CN104152677A - 一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法 - Google Patents

一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烧结技术领域，公开了一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，包括：确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量和最大毛细水量；将各原料的最大分子水量和最大毛细水量相加，得到各原料的水分饱和度；根据各原料的配比和水分饱和度计算得到待控制的烧结混合料的水分饱和度；根据已知的烧结混合料的适宜制粒水分含量和水分饱和度，并基于得到的待控制的烧结混合料的水分饱和度对待控制的烧结混合料的适宜制粒水分含量进行控制。本发明能够能够快速地对烧结混合料的适宜的制粒水分的含量进行确定。

Description

一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法
技术领域
本发明涉及烧结技术领域，主要适用于烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法。
背景技术
烧结混合料的水分含量是影响烧结生产的主要因素之一，烧结混合料的制粒性能的好坏在很大程度上取决于烧结混合料中水分含量的多少，而烧结混合料的制粒性能直接影响烧结料层的透气性，继而影响烧结速度、成品率和烧结矿转鼓强度等产品质量指标，因此烧结混合料适宜水分含量的控制就显得尤为重要。
长期以来，烧结混合料的适宜制粒水分含量都是由操作工凭经验来设定的，并根据设定的目标值进行水分含量的控制。但由于不同原料(如铁矿石)的亲水性相差很大，且不同配矿结构中的原料(如铁矿石)的种类和配比也各不相同，因此在烧结混合料的配矿结构发生变化时，仅凭经验很难较准确地判断出不同烧结混合料的适宜制粒水分含量。
另外，有的钢厂在烧结混合料的配矿结构发生重大变化时，采用试验的方法进行制粒水分含量的确定，即通过选择不同的制粒水分含量对烧结混合料进行烧结杯试验，并以烧结指标最优时的制粒水分含量作为该烧结混合料的适宜制粒水分含量，但是这种试验方法的试验周期长，且试验量大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，它能够快速地对烧结混合料的适宜的制粒水分的含量进行确定。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，包括：
确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量和最大毛细水量；
将各原料的最大分子水量和最大毛细水量相加，得到各原料的水分饱和度；所述水分饱和度表示物料所能含有的最大水量；
根据各原料的配比和水分饱和度计算得到所述待控制的烧结混合料的水分饱和度；
根据已知的烧结混合料的适宜制粒水分含量和水分饱和度，并基于得到的待控制的烧结混合料的水分饱和度对所述待控制的烧结混合料的适宜制粒水分含量进行控制；其中，烧结混合料的适宜制粒水分含量是指使混合料达到最高的成球率或最大料层透气性的水分含量。
进一步地，所述确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量，包括：用离心力将所述待控制的烧结混合料中各原料中的重力水和毛细水甩出，剩下的水分含量为所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
进一步地，所述用离心力将所述待控制的烧结混合料中各原料中的重力水和毛细水甩出，剩下的水分含量为所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量，包括：
将待控制的烧结混合料中的各湿润的原料分别放入离心机中，并在所述离心机的离心力的作用下脱水，脱水后的原料的重量为G1；
将脱水后的原料烘干，烘干后的原料的重量为G2；
根据公式计算出所述待控制的烧结混合料中的原料的最大分子水量W分；
由此可以计算出所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
进一步地，所述确定待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量，包括：基于毛细水量测定装置计算所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量；其中，所述毛细水量测定装置包括：装料器、筛板、滴定管、烧杯及蓄水容器；所述筛板设置在所述装料器的底部；所述待控制的烧结混合料中的原料设置在所述装料器中，其中，所述烧结混合料中的原料的质量为G干，所述装料器的质量为G3；所述烧杯设置在所述筛板的下方，且开口对向所述筛板；所述滴定管连接所述蓄水容器的出液口和所述烧杯的进液口；
所述基于毛细水量测定装置计算所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量，包括：
在所述装料器的内壁和所述筛板上涂抹石蜡；
通过所述滴定管向所述烧杯中蓄水，使所述原料透过所述筛板吸水；
当所述烧杯的刻度不再下降时，说明此时所述原料不再吸水，水含量已饱和，此时所述装料器和所述原料的总质量为G4，则所述原料的吸水量G水＝G4-G3-G干；
通过公式计算得到所述原料的最大毛细水量W毛；
由此可以计算出所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量。
进一步地，所述根据各原料的配比和水分饱和度计算得到所述待控制的烧结混合料的水分饱和度，包括：根据公式计算出所述待控制的烧结混合料的水分饱和度；其中，WH为烧结混合料的水分饱和度，单位为％；n为参与配料的原料个数；xi为参与配料的原料i的配比，单位为％；wi为参与配料的原料i的水分饱和度，单位为％。
本发明的有益效果在于：
