荷重還原透氣性(Load reduction breathability)是指鐵礦石料層在荷重和加熱還原條件下的透氣性能。鐵礦石在高爐內下降過程中逐漸被加熱還原過程中，由於所含礦物的晶形轉變和體脹係數的不同，出現體積膨脹和開裂；在外部壓力和摩擦力的作用下發生粉化；加之在高溫下的軟熔收縮，致使料層孔隙度減小，氣流通過料層的阻力增加，從而影響料柱透氣性和高爐順行。
基本介紹
- 中文名：荷重還原透氣性
- 外文名：Load reduction breathability
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 影響：料柱透氣性和高爐順行
簡介,測試裝置和方法,評價指標,影響因素,
簡介
荷重還原透氣性(Load reduction breathability)是指鐵礦石料層在荷重和加熱還原條件下的透氣性能。鐵礦石在高爐內下降過程中逐漸被加熱還原過程中，由於所含礦物的晶形轉變和體脹係數的不同，出現體積膨脹和開裂；在外部壓力和摩擦力的作用下發生粉化；加之在高溫下的軟熔收縮，致使料層孔隙度減小，氣流通過料層的阻力增加，從而影響料柱透氣性和高爐順行。礦石料層在高護內加熱還原狀態下的透氣性不同千它在冷態下的透氣性，前者與礦石的礦物組成、化學成分和其它物理化學性質有關。因此，荷重還原透氣性是評價不同礦石的高溫冶金性能的重要指標之一。
測試裝置和方法
20世紀60年代德國的伯格哈特和格列勃提出一種測定礦石在荷重還原條件下料層透氣性的方法和裝置。他們將軟化性、還原性和透氣性的測定結合起來，對於綜合評價礦石的冶煉性能很有意義。測試的方法是在電爐中放置一根內徑為125mm的雙壁耐熱金屬反應管，管內放置試樣，試樣支托著壓桿和對壓桿施加荷重的壓縮空氣氣缸。金屬反應管等懸吊在電子稱上，通過A/D轉換器和差壓變送器將電子秤讀數紀錄在紀錄儀上。試樣的軟化收縮率用位移感測器顯示。還原氣體經雙壁金屬管的夾縫進行預熱，試樣的溫度由設定在試樣層上下約20mm處的Cr-Al熱電偶進行測量。試樣的壓差在內管試樣的底和頂部之間測量。試驗時，取1200g粒度為10~12.5mm的礦石試樣，置於反應管內開有若干小孔的箅板上。試樣上下各放置兩層Al2O3球。試樣首先在50L/min的N2氣流中加熱，當達到1050℃時，保持恆溫並切換為83.3L/min的還原氣，成分為N260%±0.5%和CO40%±0.5%。在試驗中，試樣每失重50g就測定一次試樣的收縮率。當還原度達到80%或還原時間達150min時，切斷還原氣停止試驗。將裝有試樣的反應管從爐內取出並在N2氣中冷卻，然後從中取出試樣進行分析。伯格哈特裝置測得的荷重還原透氣性，可以反應在較高溫度下礦石的還原性、膨脹性、軟化性和熱裂等因素對料層透氣性的綜合影響，但不能反映低溫還原粉化和高溫熔化滴落的影響。
評價指標
用伯格哈特裝置測定礦石荷重還原透氣性的評價指標有3個：
(1)還原度為80%(或還原150min)時的氣流壓差。
這一壓差不包括還原開始前的原始壓差，壓差愈高表明礦石高溫還原後的粉化愈嚴重、軟熔愈早，收縮愈大，透氣性愈差，利用壓差低的礦石有利於改善料柱透氣性和高爐冶煉。
(2)還原度為80%時的料層收縮率；
(3)還原度40%時的還原速率(%/min)。
影響因素
荷重還原透氣性主要同礦石在加熱還原過程中的膨脹、開裂、粉化和軟化有關。因此，它受礦石的低遙還原粉化性、還原腳脹性和荷重還原軟化性的影響。易於低溫還原粉化、還原膨脹和軟化的礦石，其荷重還原透氣性就差。所以，凡影響以上性能的因素就能影響其荷重還原透氣性。
