CN104237084B - 一种测量矿粉的烧结反应率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量矿粉的烧结反应率的方法，包括：按照M种不同的粒级对特定矿粉进行筛分，筛分出粒径分别属于M种不同的粒级的M份矿粉；计算出M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比；从M份矿粉中的每份矿粉中各取出N颗矿粒试样，共取出M份矿粒试样，计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径；对M份矿粒试样进行烧结；待烧结结束后，计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径；基于M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比、M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出特定矿粉的烧结反应率。

Description

一种测量矿粉的烧结反应率的方法

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，尤其涉及一种测量矿粉的烧结反应率的方法。

背景技术

烧结混匀矿大粒级矿粉在烧结过程中是由外表面逐步向内与溶剂反应生成液相的，随着烧结高温燃烧带的逐渐向下转移，烧结后大颗粒矿粉(即：3.15毫米以上粒级的矿粉)不会全部形成液相，因此，有很大一部分在烧结过程中作为核颗粒，只在外表面与熔剂反应形成的液相相互粘结。大颗粒矿粉在烧结过程中起到了骨架作用，改善了烧结过程因液相生成引起的料层透气性恶化的情况，有利于提高烧结速度，增加产量，降低生烧率。

但，目前缺乏一种方法来准确测量大颗粒矿粉的烧结反应率(即：烧结反应深度)，导致无法为烧结配矿中大颗粒矿粉的合理组成比例提供准确的指导。

发明内容

本申请通过提供一种测量矿粉的烧结反应率的方法，解决了现有技术中无法准确测量大颗粒矿粉的烧结反应率的技术问题。

本申请提供了一种测量矿粉的烧结反应率的方法，包括：

按照M种不同的粒级对特定矿粉进行筛分，筛分出粒径分别属于所述M种不同的粒级的M份矿粉，其中，M为大于等于2的整数，所述M种不同的粒级分别对应M种不同的粒径的取值范围，所述M种不同的粒级中的任意两种粒级不包含相同的粒径，所述特定矿粉的粒径大于3.15毫米；

计算出所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比；

从所述M份矿粉中的每份矿粉中各取出N颗矿粒试样，共取出M份矿粒试样，N为大于等于2的整数；

计算出所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径；

对所述M份矿粒试样进行烧结；

待烧结结束后，计算出所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径；

基于所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比、所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述特定矿粉的烧结反应率。

优选地，所述M种不同的粒级，包括：3.15毫米～5毫米、5毫米～6.3毫米、和大于6.3毫米。

优选地，所述对所述M份矿粒试样进行烧结，包括：

取M个合金笼，在所述M个合金笼中的每个合金笼的底部铺上第一预设厚度的耐火材料，并在所述耐火材料上面铺上第二预设厚度的第一烧结混匀料，其中，所述合金笼为圆柱形耐高温网孔合金笼，所述M个合金笼与所述M份矿粒试样一一对应；

将所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样均匀周向放置在各自对应的合金笼中的第一烧结混匀料上，并用第一烧结混匀料覆盖所述每份矿粒试样；

取一烧结杯，在所述烧结杯内装入第三预设厚度的第二烧结混匀料，其中，所述第二烧结混匀料的粒径大于所述第一烧结混匀料的粒径；

将装有所述M份矿粒试样的所述M个金属笼均匀周向放置在所述烧结杯内的所述第二烧结混匀料上，并用第二烧结混匀料填满所述烧结杯；

对所述M份矿粒试样进行点火烧结。

优选地，所述第一预设厚度为6毫米，所述耐火材料的粒径为2毫米～3.15毫米。

优选地，所述第二预设厚度5毫米，所述第一烧结混匀料的粒径小于等于2毫米。

优选地，所述第三预设厚度为所述烧结杯高度的1/3。

优选地，所述待烧结结束后，计算出所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，包括：

待烧结结束后，取出所述M份矿粒试样；

用树脂对所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行镶样；

对镶样后的所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行横切；

在显微镜低倍下测量所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径；

基于所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径，计算出所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径。

优选地，所述基于所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比、所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述特定矿粉的烧结反应率，包括：

基于所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比；

基于所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比、以及所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比，计算出所述特定矿粉的烧结反应率。

