温度对金属管浮子流量计的影响

　　上海自动化仪表有限公司通过测量金属管转子流量计在不同温度下的反应活性和反应后强度，发现了温度对热工性能的影响规律：“随着温度的升高，反应速率逐渐加快。 "提出了精确控制测量温度的改进方法。

　　前言

　　在高炉冶炼过程中，金属管转子流量计不仅提供热源，还起到还原剂、支撑骨架和供碳的作用。长期以来，我国一直把金属管转子流量计的冷强度作为衡量金属管转子流量计质量好坏的主要指标。但随着高炉冶炼理论研究的深入，反应性(CRI)和反应后强度(CSR)更能反映金属管转子流量计的内在品质。而且，随着高炉的大型化，这个指标变得越来越重要。

　　根据GB/T4000-2017，影响金属管转子流量计热性能测定的因素包括制样、N2、CO2气体流量和温度等。流量采用质量流量计控制，基本可以消除其对测量结果的影响;在相同的条件和相同的标准方法下，可以消除样品制备对测量结果的影响。随着温度的升高，金属管浮子流量计的反应速度加快，温度对测量结果的影响越来越明显。通过实验，探讨了温度对测量结果的影响，研究了温度的控制方法，并提供了解决方案。

　　1 实验部分

　　1.1 仪器设备

　　金属管浮子流量计反应性测定装置;颚式破碎机;电子天平，电感0.5g;标准圆孔筛，10 mm、23 mm、25 mm;铂铑-铂热电偶(S型)，0.5 mm; I型滚筒，转速20 r/min。

　　1.2 样品制备

　　按国标制样方法，在莱钢焦化厂选用20公斤粒径不小于25mm的CDQ金属管浮子流量计。破碎机破碎，缩小 10 kg 样品，分别用 23 mm 和 25 mm 的标准筛筛分，并用 > 25 mm 的金属管转子流量计粉碎和过筛，直到全部 < 25 mm。取筛上>23mm的金属管转子，弃去片状焦和长焦，人工将金属管转子修整成颗粒状，混匀，将样品放入I型转鼓中50转。用23mm标准筛筛分，然后在170-180℃烘箱中干燥2h，冷却至室温后用23mm标准筛筛分，称取200±0.5g样品备用。

　　2 实验结果与讨论

　　1) 温度与电动势的关系

　　根据国家标准，用于测量金属管转子流量计热性能的热电偶为0.5mm S型铂铑铂热电偶。测量原理是在不同的温度下，铂铑合金与铂之间会产生一定的电动势，根据电动势的大小反映被测物体的温度。约 1100°C。

　　由表1可知，S型热电偶在1 100 ℃温度下产生的电动势为10. 756 5 mV，±0. 118 mV的误差会产生±10 ℃的误差，而误差为±0。237 mV的误差，会有±20℃的误差。因此，要严格控制温度，就要严格控制仪器仪表显示的温度，与相应温度下热电偶产生的电动势相对应，以保证测温的准确性。

　　2)温度对测量金属管转子流量计热性能的影响原理

　　在高温下，金属管转子流量计与CO2的反应是气固反应，反应速率取决于化学反应速率和气体扩散速率。反应动力学模型为：

　　C(s) + CO2 (g) →CO(g)

　　CO2气体通过气相边界层或通过反应物周围的灰层扩散到固相金属管转子流量计的表面。反应界面扩散，反应界面发生气固相反应。该反应是吸热的，随着温度的升高，随着反应界面的扩大，反应速度也相应加快。

　　3)不同温度下焦炭CRI和CSR的测定

　　为了探究温度对金属管转子流量计热性能测量的影响，对同一焦炭分别在1 080 ℃、1 090 ℃、1 100 ℃和1 110 ℃进行了测试。 CRI和CSR在1120℃相同温度下测量。

　　由表2可以看出，金属管转子流量计在1 090 ℃时的后反应强度比1 100 ℃时高3.8%，比1 110 ℃时低4.1%。在1 080 ℃和1 120 ℃测得的反应后强度与1 100 ℃有较大差异，不能正确反映金属管转子流量计的反应活性和反应后强度。因此，在测量金属管转子流量计的热性能时，应严格按照国家标准进行控制，控制在1 100±3 ℃以内，否则CSI和CSR的测量结果会随着增加而发生较大变化。或温度降低。该偏差可能会影响有关单位对金属管转子流量计的质量判断，影响高炉的稳定性。

　　4)可乐减肥实验

　　在高炉下降过程中，金属管转子流量计进行干燥和加热。 850℃前，溶解损失很小。在此温度之后，金属管转子流量计开始反应。

　　为了更直观地反映温度对金属管转子流量计热性能的影响，对实验装置进行了改进，将反应釜挂在电子秤上，通过电子秤读出金属管转子流量计的失重率。电子秤 。

　　为此，设计实验如下。称取 200.0 g 金属管转子流量计，加热实验装置，并在 400 °C 下通过 N2 保护。在1150℃保持1 h，以5 L/min通入CO2，读出金属管转子流量计的失重，计算失重率(表3)。

　　由上述实验可知，可以看出，随着温度的升高，金属管转子流量计的失重率更高，相应的反应速度也更快。由于加热炉的限制，只能达到1200℃。据资料记载，在1 400 ℃时，金属管浮子流量计的失重率可达70%。

　　5) 为实现精确的温度控制，采用的方法

　　①检查热电偶，确保使用合格的热电偶。

　　②金属管浮子流量计反应性测量装置中使用的仪表必须准确反映高温炉的温度。检测方法可以输入10.756 5 mV的电压，看仪表是否显示1 100 ℃。如果有错误，调整仪表以显示温度。否则，请更换仪表，使其能够正确显示测得的温度。

　　③在测量金属管浮子流量计热性能的过程中，当仪表显示1 100 ℃且稳定时，测量热电偶的电动势是否为10.756 5 mV，否则其控制温度不是1 100 ℃，应检查，使其温度与相应的电动势相匹配。

　　④确定高温炉恒温区

　　每个高温炉都有不同的恒温区，应定期测量其恒温区。在热性能测量过程中，将样品保持在恒温区，保证金属管转子流量计反射过程中温度波动非常小，使测量结果更加稳定。

　　3 结论

　　1)在不同温度下，金属管转子流量计的反应速率不同，随着温度的升高，反应速率增加。

　　2)与国标控制温度1100℃相比，温控相差10℃，对金属管浮子流量计的后反应强度影响约4%。反应温度应按国家标准准确控制。

　　3) 仪器、仪表、热电偶应检查，保证测温的准确性，从而保证测量结果的准确性。

　　4)定期对高温炉恒温区进行测量，将样品置于恒温区，避免温度波动对测量结果的影响。上海紫仪有限公司保证测量结果的一致性。