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1、(10)申请公布号 CN 104330435 A (43)申请公布日 2015.02.04 CN 104330435 A (21)申请号 201410603085.2 (22)申请日 2014.10.30 G01N 25/04(2006.01) (71)申请人 天津钢铁集团有限公司 地址 300301 天津市东丽区津塘公路 398 号 (72)发明人 孙海宁 张建良 崔金丽 杨林 刘征建 李宏飞 徐圣 呼建军 (74)专利代理机构 天津市鼎和专利商标代理有 限公司 12101 代理人 李凤 (54) 发明名称 一种铁矿粉同化特性的测量方法 (57) 摘要 本发明涉及一种铁矿粉同化特性的测量方 。
2、法， 包括如下步骤 ： (1) 细磨矿粉 ； (2) 压制 CaO 小 饼 ； (3) 制作铁矿粉三角锥 ； 4) 将铁矿粉小饼试 样置于 CaO 小饼试样之上， 然后将二者置于高纯 刚玉垫片上进行焙烧， 焙烧气氛为空气， 同时通过 红外摄像机在线捕捉试样随温度升高而变化的图 像 ； (5) 以铁矿粉三角锥试样的熔化状况为其同 化特征， 测定不同铁矿粉达到这一同化特征的温 度 ； 6) 到铁矿粉平均同化速度指数 VA计算公式 ： VA 1/TA*100， 铁矿粉的平均同化速度可以真 实反应铁矿粉与 CaO 反应的速度快慢。本发明可 以真实反应铁矿粉与 CaO 反应情况， 可以方便快 速地确定铁。
3、矿粉同化温度和平均同化速度， 制样 方便， 实验操作安全方便， 且高纯刚玉垫片可以重 复利用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104330435 A CN 104330435 A 1/1 页 2 1. 一种铁矿粉同化特性的测量方法， 其特征在于， 包括如下步骤 ： (1)细磨矿粉 ： 将矿粉在105烘干2h后， 用粉碎制样机磨细至100目以下的粉末以备 使用 ； (2) 压制 CaO 小饼 ： 使用天平称取 2g 分析纯 CaO。
4、， 然后在直径 20mm 的小型制样机 上将称取的分析纯 CaO 压制成密实小饼 ； (3) 制作铁矿粉三角锥 ： 利用三角锥模具将铁矿细粉压制成高度为 18mm、 三角锥底面 边长为 6mm 的铁矿粉三角锥试样 ； (4) 将铁矿粉小饼试样置于 CaO 小饼试样之上， 然后将二者置于高纯刚玉垫片上， 放入 加热电炉炉中进行焙烧， 焙烧气氛为空气气氛， 同时通过红外摄像机在线捕捉试样随温度 升高而变化的图像 ； (5) 以铁矿粉三角锥试样的熔化状况为其同化特征， 三角锥开始向下移动的温度 TS， 测 定不同铁矿粉达到这一同化特征的温度， 以此评价不同铁矿粉的同化能力 ； (6) 以三角锥完全消。
5、失时的温度 TD减去三角锥开始向下移动的温度 TS为铁矿粉同化 温度区间 TA， 在此基础上得到铁矿粉平均同化速度指数 VA， 其计算公式如下 ： VA 1/TA*100 铁矿粉的平均同化速度可以真实反应铁矿粉与 CaO 反应的速度快慢， 以此判断铁矿粉 与 CaO 反应对温度的敏感程度。 2.根据权利要求1所述的一种铁矿粉同化特性的测量方法， 其特征在于， 所述CaO小饼 压制时的压力为 15MPa， 保压时间 2.5min。 3.根据权利要求1所述的一种铁矿粉同化特性的测量方法， 其特征在于， 所述步骤(4) 中进行焙烧时的升温制度为 ： 权 利 要 求 书 CN 104330435 A 。
