CN105861817B - 一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法 - Google Patents

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Abstract

一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法：将试验所用原料熔剂和铁矿粉烘干；粒度分级；对不同粒级的熔剂和铁矿粉常规制样并进行化学分析；对不同粒级的熔剂和铁矿粉分别制粒，并判断是否能成球；取某一粒级的熔剂与任一粒级的铁矿粉混合并制粒；对混合制粒进行烘烤后进行再次粒度分级；对分级后的含量大于30%的粒级进行再次烘干，并常规制样后进行化验；根据混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级部分熔剂的含量，判断烧结混合制粒中熔剂分布状况。本发明简单易行，结果与实际状态吻合度高，对现场具有实际的指导意义。

Description

一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法
技术领域
本发明涉及烧结球团领域，具体属于一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法。
背景技术
生产中通常以周期性的混匀料场盘库及高炉烧结矿消耗统计数据反算生产吨烧结矿所需矿耗。但由于现场称量的不准确，盘库体积计算法引入的误差以及生产、除尘、转运等环节所带来的损耗无法计量等因素限制，生产管理部门尚无法预先科学定量该指标并难以准确计算工序成本。生产中甚至会出现矿料盘点中的大幅盈亏。并且，由于缺乏清晰数值关系模型，内循环返矿、水分、烧损及生产中FeO、碱度等因素变化对烧结矿耗带来的影响难以定量化分析。基于上述因素，本研究基于质量守恒，系统推导了生产吨烧结矿所需干矿耗量影响因素关系，并对相关影响因素进行了分析。
目前，在熔剂的种类、性质和用量等方面对烧结过程影响的研究较多，在实际生产中发现熔剂对烧结过程液相的生成起着决定性作用，进而决定烧结矿的产量及质量。因此，熔剂在烧结混合制粒中分布的研究对弄清烧结过程液相的预判有很强的指导意义。
有大量的烧结球团制粒方面的研究表明，原料的亲水性和粒级是影响烧结球团过程制粒性能的主要影响因素。而熔剂在混合制粒中的分布状态又主要受亲水性和粒级的影响。
经检索，没有相关专利，仅有对熔剂粒度和熔剂种类对烧结过程影响的文献，没有与研究熔剂分布状态相关的文献。
发明内容
本发明针对熔剂在混合制粒中的分布状况，提出了一种简单易行，结果与实际状态吻合度高，对现场具有实际的指导意义的研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法。
实现上述目的的技术措施：
一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法，其步骤：
1）将试验所用原料熔剂和铁矿粉烘干:烘干温度不低于100℃，时间不少于2个小时；控制烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量不超过0.0005%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）将上述分级后不同粒级的熔剂和铁矿粉常规制样并进行化学成分分析；
4）在不同粒级的熔剂和铁矿粉中各取不少于1kg的料，并分别放入圆盘制粒3-10min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；
5）取某一粒级的熔剂与任一粒级的铁矿粉按照熔剂：铁矿粉=1:4~30进行混合至均匀，后放入圆盘制粒3-10min，并取出；
6）对混合制粒进行烘烤，烘烤温度不低于100℃，烘烤时间在8~12min，待其水分含量为5~10%后，将其取出进行再次粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm的粒级；
7）对分级后的含量大于30%的粒级进行再次烘干：烘干温度不低于100℃，时间不少于2个小时；经烘干至水分含量不超过0.0005%后，对其常规制样，并进行化学成分化验；化验结果待用；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级部分熔剂的含量，判断烧结混合制粒中熔剂分布状况：当熔剂含量在5%~28%时，说明步骤5）中所用某一粒级的熔剂与铁矿粉接触状态佳，具有较好生成烧结矿液相的条件。
其在于：熔剂含量在8%~20%时最佳。
本发明简单易行，结果与实际状态吻合度高，对现场具有实际的指导意义。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
1）取10kg熔剂白云石和20kg铁矿石褐铁矿A烘干:烘干温度为102℃，烘干时间为2个小时；烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量为0.0004%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）分级后对-0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A制样并进行化学成分分析，分析结果见表1；
表1 -0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A化学成分
名称 TFe/% CaO/%
-0.28mm白云石 0 32.42
-0.28mm褐铁矿A 59.75 0
4）取-0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A各3kg分别放入圆盘制粒5min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；见表2；
表2 -0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A成球性
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm 成球性
-0.28mm白云石/% 24.89 9.30 7.83 1.25 0.99 0.69 55.05 中等
-0.28mm褐铁矿A/% 94.73 3.76 1.15 0.22 0.07 0.04 0.02 好
5）取-0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A按1:4比例混合成总量为3kg混合制粒，放入圆盘制粒5min，取出待用；
6）将步骤5）中取出的混合制粒放入温度为105℃烘箱烘烤10min，混合制粒中的水分含量为9.7%后，将其取出进行粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm；其粒级分布情况，见表3；
表3 制粒后混合制粒粒度分布
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm
制粒制料/% 89.54 8.73 1.28 0.21 0.17 0.05 0.02
7）对分级后的含量大于30%的粒级+6.3mm进行再次烘干：烘干温度为105℃，烘干时间为4个小时；经烘干后对其制样，化验结果为CaO含量为6.41%；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级+6.3mm粒级部分熔剂的含量为19.77%，其含量在5%~28%范围内，说明-0.28mm白云石与-0.28mm褐铁矿A接触状态佳，具有较好生成烧结矿液相的条件。
实施例2
1)取15kg熔剂石灰石和10kg铁矿石赤铁矿B烘干:烘干温度110℃，时间4个小时；烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量为0.0003%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）分级后对2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B制样并进行化学成分分析，分析结果见表1；
表1 2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B化学成分
名称 TFe/% CaO/%
1-2mm石灰石 0 48.74
3-5mm赤铁矿B 62.07 0
4）取2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B各2kg分别放入圆盘制粒5min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；见表2；
表2 2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B成球性
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm 成球性
2-3mm石灰石/% 0 0.67 1.41 97.92 0 0 0 差
3-5mm赤铁矿B/% 1.02 0.93 98.05 0 0 0 0 差
5)取2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B按1:10总量3kg进行混合，放入圆盘制粒10min，取出待用；
6）将步骤5）中取出的混合制粒放入温度为107℃烘箱烘烤12min，混合制粒中的水分含量为9.2%后，将其取出进行粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm；其粒级分布情况，见表3；
