粒状焦炭结构电阻的初步研究.doc

粒状焦炭结构电阻的初步研究 2005年第1期总第180期铁合金 FERRO-ALLOYS 2oo5№l Tot.180 粒状焦炭结构电阻的初步研究半 储少军翟丹杨巍程云霞 (北京科技大学北京中国100083) 摘要用于矿热炉冶炼的粒状碳质还原剂的导电性质是由其结构电阻决定的.结构电阻包括焦炭本身的”本征电 阻”和焦粒之间的”接触电阻”.”本征电阻”是焦炭的固有电阻,随温度变化而变化.”接触电阻”则与焦炭颗粒的大 小,形状,颗粒分布以及所处的压力状态等因素有关. 关键词矿热炉还原剂电阻 中图分类号TF656.2文献标识码A文章编号1001—1943(2005)01—0001—04 RESEARCHoNCoNSTRUCTIoNRESISTANCE oFGRANULARCoKE ChuShaojunZhaiDanYangWeiChengYunxia (UniversityofScienceamp;TechnologyBeijing,Bering,China100083) AbstractFortheferro—alloyprocess,theconductioncurrentbehaviourofcarbonreductiveagentsplaysall importantroleinthesubmergedarefumace.Experimentalresul~showthattheconstructionresistanceofgran~ar cokeconsistsof”intrinsicresistance’’and”contactresistance”.’’Intrinsicresistance’’ofcarbonreductiveagentisthe realresistanceofmaterialsandmainlyvarieswithtemperaturecondition.Forgranularcoke,thecontactresistances haverelationstothegranularsizeorparticlediametentheparticleshape,theparticlesizedistributionandthe pressureconditionborneonit. Keywordssubmergedarefumace,reductiveagents,resistance 铁合金生产对碳质还原剂理化性质的基本要求 是:反应活性好,比电阻高,粒度适宜,在高温条件下 . 不易石墨化,且具有一定的抗压强度.二十世纪八十 /年代,我国铁合金界对碳质还原剂质量和使用方法曾 做过许多工作,许多生产企业采用”兰炭”或直接用 气煤代替冶金焦生产硅系合金,取得了良好的生产技 术指标.但是,关于粒状碳质还原剂的导电行为,尤其 是还原剂(包括”兰炭”,冶金焦)的粒度搭配对其电阻 的影响规律,未见有系统研究的文献报导朔. 本文根据粒状冶金焦常温导电性质的测量结 果,提出了碳质还原剂”结构电阻”的概念,对硅系合 金生产中焦炭粒度和配比选择可能有参考价值. 1实验装置和测量方法 测量粒状焦炭的容器是一个内径为86.6cm,刻 有高度标尺的有机玻璃圆筒,见图1.筒底部与上部 P 欧姆表 图l粒状焦炭电阻测量装置 Fig.1Themeasuringapparatuspietureofgranularcoke resistance 设置由软铜『”],硬质橡胶和有机玻璃板构成的测量导 国家自然科学基金资助项目(批准 作者简介储少军男,1946年出生.1989年北京科技大学博士生毕业.教授 收稿日期2003—12—15 铁合金2005年 电电极板.上电极依据筒内所装焦粒的多少,上,下可 调.与上电极板相联的钢棒可以根据实验条件要求加 载.整个测量回路的总电阻,由精度为0.01mO,测量 为0—20oQ的DT9203A数字万用表测出. 1r 根据欧姆定律:R=p .) 测量回路的总电阻可表示为: R=R科+尺0(1) 式中,尺.一回路内阻,测量导线电阻和铜网与焦炭间 接触表面电阻的总和; 尺科一筒内被测粒状焦炭的电阻. 因为R科=p科告,改变不同的料柱高度(L值改.) 变),即可测得相应的总电阻为: R=Ro+p科L(2) 用二项线性回归方程处理测量数据,所得斜率 即为粒状焦炭的电阻率p料,而截距是测量装置的 电阻.,考虑到装料方式引起的测量误差,每项实 验均重复五次以上,剔除最大和最小测量值,取其平 均值. 在实验中使用石家庄钢厂提供的强度较高的冶 金焦炭,减少多次重复测量中造成的焦粒破损.焦炭 颗粒属多孔结构,极易吸水,故焦粒筛分后,用干粉 法测量其当量直径,即取I1个焦炭颗粒,放入已知体 积的干粉中