6、2 1/5 页 3 一种铁矿粉同化特性的测量方法 技术领域 0001 本发明属于铁矿粉特性测量领域， 特别提供一种铁矿粉同化特性的测量方法。 背景技术 0002 高碱度烧结矿因其优良的冶金性能而得到广泛应用， 其主要矿物复合铁酸钙的形 成， 始于 CaO 和 Fe2O3的物理化学反应。另外， 烧结过程中的液相生成也是始于 CaO 与铁矿 粉的固相反应生成的低熔点化合物。因此， 铁矿粉与 CaO 的反应能力， 也就是铁矿粉的同化 特性成为考察铁矿粉烧结高温基础特性非常重要的指标。 0003 铁矿粉的同化特性是指铁矿粉在烧结过程中与 CaO 的反应能力， 它表征铁矿粉在 烧结过程中生成液相的难易程。
7、度。如果铁矿粉与 CaO 的同化能力过弱， 则在正常的烧结温 度和烧结时间下， 由于产生的液相数量少， 不利于烧结混合料的熔化黏结， 从而影响烧结矿 的固结强度 ； 同时， 由于高碱度烧结矿配入较多的 CaO， 若铁矿粉的同化能力弱， 就有可能 因为反应不完全而出现 CaO 残余物 ( 俗称白点 )， 它遇水后形成 Ca(OH)2， 导致烧结矿强度 降低。 对于非均质烧结矿而言， 基于对烧结矿的固结和烧结料层透气性的考虑， 并不希望作 为核矿石的粗粒矿石过分熔化， 以避免起固结骨架作用的核矿石减少以及烧结料层透气性 恶化而影响烧结矿的质量和产量。因此， 要求铁矿石的同化特性要适宜。 0004 。
8、目前国内外对于铁矿粉的同化特性的测定并没有统一的方法， 且以往测定铁矿粉 同化特性的方法存在着实验工作量大、 检测过程复杂等缺点。对于铁矿粉同化特性的研究 主要有以下几种方法 ： 0005 (1) 北京科技大学吴胜利等的同化性检测方法， 其是将磨细的铁矿粉和分析纯 CaO 试剂在一定压力下分别制成直径为 8mm 的铁矿粉小饼和直径为 25mm 的 CaO 小饼， 然后 将铁矿粉小饼试样与 CaO 小饼试样上， 放进一种微型烧结装置中按照一定升温制度对试样 进行加热， 判断铁矿粉同化特性的方法是以铁矿粉小饼与 CaO 小饼接触面上生成略大于铁 矿粉小饼一圈的化合物为同化特征， 以达到此同化特征的。
9、温度为铁矿粉的最低同化温度， 并以此评价铁矿粉同化特性的优劣。该方法只能检测最低同化温度这一种指标， 不能真实 反映铁矿粉与 CaO 反应生成液相生成速度及液相量 ； 并且实验中必须尝试不同温度的试 验， 通过若干次试验后才能判断其最低同化温度 ； 并且判断同化特征为肉眼观察， 人为操作 因素不可避免。 0006 (2) 武汉钢铁 ( 集团 ) 公司提出了 铁矿粉同化性测试方法及其装置 ( 专利号 ： CN201310456355.7)， 该方法包括以下步骤 ： 首先将铁矿粉和石灰进行焙烧， 模拟烧结过程 ； 然后测出同化的石灰量 ； 最后用同化的石灰量与铁矿粉同化面积之间的比值来获得铁矿粉 。
10、的同化量数据， 以表征铁矿粉的同化性。该方法的缺点是未反应的石灰量和反应生成物的 厚度测量不宜测量， 实验方法较为复杂。 0007 (3) 首钢总公司提出了 一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法 ( 专利 号 ： CN201110182115.3)， 将 CaO 试剂和铁矿粉分别通过第一制样设备， 分别制成 -100 目， 然后分别在混样器中混合 5-10 分钟 ； 将 CaO 试剂和铁矿粉分别在第二制样设备中制成 说 明 书 CN 104330435 A 3 2/5 页 4 15mm*5mm 和 8mm*5mm 的圆柱体小饼 ； 然后将铁矿粉小饼放置于 CaO 试剂小饼正中间， 二者放入烧。