优选地，基于如下等式，计算出所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比：

$F_i=\frac{{D_i}^3-{d_i}^3}{{D_i}^3}\×100\%$

其中，F_i为所述M份矿粒中第i份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比；D_i为所述M份矿粒试样中第i份矿粒试样的平均粒径；d_i为所述M份矿粒试样中第i份矿粒试样的未反应核的平均粒径，i为1至M之间的任一整数。

优选地，基于如下等式，计算出所述特定矿粉的烧结反应率：

$R_{>3.15}=\underset{i=1}{\overset{i=M}{\mathrm{\Σ}}}(F_i\×L_i)$

其中，R_＞3.15为所述特定矿粉的烧结反应率，L_i为所述M份矿粉中的第i份矿粉占所述特定矿粉的百分比，i为1至M之间的任一整数。

本申请实施例至少具有如下技术效果或优点：

本申请所公开的测量矿粉的烧结反应率的方法，能够准确地测量出大粒级矿粉的烧结反应率，解决了现有技术中无法准确测量大颗粒矿粉的烧结反应率的技术问题，实现了为优化烧结配矿、保证烧结料层具有合理透气性、以及改善烧结指标提供可了科学依据的技术效果。

附图说明

图1为本申请实施例中测量矿粉的烧结反应率的方法的流程图；

图2为本申请实施例中步骤S105的细化流程图；

图3为本申请实施例中步骤S106的细化流程图；

图4为本申请实施例中步骤S201的效果示意图；

图5为本申请实施例中步骤S202的效果示意图；

图6为本申请实施例中步骤S204的效果示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种测量矿粉的烧结反应率的方法，解决了现有技术中无法准确测量大颗粒矿粉的烧结反应率的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种测量矿粉的烧结反应率的方法，包括：按照M种不同的粒级对特定矿粉进行筛分，筛分出粒径分别属于M种不同的粒级的M份矿粉，其中，M为大于等于2的整数，M种不同的粒级分别对应M种不同的粒径的取值范围，M种不同的粒级中的任意两种粒级不包含相同的粒径，特定矿粉为粒径大于3.15毫米的矿粉；计算出M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比；从M份矿粉中的每份矿粉中各取出N颗矿粒试样，共取出M份矿粒试样，N为大于等于2的整数；计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径；对M份矿粒试样进行烧结；待烧结结束后，计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径；基于M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比、M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出特定矿粉的烧结反应率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例一

本实施例提供了一种测量矿粉的烧结反应率的方法，如图1所示，所述方法包括：

步骤S101：按照M种不同的粒级对特定矿粉进行筛分，筛分出粒径分别属于M种不同的粒级的M份矿粉，其中，M为大于等于2的整数，M种不同的粒级分别对应M种不同的粒径的取值范围，M种不同的粒级中的任意两种粒级不包含相同的粒径，特定矿粉为粒径大于3.15毫米的矿粉。

举例来讲，所述特定矿粉可以为铁矿粉、或其它任意矿粉，且所述特定矿粉为大颗粒矿粉(即：粒径大于3.15毫米的矿粉)。

举例来讲，所述M种不同的粒级，可以为：3.15毫米～5毫米、5毫米～6.3毫米、和大于6.3毫米这三个粒级，即，按照3.15毫米～5毫米、5毫米～6.3毫米、和大于6.3毫米三个粒级对所述特定矿粉进行筛分，共筛分出三份不同粒级的矿粉。此处，将粒径属于3.15毫米～5毫米之间的矿粉表示为第1份矿粉、将粒径属于5毫米～6.3毫米之间的矿粉表示为第2份矿粉、将粒径大于6.3毫米的矿粉表示为第3份矿粉。

步骤S102：计算出M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比。

举例来讲，可以计算出所述第1份矿粉、所述第2份矿粉、和所述第3份矿粉分别占所述特定矿粉的百分比，并依次表示为L₁、L₂、L₃。

步骤S103：从M份矿粉中的每份矿粉中各取出N颗矿粒试样，共取出M份矿粒试样，N为大于等于2的整数。

举例来讲，可以从第1份矿粉取出5颗粒径为4毫米左右的矿粒，可以从第2份矿粉取出5颗粒径为6毫米左右的矿粒，可以从第3份矿粉取出5颗粒径为8毫米左右的矿粒。此处，将5颗粒径为4毫米左右的矿粒表示为第1份矿粒试样，将5颗粒径为6毫米左右的矿粒表示为第2份矿粒试样，将5颗粒径为8毫米左右的矿粒表示为第3份矿粒试样。

