CN102288631B - 一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法 - Google Patents

一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法 Download PDF

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Abstract

一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法，属于烧结技术领域。工艺步骤为：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Φ15mm*5mm和Φ8mm*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。优点在于，准确反映烧结过程中铁矿粉同化性随温度变化而变化的现象，对全面掌握烧结过程中铁矿粉的同化性有帮助。

Description

一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法
技术领域
本发明属于烧结技术领域，特别是涉及一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法，研究烧结过程中铁矿粉高温特性——同化性的方法。
背景技术
烧结矿是高炉的主要用料，其性能在很大程度上影响着高炉经济指标；而烧结矿的性能，很大程度上又由其主要用料——铁矿粉的性能所决定。因而，铁矿粉性能被广大烧结工作者研究。近年来，铁矿粉的高温性能，如同化性、流动性、熔融性等逐渐被重视，因为烧结过程是一个高温变化的过程，故铁矿粉高温性能直接反映其在烧结矿中的行为和表现。
铁矿粉的同化性这一概念，作为最重要的高温特性之一，于上世纪80年代被日本肥田行博等人提出，上世纪90年代北科大吴胜利博士引入这一概念，并作为自己的烧结基础特性概念中的一项，在国内进行了广泛的推广。
到目前为止，以宝钢、首钢、太钢等为代表的众多钢铁企业已逐步将同化性这一概念纳入了铁矿粉烧结性能的常规检测之中；铁矿粉的同化性，与其它性能一齐在企业的烧结优化配矿中发挥了重要的作用，为降低企业成本做出了贡献。
同化性表征了铁矿粉与熔剂(CaO)的反应能力。在北科大的检测体系当中，一般通过检测铁矿粉小饼和CaO试剂小饼的反应来确定其“最低同化温度”，故使用“最低同化温度”来表征铁矿粉的同化性。
尽管该方法对于分析判断不同矿粉的同化性方面有重要启示，如扬地粉的最低同化温度在1150℃左右，巴卡粉则在1350℃左右——通过“最低同化温度”的不同进行指导优化烧结配矿——对于区分不同矿粉的同化能力是有意义的。
然而，随着研究的深入和矿粉种类的多元化，该方面存在一定弊端，体现在如下两个方面。
其一：由于烧结矿过程是一个温度变化的过程，故很明显铁矿粉的同化程度随温度而发生着变化。则仅知道铁矿粉“最低同化温度”显然对于判断高温变化过程中的同化性是不够的。
其二：“最低同化温度”只能指出矿粉在什么温度下开始同化，而对于矿粉在高温过程中的变化无法度量——在某一温度下同化性存在差异的两种矿粉，在下一个温度下差异可能发生变化，即不同矿粉的同化对于温度的敏感性可能不同。例如，有一种矿粉较硼铁矿，该矿粉的“最低同化温度”仅1150℃左右，与扬地粉的接近。如果按照“最低同化温度”的判断方法，则会得出硼铁矿与扬地粉同化性接近的结论。然而，通过试验观察发现，在从1150℃下升高到1200℃、1250℃等温度下进行测试后发现，扬地粉的同化性很大，而硼铁矿的同化性则变化并不显著！这充分说明，二者的同化性对于温度的敏感性不同！
因而，很有必要对铁矿粉的同化程度进行研究，以全面掌握铁矿粉在烧结过程中的同化性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法。克服了以往仅通过观察铁矿粉的“最低同化温度”来判断铁矿粉同化性的缺陷，可更准确反映烧结过程中铁矿粉同化性随温度变化而变化的现象，对全面掌握烧结过程中铁矿粉的同化性概念有帮助。使用该发明可以判断出铁矿粉在烧结高温过程中同化程度的变化趋势，可对铁矿粉的同化性进行更恰当的表述。
本发明
(1)将CaO试剂1和铁矿粉2分别通过第一制样设备3，分别制成-100目，然后分别在混样器4中混合5-10分钟以充分混匀；
(2)将CaO试剂1和铁矿粉2分别在第二制样设备5中制成Φ15mm*5mm和Φ8mm*5mm的圆柱体小饼；然后将铁矿粉小饼8放置于CaO试剂小饼9正中间，二者放入烧结基础特性设备6中进行模拟烧结测试试验；
(3)使用面积分析仪7测试同化后试样小饼的同化区域10的垂直投影面积；
(4)用同化区域的面积除以铁矿粉小饼初始面积(50.27mm2)，得到铁矿粉在该温度下的同化程度指数；然后，在不同的烧结温度下(从900变化到1400℃)，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。
在某一温度下测得不同矿粉的同化程度指数后，可用同化程度指数来比较在该温度下不同矿粉之间同化性的大小，克服了以往通过“最低同化温度”来对任何温度下各矿粉间同化性比较易导致误差的的缺陷。
