CN110470787A - 一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法 - Google Patents

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吴建中
高卓成
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Abstract

本发明公开的一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法，所述检测系统包括震荡装置、筛分装置、干燥装置及超声波清洗器，设置在超声波清洗器内的震荡装置对待检测的钢渣粉震荡以破碎非钢粒组份，设置在超声波清洗器内的筛分装置将钢粒与细粉筛分，干燥装置将筛分后的钢粒及细粉干燥；所述震荡装置包括筒体及架体，所述筒体设置在架体上，所述架体设置在超声波清洗器的槽体内，待检测的钢渣粉设置在筒体的内部并由蒸馏水浸没，所述超声波清洗器内设置有蒸馏水，所述蒸馏水的高度位于所述筒体的高度的1/4～1/2之间。本发明提供的技术方案，其结构合理，操作方便，将钢渣中不可研磨的钢粒与杂质分离，使非均匀系样品转变为两个均匀系样品，提高了检测的准确性。

Description

一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法。
背景技术
钢铁企业的转炉或电炉在冶炼过程中均有钢渣排出，钢渣经破碎、球磨后磁选得到钢渣精粉。该粉料中的铁素达到一定含量(一般含铁量大于40％)时可以用作冶铁烧结原料，钢渣精粉料中铁素含量的高低决定其应用价值与交易价格。
由于钢粉精粉中的铁素由钢粒、氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁组成，主要为小钢粒(片)。由于钢粒的存在，在制样过程中不能磨细到铁矿石检验标准GB/T6730.5-2007《铁矿石全铁含量的测定》，所要求的粒度-0.100mm，在后续的全铁含量化学分析过程中极易出现分析结果波动大。
现有技术资料中公开了以下内容：将钢渣精粉少量试样在1000℃高温炉中灼烧使钢粒氧化，再对氧化后的样品进行研磨，但该法不能保证钢粒氧化完全，且在灼烧过程中部分试样与灼烧容器反应，样品极易受到容器的污染。
中国专利CN105372154A对样品的处理采用水洗钢粒，采取的第一步为将渣钢分成小块渣钢，用水冲去粉末，放入烘箱烘干至恒重，由于钢渣中的钢粒或钢片在球磨过程中压入了渣类，直接水洗不易洗去钢粒(片)凹陷中或附着其表面的杂质，其处理样品的方法不科学。
中国专利CN103558108A对样品的处理为将加热后的钢渣放入密闭式的粉碎机中进行研磨，研磨后的样品通过80μm的筛子，未能通过的样品继续进行研磨，直至全部通过筛子；采用永久性的磁铁，磁铁周边磁通密度在0.140T±0.005T以上，对粉碎后的钢渣进行吸附，将磁铁吸附到的样品进行称量M1；采用氢气还原装置，对磁铁吸附到的样品进行还原，并称取还原后水的重量M2。该法将样品在粉碎机中研磨，样渣类易压入钢粒或钢片表面，钢粒在研磨机中即使长时间研磨也无法研细，采用氢气还原时有氧化锰、氧化铜等杂质参与还原反应，该法无法准确测定氧化铁。
中国专利CN102854080A与中国专利CN103411968A将钢渣试样烘干至恒重后，对钢渣进行粉碎研磨并筛分，实现较大颗粒与细粉分离，这种通过研磨粉碎与筛分能够分离较大颗粒的钢粒或钢片，但无法保证较大钢粒或钢片自身粘附或裹挟的渣类杂质完全脱落，因此该法不能精确测定钢渣中的含铁量。
本发明人曾用高硬度的碳化钨研钵对钢渣精粉进行粉碎研磨，发现钢粒即使反复长时间研磨都无法将钢粒研细，小钢粒在反复研磨后变成更加不易研磨的小钢球，反复研磨不适用钢渣与钢精粉的粉碎。
由于目前国内尚无该类样品的标准检验方法，不同实验室对同一样品检测的全铁量差异较大，不利于钢渣精粉的公平交易以及指导烧结矿配料。