11、结基础特性设备中进行模拟烧结测试试验 ； 使用面积分析仪测试同化后试样小 饼的同化区域的垂直投影面积 ； 用同化区域的面积除以铁矿粉小饼初始面积， 得到铁矿粉 在该温度下的同化程度指数 ； 然后， 在 900 变化到 1400的烧结温度下， 测试得到铁矿粉的 同化程度， 绘制出同化程度指数 - 温度曲线。该方法中的同化程度指数并不能真实反应铁 矿粉同化特性， 因为不同铁矿粉与 CaO 的反应机理不尽相同， 同化区域面积小的铁矿粉， 其 同化性不一定小。 0008 (4) 还有一类方法是将原料压成团块， 在一定的温度和气氛下烧结， 通过检测烧结 矿中的矿相组成来反应铁矿粉的同化性能。日本的 Fo。
12、mioMATSLJNO 和 Takeo HERA-DA 将各 种原料粉碎至 0.125mm 以下， 然后混合并压制成 15mm*10mm 的小饼， 然后放到电炉中加 热到所需温度后， 冷却取样， 最后通过显微镜、 X 射线衍射和电 EPMA 观察烧结小饼的矿相组 成。台湾学者 Li-Heng 是将各种原料粉碎至 0.125mm 以下， 混合压制成 6mm*6mm 的团块， 然 后放到电炉中加热到所需温度， 焙烧过程中通入 N2、 Air、 CO、 CO2混合气体来模拟烧结气氛， 然后观察烧结试样的矿相组成。相似的方法还有 BHP 公司 C.E.LOO 的研究方法等， 这类方 法需要将烧结试样磨。
13、成光片观察试样的显微结构， 因此不能实现快速检测， 且由于试样在 冷却过程中不断析出晶体， 烧结液相成分不断变化， 因此这种试样不能真实反应铁矿粉同 化生成液相的情况。 0009 因此， 上述铁矿粉同化性的检测方法存在不能真实反应烧结过程中铁矿粉与 CaO 同化反应、 实验检测手段复杂、 人为因素影响较大等问题。 发明内容 0010 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种直观简便， 检测快速， 能够 科学反应铁矿粉同化特性的铁矿粉同化特性的测量方法。 0011 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 ： 0012 一种铁矿粉同化特性的测量方法， 包括如下步骤 ： 001。
14、3 (1)细磨矿粉 ： 将矿粉在105烘干2h后， 用粉碎制样机磨细至100目以下的粉末 以备使用 ； 0014 (2) 压制 CaO 小饼 ： 使用天平称取 2g 分析纯 CaO， 然后在直径 20mm 的小型制 样机上将称取的分析纯 CaO 压制成密实小饼 ； 0015 (3) 制作铁矿粉三角锥 ： 利用三角锥模具将铁矿细粉压制成高度为 18mm、 三角锥 底面边长为 6mm 的铁矿粉三角锥试样 ； 0016 (4) 将铁矿粉小饼试样置于 CaO 小饼试样之上， 然后将二者置于高纯刚玉垫片上， 放入加热电炉炉中进行焙烧， 焙烧气氛为空气气氛， 同时通过红外摄像机在线捕捉试样随 温度升高而变。
15、化的图像 ； 0017 (5) 以铁矿粉三角锥试样的熔化状况为其同化特征， 三角锥开始向下移动的温度 TS， 测定不同铁矿粉达到这一同化特征的温度， 以此评价不同铁矿粉的同化能力 ； 0018 (6) 以三角锥完全消失时的温度 TD减去三角锥开始向下移动的温度 TS为铁矿粉 同化温度区间 TA， 在此基础上得到铁矿粉平均同化速度指数 VA， 其计算公式如下 ： 0019 VA 1/TA*100 说 明 书 CN 104330435 A 4 3/5 页 5 0020 铁矿粉的平均同化速度可以真实反应铁矿粉与 CaO 反应的速度快慢， 以此判断铁 矿粉与 CaO 反应对温度的敏感程度。 0021 。
