0℃以10℃/min的速率升温至500℃；

还原阶段：通入15L/min还原气，且先于500℃保温60min，后以7～8℃/min的速率升温至1250℃，再于1250℃保温60min；

所述含铁炉料的待研究粒径为球团矿时，所述块状带压差实验依次包括：

预热阶段：通入5L/min N₂，且从0℃以10℃/min的速率升温至850～900℃；

还原阶段：通入15L/min还原气，且先于850～900℃保温60min，后以6～8℃/min的速率升温至1250℃，再于1250℃保温60min。

本发明实施例所用的熔滴装置为现有的设备，有的称为高温熔滴炉的，也有称为炉料冶金性能实验装置，本发明首次采用现有的设备-熔滴装置进行状带压差试验，现有技术中尚没有含铁炉料粒径对高炉块状带压差影响的检测方法，按照本发明的检测方法可以准确的检测出不同粒径含铁炉料导致的高炉块状带压差变化，从而可以预判高炉炉身中上部的压差变化情况，有利于指导高炉生产实践。

下面将结合实施例、对比例及实验数据对本申请的一种含铁炉料粒径对高炉块状带压差影响的检测方法进行详细说明。

实施例1

假设入炉烧结矿粒径不变，研究球团矿粒径变化对块状带压差的影响，过程中重点关注球团矿900℃还原膨胀，该温度条件下保温60min。

首先破碎筛分得到5～10mm，10～16mm和16～20mm粒径分布的烧结矿试样，筛分得到10～12mm，12～14mm和14～16mm粒径分布的球团矿试样，焦炭破碎筛分粒径10.0～12.5mm，在105±5℃干燥12h得到检测试样；

取实验用石墨坩埚，在坩埚底部加入40±1g焦炭，根据表1配比得到平均粒径为14mm的烧结矿试样，按照表2实验方案配制3组1000±5g综合炉料，充分混匀后将其加入坩埚中；坩埚上部加入40±1g焦炭，并放入石墨盖片；

将装填完成的石墨坩埚装入图1所示的压差检测装置；设定载荷为2.5kg/cm²，按照图2(a)升温制度开始升温，850℃还原阶段前，通入5L/min N₂，还原阶段时改通15L/min还原气(N₂:CO＝70:30)，进行块状带压差实验；

根据实验结果(如图3A所示)，分析认为，方案1(球团10～12mm)压差最大，方案2(球团12～14mm)压差次之，方案3(球团14～16mm)压差最小，这说明球团矿粒度增加有利于块状带中温区(800℃～1200℃)透气性改善。若入炉球团矿平均粒度减小，一方面要加强球团矿筛分，减少5mm粒径以下球团矿的入炉比例；另一方面要重视加强矿石混装，减少球团矿在炉内的滚动，保证煤气中心通道和边缘通道，减小煤气上升阻力，适当降低块状带压差。

实施例2

假设入炉球团矿粒径不变，研究烧结矿粒径变化对块状带压差的影响，过程中重点关注烧结矿500℃还原粉化，该温度条件下保温60min。

首先破碎筛分得到5～10mm，10～16mm和16～20mm粒径分布的烧结矿试样，筛分得到10～14mm粒径分布的球团矿试样，焦炭破碎筛分粒径10.0～12.5mm，在105±5℃干燥12h得到检测试样；

取实验用石墨坩埚，在坩埚底部加入40±1g焦炭，根据表1配比得到平均粒径分别为16mm、17mm和18mm的烧结矿试样，按照表3实验方案配制3组1000±5g综合炉料，充分混匀后将其加入坩埚中；坩埚上部加入40±1g焦炭，并放入石墨盖片；

将装填完成的石墨坩埚装入图1所示的压差检测装置；设定载荷为2.5kg/cm²，按照图2(b)升温制度开始升温，500℃还原阶段前，通入5L/min N₂，还原阶段时改通15L/min还原气(N₂:CO＝70:30)，进行块状带压差实验。

根据实验结果(如图3B所示)，分析认为，方案1(烧结矿16mm)压差最大，方案2(烧结矿17mm)压差次之，方案3(烧结矿18mm)压差最小，这说明烧结矿粒度增加有利于块状带透气性改善。若入炉烧结矿平均粒度减小，要重视加强烧结矿筛分，减少5～10mm粒径烧结矿的入炉比例，减小煤气上升阻力，降低块状带压差。

应用例1

根据实施例1和实施例2的结果进行相应的调整。

1、烧结矿粒径及其配比情况

表1烧结矿粒径及其配比情况

2、球团矿粒径调整实验方案如表2，烧结矿粒径调整实验方案如表3.

表2球团矿粒径调整实验方案

表3烧结矿粒径调整实验方案

由此可知，本发明实施例提供的一种含铁炉料粒径对高炉块状带压差影响的检测方法，可提前预判炉料粒径调整对高炉炉身中上部块状带压差带来的影响，便于及时调整上部装料制度，减少炉料粒径变化对中上部压差带来的不利影响，保证高炉炉况长期稳定顺行局面。分析球团矿粒径或烧结矿粒径对块状带压差的影响情况，指导高炉生产实践。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。