步骤S104：计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径。

举例来讲，可以依次测量出每份矿粒试样中的每颗矿粒试样的粒径，再取平均值，得到每份矿粒试样的平均粒径。此处，将第1份矿粒试样的平均粒径表示为D₁，将第2份矿粒试样的平均粒径表示为D₂，将第3份矿粒试样的平均粒径表示为D₃。

步骤S105：对M份矿粒试样进行烧结。

具体来讲，如图2所示，步骤S105，包括(步骤S201～步骤S205)：

步骤S201：如图1所示，取M个合金笼401，在M个合金笼401中的每个合金笼401的底部铺上第一预设厚度的耐火材料404，并在耐火材料404上面铺上第二预设厚度的第一烧结混匀料403，其中，所述合金笼401为圆柱形耐高温网孔合金笼，M个合金笼401与M份矿粒试样一一对应。

举例来讲，所述第一预设厚度可以为6毫米，所述耐火材料404的粒径可以为2毫米～3.15毫米，所述第二预设厚度为5毫米，所述第一烧结混匀料403的粒径小于等于2毫米。此处，网孔合金笼401和耐火材料404是为防止矿粒试样402在烧结过程中随烧结液相流动而转移，保证其周围气氛等条件与烧结料层一致，便于烧结结束后矿粒试样402定位和取出。

步骤S202：如图2所示，将M份矿粒试样402中的每份矿粒试样402(包括5颗矿粒)均匀周向放置在各自对应的合金笼401中的第一烧结混匀料403上，并用第一烧结混匀料403覆盖每份矿粒试样402。

步骤S203：取一烧结杯405，并在烧结杯405内装入第三预设厚度的第二烧结混匀料406。

举例来讲，所述第三预设厚度为所述烧结杯高度的1/3，所述第二烧结混匀料406的粒径大于第一烧结混匀料403的粒径。

步骤S204：如图6所示，将装有M份矿粒试样402的M个金属笼401均匀周向放置在烧结杯405内的第二烧结混匀料406上，并用第二烧结混匀料406填满烧结杯405。

步骤S205：对M份矿粒试样402进行点火烧结。

执行完步骤S105，即可执行步骤S106，即：待烧结结束后，计算出M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径。

在具体实施过程中，步骤S106，包括：

待烧结结束后，取出M份矿粒试样；用树脂对M份矿粒试样中的每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行镶样；对镶样后的每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行横切；在显微镜低倍下测量每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径；基于每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径，计算出M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径。

步骤S107：基于M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比、M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出特定矿粉的烧结反应率。

具体来讲，步骤S107，如图3所示，包括：

步骤S301：基于M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比。

在具体实施过程中，可以基于等式(1)，计算出M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比：

$F_i=\frac{\frac{4\mathrm{\π}}{3}\·{\left(\frac{D_i}{2}\right)}^3-\frac{4\mathrm{\π}}{3}\·{\left(\frac{d_i}{2}\right)}^3}{\frac{4\mathrm{\π}}{3}\·{\left(\frac{D_i}{2}\right)}^3}\×100\%=\frac{{D_i}^3-{d_i}^3}{{D_i}^3}\×100\%$ ……等式(1)

其中，F_i为M份矿粒中第i份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比；D_i为M份矿粒试样中第i份矿粒试样的平均粒径；d_i为M份矿粒试样中第i份矿粒试样的未反应核的平均粒径，i为1至M之间的任一整数。

步骤S302：基于M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比、以及M份矿粉中的每份矿粉占特定矿粉的百分比，计算出特定矿粉的烧结反应率。

在具体实施过程中，可以基于等式(2)，计算出特定矿粉的烧结反应率：

$R_{>3.15}=\underset{i=1}{\overset{i=M}{\mathrm{\Σ}}}(F_i\×L_i)$ ……等式(2)

其中，R_＞3.15为特定矿粉的烧结反应率，F_i为M份矿粒中第i份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比，L_i为M份矿粉中的第i份矿粉占特定矿粉的百分比。