本发明提供的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，先确定出待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量和最大毛细水量，得到表示各原料各自分别所能含有的最大水量的水分饱和度；再根据各原料的配比和水分饱和度得到待控制的烧结混合料的水分饱和度；最后根据已知的烧结混合料的适宜制粒水分含量和水分饱和度，并基于得到的待控制的烧结混合料的水分饱和度对待控制的烧结混合料的适宜制粒水分含量进行控制，从而能够快速地对烧结混合料的适宜的制粒水分的含量进行确定。
附图说明
图1为本发明实施例提供的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法中毛细水量测定装置的结构示意图。
其中，1-支架，2-烧杯，3-筛板，4-装料器，5-滴定管，6-原料。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法的具体实施方式及工作原理进行详细说明。
参见图1，本发明实施例提供的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，包括：
步骤S110：确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量和最大毛细水量；
在本步骤中，确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量，包括：用离心力将待控制的烧结混合料中各原料中的重力水和毛细水甩出，剩下的水分含量为待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。对本步骤进行更具体的说明，将待控制的烧结混合料中的各湿润的原料分别放入离心机中，并在离心机的离心力的作用下脱水，脱水后的原料的重量为G1；
将脱水后的原料烘干，烘干后的原料的重量为G2；
根据公式计算出待控制的烧结混合料中的原料的最大分子水量W分；
由此可以计算出待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
例如：
1)将准备好的200g待测原料试样在水中浸泡2小时，使原料试样表面充分湿润；
2)将其中的40g的试样放在离心机的料杯中，在10000r/min的转速下甩干15min后取出；
3)将经离心机脱水后的试样取出，并在110℃的温度下烘干，称量干燥前后试样的重量，分别记为G1和G2。
则该原料试样的最大分子水量W分按下式进行计算：
对该待测原料再进行3次平行试验，每次试验测定误差不得超过0.5％，则所测原料试样的最大分子水量取三次试验的平均值。
通过以上方法可以得到待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
在本步骤中，确定待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量，包括：基于毛细水量测定装置计算待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量；参见图2，其中，毛细水量测定装置包括：装料器4、筛板3、滴定管5、烧杯2、蓄水容器(未在图中示出)及支架1；筛板3设置在装料器4的底部；待控制的烧结混合料中的原料6设置在装料器4中，其中，烧结混合料中的原料6的质量为G干，装料器4的质量为G3；烧杯2设置在筛板3的下方，且开口对向筛板3；滴定管5连接蓄水容器的出液口和烧杯2的进液口；滴定管5设置在支架1上。
对本步骤进行更具体的说明，在装料器4的内壁和筛板3上涂抹石蜡；
通过滴定管5向烧杯2中蓄水，使原料6透过筛板3吸水；
当烧杯2的刻度不再下降时，说明此时原料6不再吸水，水含量已饱和，此时装料器4和原料6的总质量为G4，则原料6的吸水量G水＝G4-G3-G干；
通过公式计算得到原料6的最大毛细水量W毛；
由此可以计算出待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量。
例如：
①在装料器4和筛板3上涂一薄层石蜡，将筛板3放入装料器4中，在筛板3上铺两层滤纸。然后将干燥后的100g原料试样以松散状态装入装料器4中，并使料面平整。其中，装料器4的质量为G3，干的原料试样的质量记为G干。
②通过滴定管5向烧杯2中注入蒸馏水，当其水面升至与筛板3下缘在同一水平线时，试样开始吸水。
③在试样开始吸水后，保持滴定管5的放水速度与试样的吸水速度一致，直到其不再吸水为止，记录此时装料器4和湿试样的质量和为G4，则试样的吸水量G水＝G4-G3-G干。
原料试样的最大毛细水量W毛按以下公式计算：
对该原料试样再进行2次平行试验，每次试验所测W毛误差不得超过2％，取2次试验平均值作为该原料试样的最大毛细水量。
通过以上方法可以得到待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量。
步骤S120：将各原料的最大分子水量和最大毛细水量相加，得到各原料的水分饱和度；水分饱和度表示物料所能含有的最大水量；
本步骤用计算公式表示为：Ws＝W分+W毛；其中，Ws为原料的水分饱和度，单位为％；W分为原料的最大分子水量，单位为％；W毛为原料的最大毛细水量，单位为％。
步骤S130：根据各原料的配比和水分饱和度计算得到待控制的烧结混合料的水分饱和度；
对本步骤进行说明，根据公式计算出待控制的烧结混合料的水分饱和度；其中，WH为烧结混合料的水分饱和度，单位为％；n为参与配料的原料个数；xi为参与配料的原料i的配比，单位为％；wi为参与配料的原料i的水分饱和度，单位为％。
步骤S140：根据已知的烧结混合料的适宜制粒水分含量和水分饱和度，并基于得到的待控制的烧结混合料的水分饱和度对待控制的烧结混合料的适宜制粒水分含量进行控制。其中，烧结混合料的适宜制粒水分含量是指使混合料达到最高的成球率或最大料层透气性的水分含量。由此可知，烧结混合料的水分饱和度越大，其适宜的制粒水分含量也越大。
实施例：有三种配矿结构各不相同的烧结混合料，分别被记为混合料1、混合料2和混合料3，三种混合料中各原料的配比见表1。对三种混合料的适宜制粒水分含量进行确定。