表3 制粒后混合制粒粒度分布
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm
混合制粒/% 0.58 1.52 89.13 8.77 0 0 0
7)对分级后的含量大于30%的粒级3-5mm进行再次烘干：烘干温度110℃，时间4个小时；经烘干后对其制样并进行化学成分，化验结果为CaO含量0.12%；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级3-5mm粒级部分熔剂的含量为0.25%，其含量不在5%~28%范围内，说明2-3mm石灰石与3-5mm赤铁矿B接触状态差，不易产生烧结矿液相。
实施例3
1）取10kg熔剂白云石和10kg铁矿石赤铁矿A烘干:烘干温度105℃，时间2个小时；烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量为0.0003%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）分级后对-0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A制样并进行化学成分分析，分析结果见表1；
表1 -0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A化学成分
名称 TFe/% CaO/%
-0.28mm白云石 0 32.42
-0.28mm赤铁矿A 64.74 0
4）取-0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A各2.5kg分别放入圆盘制粒5min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；见表2；
表2 -0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A成球性
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm 成球性
-0.28mm白云石/% 24.89 9.30 7.83 1.25 0.99 0.69 55.05 中等
-0.28mm赤铁矿A/% 0 0 1.47 2.58 1.93 0.89 93.13 差
5) 取-0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A按1:4总量3kg进行混合，放入圆盘制粒5min，取出待用；
6）将步骤5）中取出的制粒后混合制粒放入温度不低于105℃烘箱烘烤10min左右，混合制粒中的水分含量为8.9%后，将其取出进行粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm；其粒级分布情况，见表3；
表3 制粒后混合制粒粒度分布
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm
混合制粒/% 5.46 4.71 3.57 2.49 1.62 1.07 81.08
7)对分级后的含量大于30%的粒级-0.5mm进行再次烘干：烘干温度105℃，时间3个小时；经烘干后对其制样并进行化学成分，化验结果为CaO含量1.34%；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级-0.5mm粒级部分熔剂的含量为4.13%，其含量不在5%~28%范围内，说明-0.28mm白云石与-0.28mm赤铁矿A接触状态差，不易产生烧结矿液相。
实施例4
1）取15kg熔剂白云石和10kg铁矿石磁铁矿B烘干:烘干温度104℃，时间5个小时；烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量为0.0004%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）分级后对1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B制样并进行化学成分分析，分析结果见表1；
表1 1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B化学成分
名称 TFe/% CaO/%
1-2mm白云石 0 32.84
5-6.3mm褐铁矿B 59.28 0
4）取1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B各3.5kg分别放入圆盘制粒5min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；见表2；
表2 1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B成球性
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm 成球性
1-2mm白云石/% 0 0.81 2.37 3.84 92.98 0 0 差
5-6.3mm褐铁矿B/% 0.14 99.86 0 0 0 0 0 差
5)取1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B按1:6总量4kg进行混合，放入圆盘制粒8min，取出待用；
6）将步骤5）中取出的制粒后混合制粒放入温度不低于104℃烘箱烘烤11min左右，混合制粒中的水分含量为9.4%后，将其取出进行粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm；其粒级分布情况，见表3；
表3 制粒后混合制粒粒度分布
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm
混合制粒/% 0.36 86.09 0.37 0.45 12.73 0 0
7)对分级后的含量大于30%的粒级5-6.3mm进行再次烘干：烘干温度104℃，时间3.5个小时；经烘干后对其制样并进行化学成分，化验结果为CaO含量0.22%；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级5-6.3mm粒级部分熔剂的含量为0.67%，其含量不在5%~28%范围内，说明1-2mm白云石与5-6.3mm褐铁矿B接触状态差，不易产生烧结矿液相。
实施例5
1）取10kg熔剂石灰石和10kg铁矿石赤铁矿A烘干:烘干温度105℃，时间2个小时；烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量为0.0003%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）分级后对-0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A制样并进行化学成分分析，分析结果见表1；
表1 -0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A化学成分
名称 TFe/% CaO/%
-0.28mm石灰石 0 50.50
1-2mm赤铁矿A 65.14 0
4）取-0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A各2.5kg分别放入圆盘制粒5min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；见表2；
表2 -0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A成球性
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm 成球性
-0.28mm石灰石/% 98.99 0.51 0.34 0.10 0.03 0.02 0.02 好
1-2mm赤铁矿A/% 0 0 0.15 1.79 98.06 0 0 差
5）取-0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A按1:4总量2.5kg进行混合，放入圆盘制粒5min，取出待用；
6）将步骤5）中取出的制粒后混合制粒放入温度不低于110℃烘箱烘烤10min左右，混合制粒中的水分含量为8.2%后，将其取出进行粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm；其粒级分布情况，见表3；
表3 制粒后混合制粒粒度分布
名称 +6.3mm 5-6.3mm 3-5mm 2-3mm 1-2mm 0.5-1mm -0.5mm
混合制粒/% 11.48 6.74 4.89 35.79 41.09 0.01 0
7)对分级后的含量大于30%的粒级1-2mm和2-3mm进行再次烘干：烘干温度110℃，时间3.5个小时；经烘干后对其制样并进行化学成分，化验结果为1-2mm粒级中CaO含量为2.59%，2-3mm粒级中CaO含量为9.07%；
8）根据公式：混合制粒中任一粒级中CaO含量与用与混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级1-2mm粒级部分熔剂的含量为5.13%，2-3mm粒级部分熔剂的含量为17.96%，其含量均在5%~28%范围内，说明-0.28mm石灰石与1-2mm赤铁矿A接触状态佳，具有较好生成烧结矿液相的条件。
本发明具体实施例，并非对本发明技术方案的限定性实施。