16、所述 CaO 小饼压制时的压力为 15MPa， 保压时间 2.5min。 0022 所述步骤 (4) 中焙烧时的升温制度为 ： 0023 0024 本发明具有的优点和积极效果是 ： 本发明可以真实反应铁矿粉与 CaO 反应情况， 可以方便快速地确定铁矿粉同化温度和平均同化速度， 制样方便， 实验操作安全方便， 且高 纯刚玉垫片可以重复利用。 附图说明 0025 图 1 是铁矿粉三角锥试样示意图 ； 0026 图 2 是焙烧时试样变化情况图像。 具体实施方式 : 0027 为能进一步了解本发明的发明内容、 特点及功效， 兹例举以下实施例， 并配合附图 详细说明如下 ： 0028 一种铁矿粉同化特。
17、性的测量方法， 包括如下步骤 ： 0029 (1)细磨矿粉 ： 将矿粉在105烘干2h后， 用粉碎制样机磨细至100目以下的粉末 以备使用 ； 0030 (2) 压制 CaO 小饼 ： 使用天平称取 2g 分析纯 CaO， 然后在直径 20mm 的小型制 样机上将压力调整为 15MPa， 保压时间 2.5min， 将称取的分析纯 CaO 压制成密实小饼 ； 0031 (3) 制作铁矿粉三角锥 ： 利用三角锥模具将铁矿细粉压制成高度为 18mm、 三角锥 底面边长为 6mm 的矿粉三角锥试样 ( 如图 1 所示 ) ； 0032 (4) 将铁矿粉小饼试样置于小饼试样之上， 然后将二者置于高纯刚玉。
18、垫片上， 放入 加热电炉炉中进行焙烧， 焙烧气氛为空气气氛， 同时通过红外摄像机在线捕捉试样随温度 升高而变化的图像 ( 如图 2 所示 )， 升温制度为 ： 0033 说 明 书 CN 104330435 A 5 4/5 页 6 0034 (5) 以铁矿粉三角锥试样的熔化状况为其同化特征， 三角锥开始向下移动的温度 TS， 测定不同铁矿粉达到这一同化特征的温度， 以此评价不同铁矿粉的同化能力。 0035 (6)以三角锥完全消失时的温度TD减去三角锥开始向下移动的温度为铁矿粉同化 温度区间 TA， 在此基础上得到铁矿粉平均同化速度指数 VA， 其计算公式如下 ： 0036 VA 1/TA*10。
19、0 0037 铁矿粉的平均同化速度可以真实反应铁矿粉与 CaO 反应的速度快慢， 以此判断铁 矿粉与 CaO 反应对温度的敏感程度。 0038 与上述的已有测定铁矿粉同化特性的检测技术相比， 本发明可以真实反应铁矿粉 与 CaO 反应情况， 可以方便快速的确定铁矿粉同化温度和平均同化速度， 制样方便， 实验操 作安全方便， 且高纯刚玉垫片可以重复利用。 0039 实施案例 ： 0040 以我国某知名钢铁企业烧结所用铁矿粉为例进行同化特性研究， 得到如下实验结 果 ： 0041 0042 可以看出， 不同铁矿粉的最低同化温度、 同化温度区间和平均同化速度均不相同， 综合比较同化特性的三个技术指标。
20、， 可以发现 PB 粉、 巴西南部中粉和巴西卡拉加斯粗粉的 同化特性较为优良， 结合现场烧结配料得到的生产数据发现， 同化特性指标与烧结矿质量 说 明 书 CN 104330435 A 6 5/5 页 7 存在明显的对应关系， 以此进行烧结优化配料具有实际的指导作用。 0043 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制， 所属领域的普通技术人 员应当理解， 依然可以对发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换 ； 而不脱离本发明技术方案的精神， 其均应涵盖在本发明请求保护的技术。 说 明 书 CN 104330435 A 7 1/1 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104330435 A 8 。