表1  混合料中各原料的配比(％)
(1)计算出三种混合料中各原料的最大分子水量、最大毛细水量和水分饱和度。计算出的各原料的最大分子水量、最大毛细水量和水分饱和度见表2。
注：由于生石灰遇水发生完全反应，因此其的水分饱和度为100％。
表2  各原料的最大分子水量、最大毛细水量和水分饱和度(％)
(2)根据表1中各原料的配比和表2中原料的水分饱和度，按公式分别计算得出混合料1、混合料2和混合料3的水分饱和度WH1、WH2和WH3。
WH1＝24.23％×15.83％+22.0％×7.02％+13.0％×23.16％+23.07％×2.75％+6.15％×13.35％+4.62％×13.16％+3.08％×100％+3.85％×46.32％＝15.31％；
WH2＝28.23％×26.38％+20.0％×7.02％+11.0％×36.24％+24.15％×2.75％+6.15％×13.35％+4.67％×13.16％+2.0％×100％+3.80％×46.32％＝18.70％；
WH2＝26.7％×17.15％+15.23％×11.37％+18.0％×14.01％+13.45％×2.75％+6.45％×13.35％+3.84％×13.16％+2.5％×100％+3.83％×46.32％＝14.84％。
(3)根据混合料1、混合料2和混合料3的水分饱和度WH1＝15.31％、WH2＝18.70％和WH3＝14.84％，可以确定出混合料2的适宜水分含量最大，混合料3的适宜水分含量最小、混合料1的适宜水分含量中等。
(4)以已知其中一种混合料的适宜水分含量为参照，就可确定出其余混合料的适宜水分含量。
本发明实施例提供的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，以一种已知烧结混合料的水分饱和度所对应的适宜制粒水分含量为参照，当烧结混合料的配矿结构发生变化时，就可根据该烧结混合料的水分饱和度确定出变化后的烧结混合料的适宜水分含量，不仅能够快速地确定出烧结混合料的适宜的制粒水分的含量；而且还避免了进行大量的制粒试验，降低了工作人员的劳动强度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，其特征在于，包括：
确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量和最大毛细水量；
将各原料的最大分子水量和最大毛细水量相加，得到各原料的水分饱和度；所述水分饱和度表示物料所能含有的最大水量；
根据各原料的配比和水分饱和度计算得到所述待控制的烧结混合料的水分饱和度；
根据已知的烧结混合料的适宜制粒水分含量和水分饱和度，并基于得到的待控制的烧结混合料的水分饱和度对所述待控制的烧结混合料的适宜制粒水分含量进行控制；其中，烧结混合料的适宜制粒水分含量是指使混合料达到最高的成球率或最大料层透气性的水分含量。
2.如权利要求1所述的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，其特征在于，所述确定待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量，包括：用离心力将所述待控制的烧结混合料中各原料中的重力水和毛细水甩出，剩下的水分含量为所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
3.如权利要求2所述的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，其特征在于，所述用离心力将所述待控制的烧结混合料中各原料中的重力水和毛细水甩出，剩下的水分含量为所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量，包括：
将待控制的烧结混合料中的各湿润的原料分别放入离心机中，并在所述离心机的离心力的作用下脱水，脱水后的原料的重量为G1；
将脱水后的原料烘干，烘干后的原料的重量为G2；
根据公式计算出所述待控制的烧结混合料中的原料的最大分子水量W分；
由此可以计算出所述待控制的烧结混合料中各原料的最大分子水量。
4.如权利要求1所述的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，其特征在于，所述确定待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量，包括：基于毛细水量测定装置计算所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量；其中，所述毛细水量测定装置包括：装料器、筛板、滴定管、烧杯及蓄水容器；所述筛板设置在所述装料器的底部；所述待控制的烧结混合料中的原料设置在所述装料器中，其中，所述烧结混合料中的原料的质量为G干，所述装料器的质量为G3；所述烧杯设置在所述筛板的下方，且开口对向所述筛板；所述滴定管连接所述蓄水容器的出液口和所述烧杯的进液口；
所述基于毛细水量测定装置计算所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量，包括：
在所述装料器的内壁和所述筛板上涂抹石蜡；
通过所述滴定管向所述烧杯中蓄水，使所述原料透过所述筛板吸水；
当所述烧杯的刻度不再下降时，说明此时所述原料不再吸水，水含量已饱和，此时所述装料器和所述原料的总质量为G4，则所述原料的吸水量G水＝G4-G3-G干；
通过公式计算得到所述原料的最大毛细水量W毛；
由此可以计算出所述待控制的烧结混合料中各原料的最大毛细水量。
5.如权利要求1所述的烧结混合料适宜制粒水分含量的控制方法，其特征在于，所述根据各原料的配比和水分饱和度计算得到所述待控制的烧结混合料的水分饱和度，包括：根据公式计算出所述待控制的烧结混合料的水分饱和度；其中，WH为烧结混合料的水分饱和度，单位为％；n为参与配料的原料个数；xi为参与配料的原料i的配比，单位为％；wi为参与配料的原料i的水分饱和度，单位为％。
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