该发明通过将铁矿粉与熔剂分别制样，置于烧结基础特性设备中，在不同的烧结温度下进行同化性的测试，然后，通过定义“同化程度指数”来衡量铁矿粉烧结过程中随温度的同化程度。图1可以显示出本发明的判断过程。
本发明实现了如下创新：一，对铁矿粉在烧结过程中同化性(变化)的判断更加全面；二，可对于不同铁矿粉在不同温度下的同化性进行比较，克服了以往通过“最低同化温度”来对任何温度下各矿粉间同化性比较易导致误差的的缺陷。
本发明的有益效果是，该发明通过在不同温度下测试铁矿粉的同化性和定义同化程度指数，可判断出某一铁矿粉同化性随温度变化的趋势，使铁矿粉同化性的概念不再单一；同时对于不同铁矿粉之间的同化性可以直接比较，避免仅通过“最低同化温度”来比较任何温度下矿粉间同化性的“缺陷”，从而对同化性的概念判断更准确。
如假设矿粉A的“最低同化温度”为1200℃，矿粉B的“最低同化温度”为1250℃，在以往，则直接认为矿粉A的同化性＞矿粉B的同化性。通过该发明，将实际测得矿粉A和B在各个温度下的同化程度指数。则很可能出现这种情形——在1350℃，矿粉B的同化程度＞矿粉A的同化程度——这就是本发明的出发点。
附图说明
图1为表示本发明的铁矿粉同化程度的方法图。其中，CaO试剂1、铁矿粉2、第一制样设备3、混样器4、第二制样设备5、烧结基础特性设备6、面积分析仪7、铁矿粉小饼8、CaO试剂小饼9、试样小饼的同化区域10。
图2为表示本发明的五种铁矿粉同化程度指数随温度变化的示例图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
在图1中，将CaO试剂1和铁矿粉2分别通过第一制样设备3，分别制成-100目，然后分别在混样器4中混合5-10分钟以充分混匀；然后将CaO试剂1和铁矿粉2分别在第二制样设备5中制成Φ15mm*5mm和Φ8mm*5mm的圆柱体小饼；然后将铁矿粉小饼8放置于CaO试剂小饼9正中间，二者放入烧结基础特性设备6中进行模拟烧结测试试验；使用面积分析仪7测试同化后试样小饼的同化区域10的垂直投影面积。最后，用同化区域的面积除以铁矿粉小饼初始面积(50.27mm2)，得到铁矿粉在该温度下的同化程度指数；然后，在不同的烧结温度下(从900变化到1400℃)，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。
通过本发明发现：不同铁矿粉在不同温度下具有不同的同化程度，因此以后提到铁矿粉的同化性时，应注意“温度”的概念——温度对同化性影响显著。
图2所示为表示本发明的五种铁矿粉的同化程度指数随温度变化趋势图。五种矿粉的主要的化学成分列于表1。
表1
  TFe   FeO   SiO2   Al2O3   LOI
  杨地粉   58.07   0.36   4.42   1.37   10.82
  硼铁粉   56.33   23.92   4.39   0.26   1.94
  PB粉   63.31   0.29   3.39   1.68   3.54
  巴卡粉   64.01   0.29   1.96   1.62   2.50
  地方粉   66.24   26.65   4.82   0.64   -2.27
如图2所示，若按照以往方法，则仅可以得到各铁矿粉的“最低同化温度”，而对于铁矿粉随温度变化后的同化性却无法表述——图2也表明，不同矿粉同化随温度升高后的变化趋势不同，如扬地粉的同化性随温度升高而显著升高，硼铁矿粉的同化性则对温度变化较不敏感。
表2所示为针对五种铁矿粉的以往测试方法结果和本发明测试方法结果的比较。可见，本发明所阐述的同化性概念更全面。
表2
注：表中“-”表示未在该温度加检测
铁矿粉烧结高温过程经历了从1100℃左右到1300℃左右，然后又降至1100℃，在这一变化的温度过程中，矿粉的同化性发生着变化，仅以以往的一个“最低同化温度”判断并不全面——铁矿粉的“最低同化温度”仅能说明在该温度下矿粉同化，并不能说明矿粉在高于“最低同化温度”后的同化行为；对于不同矿粉同化性之间的比较，则更需要对不同温度下的数据检测，而不能仅仅凭借一个“最低同化温度”就判断各矿粉同化性之间的大小差异。
通过本发明，对铁矿粉在烧结高温过程中的同化性可更全面的掌握，对于分析不同铁矿粉同化性能的差异以及实现优化配矿有重要意义。

Claims (1)

1.一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法，其特征在于，工艺步骤为：
（1）将CaO试剂（1）和铁矿粉（2）分别通过第一制样设备（3），分别制成-100目，然后分别在混样器（4）中混合5-10分钟；
（2）将CaO试剂（1）和铁矿粉（2）分别在第二制样设备（5）中制成Ф15mm*5mm和Ф8mm*5mm的圆柱体小饼；然后将铁矿粉小饼（8）放置于CaO试剂小饼（9）正中间，二者放入烧结基础特性设备（6）中进行模拟烧结测试试验；
（3）使用面积分析仪（7）测试同化后试样小饼的同化区域（10）的垂直投影面积；
（4）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，烧结温度由900变化到1400℃，在不同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。
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