Claims (2)

1.一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法，其步骤：
1）将试验所用原料熔剂和铁矿粉烘干:烘干温度不低于100℃，时间不少于2个小时；控制烘干后的原料熔剂和铁矿粉中的水分含量不超过0.0005%；
2）按照粒度范围进行分级，其粒级的粒度范围为：>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，大于0.28至 0.5mm，小于0.28mm的粒级，并待用；
3）将上述分级后不同粒级的熔剂和铁矿粉常规制样并进行化学成分分析；
4）在不同粒级的熔剂和铁矿粉中各取不少于1kg的料，并分别放入圆盘制粒3-10min，并根据制粒前后粒级的变化判断其各自是否能成球，其判断依据中国专利申请号201410582844.1的文献进行；
5）取某一粒级的熔剂与任一粒级的铁矿粉按照熔剂：铁矿粉=1:4~30进行混合至均匀，后放入圆盘制粒3-10min，并取出；
6）对混合制粒进行烘烤，烘烤温度不低于100℃，烘烤时间在8~12min，待其水分含量为5~10%后，将其取出进行再次粒度分级，即分成>6.3mm，大于5至6.3mm，大于3至5mm，大于2至3mm，大于1至2mm，大于0.5至1mm，小于 0.5mm的粒级；
7）对分级后的含量大于30%的粒级进行再次烘干：烘干温度不低于100℃，时间不少于2个小时；经烘干至水分含量不超过0.0005%后，对其常规制样，并进行化学成分化验；化验结果待用；
8）根据公式：混合制粒中含量大于30%的粒级部分中CaO含量与用于混合时所用的粒级熔剂中CaO含量之比，计算含量大于30%的粒级部分熔剂的含量，判断烧结混合制粒中熔剂分布状况：当熔剂含量在5%~28%时，说明步骤5）中所用某一粒级的熔剂与铁矿粉接触状态佳，具有较好生成烧结矿液相的条件。
2.如权利要求1所述的一种研究烧结混合制粒中熔剂分布状态的方法，其特征在于：熔剂含量在8%~20%时最佳。
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