举例来讲，以所述M种不同的粒级，可以为：3.15毫米～5毫米、5毫米～6.3毫米、和大于6.3毫米这三个粒级为例，所述特定矿粉的烧结反应率R_＞3.15＝F₁×L₁+F₂×L₂+F₃×L₃，据此，可比较不同种类矿粉3.15mm以上颗粒对烧结料层的骨架作用和透气性影响，并以此来估算其在烧结配矿中的使用比例。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请实施例所公开的测量矿粉的烧结反应率的方法，能够准确地测量出大粒级矿粉的烧结反应率，解决了现有技术中无法准确测量大颗粒矿粉的烧结反应率的技术问题，实现了为优化烧结配矿、保证烧结料层具有合理透气性、以及改善烧结指标提供可了科学依据的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种测量矿粉的烧结反应率的方法，其特征在于，包括：

按照M种不同的粒级对特定矿粉进行筛分，筛分出粒径分别属于所述M种不同的粒级的M份矿粉，其中，M为大于等于2的整数，所述M种不同的粒级分别对应M种不同的粒径的取值范围，所述M种不同的粒级中的任意两种粒级不包含相同的粒径，所述特定矿粉的粒径大于3.15毫米；

计算出所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比；

从所述M份矿粉中的每份矿粉中各取出N颗矿粒试样，共取出M份矿粒试样，N为大于等于2的整数；

计算出所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径；

对所述M份矿粒试样进行烧结；

待烧结结束后，计算出所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径；其中，所述待烧结结束后，计算出所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，包括：待烧结结束后，取出所述M份矿粒试样，用树脂对所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行镶样，对镶样后的所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样进行横切，在显微镜低倍下测量所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径，基于所述每份矿粒试样中的每颗矿粒试样内部未反应核的粒径，计算出所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径；

基于所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比、所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述特定矿粉的烧结反应率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述M种不同的粒级，包括：3.15毫米～5毫米、5毫米～6.3毫米、和大于6.3毫米。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述M份矿粒试样进行烧结，包括：

取M个合金笼，在所述M个合金笼中的每个合金笼的底部铺上第一预设厚度的耐火材料，并在所述耐火材料上面铺上第二预设厚度的第一烧结混匀料，其中，所述合金笼为圆柱形耐高温网孔合金笼，所述M个合金笼与所述M份矿粒试样一一对应；

将所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样均匀周向放置在各自对应的合金笼中的第一烧结混匀料上，并用第一烧结混匀料覆盖所述每份矿粒试样；

取一烧结杯，在所述烧结杯内装入第三预设厚度的第二烧结混匀料，其中，所述第二烧结混匀料的粒径大于所述第一烧结混匀料的粒径；

将装有所述M份矿粒试样的所述M个金属笼均匀周向放置在所述烧结杯内的所述第二烧结混匀料上，并用第二烧结混匀料填满所述烧结杯；

对所述M份矿粒试样进行点火烧结。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预设厚度为6毫米，所述耐火材料的粒径为2毫米～3.15毫米。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二预设厚度5毫米，所述第一烧结混匀料的粒径小于等于2毫米。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第三预设厚度为所述烧结杯高度的1/3。

7.如权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，所述基于所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比、所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述特定矿粉的烧结反应率，包括：

基于所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的平均粒径、以及所述M份矿粒试样中的每份矿粒试样的未反应核的平均粒径，计算出所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比；

基于所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比、以及所述M份矿粉中的每份矿粉占所述特定矿粉的百分比，计算出所述特定矿粉的烧结反应率。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于如下等式，计算出所述M份矿粒中的每份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比：

$F_i=\frac{{D_i}^3-{d_i}^3}{{D_i}^3}\×100\%$

其中，F_i为所述M份矿粒中第i份矿粒的烧结反应前后的粒径差与烧结反应前粒径的百分比；D_i为所述M份矿粒试样中第i份矿粒试样的平均粒径；d_i为所述M份矿粒试样中第i份矿粒试样的未反应核的平均粒径，i为1至M之间的任一整数。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于如下等式，计算出所述特定矿粉的烧结反应率：

$R_{>3.15}=\underset{i=1}{\overset{i=M}{\Σ}}(F_i\×L_i)$

其中，R_＞3.15为所述特定矿粉的烧结反应率，L_i为所述M份矿粉中的第i份矿粉占所述特定矿粉的百分比，i为1至M之间的任一整数。