因此，亟需设计一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法，解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，本发明提供的一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法，其结构合理，操作方便，将钢渣中不可研磨的钢粒与杂质分离，使非均匀系样品转变为钢粒与细粉两种均匀系样品，对两个均匀系样品分别进行测量，提高了检测的准确性，具有良好的推广价值。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢渣精粉全铁含量检测系统，包括震荡装置、筛分装置、干燥装置及超声波清洗器，设置在超声波清洗器内的震荡装置对待检测的钢渣粉震荡以破坏非钢粒组份，设置在超声波清洗器内的筛分装置将钢粒与细粉筛分，干燥装置将筛分后的钢粒及细粉干燥；所述震荡装置包括筒体及架体，所述筒体设置在架体，所述架体设置在超声波清洗器的槽体内，待检测的钢渣粉设置在筒体的内部并由蒸馏水浸没，所述超声波清洗器内设置有蒸馏水，所述蒸馏水的高度位于所述筒体的高度的1/4～1/2之间。
在一些实施例中，所述筛分装置包括筛体及支腿，所述筛体上均布有微孔，以筛分钢粒与细粉。
在一些实施例中，所述微孔的直径为0.05～0.1mm。
在一些实施例中，所述微孔的直径为0.075mm。
在一些实施例中，所述超声波清洗器内蒸馏水的高度位于所述筒体的高度的1/3处。
在一些实施例中，所述筒体为304奥氏体不锈钢制成。
同时本发明还公开了一种钢渣精粉全铁含量检测系统方法，其包括以下步骤：
S1，使用震荡装置及超声波清洗器组合对试样超声粉碎，使得钢渣粉外部的非钢粒组份脱落；
S2，使用筛分装置及超声波清洗器组合将钢粒与细粉分离；
S3，使用干燥装置对分离的钢粒干燥处理并称重，钢粒质量为m1；
S4，使用干燥装置对分离的细粉干燥处理并称重，钢粒质量为m2；
S5，由三氯化钛还原法测得钢粒试样的全铁量为C1；
S6，由三氯化钛还原法测得细粉试样的全铁量为C2；
S7，钢渣粉试样的全铁量为C＝αC1+βC2。
在一些实施例中，所述修正系数α为m1/(m1+m2)。
在一些实施例中，所述修正系数β为m2/(m1+m2)。
在一些实施例中，所述震荡装置的运行时间是筛分装置运行时间的2～3倍。
本发明有益效果：
本发明提供的钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法，其结构合理，操作方便，将钢渣中不可研磨的钢粒与细粉分离，将非均匀系转变为两个均匀系分别进行测量，提高了检测的准确性。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1是根据本发明所述一种钢渣精粉全铁含量检测系统的结构示意图；
图2是根据本发明所述一种钢渣精粉全铁含量检测方法的流程图；
图3是根据本发明之筛分装置与超声波清洗器的组合示意图。
图中：
10.震荡装置；11.筒体；12.架体；20.筛分装置；21.筛体；22.支腿；30.超声波清洗器；40.影像检测装置；50.控制模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本申请所述一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法进行详细说明。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，相同的参考标记用于表示相同的部分。
本发明所述一种钢渣精粉全铁含量检测系统的结构示意图，如图1所示，其包括震荡装置10、筛分装置20、干燥装置及超声波清洗器30，设置在超声波清洗器30内的震荡装置10对待检测的钢渣粉震荡以破碎非钢粒组份，设置在超声波清洗器30内的筛分装置20将钢粒与细粉筛分，干燥装置将筛分后的钢粒及细粉干燥；所述震荡装置10包括筒体11及架体12，所述筒体11设置在架体12，所述架体12设置在超声波清洗器30的槽体内，待检测的钢渣粉设置在筒体11的内部并由蒸馏水浸没，所述超声波清洗器30内设置有蒸馏水，所述蒸馏水的高度位于所述筒体11的高度的1/3处。
作为本发明的其他实施例，所述蒸馏水的高度位于所述筒体11的高度的1/4～1/2之间，其可以为在此范围的任意值，以保证超声波清洗器30内的震荡装置10的震荡效果，有效剥离钢粒(片)外部的非钢粒组份，使原始的非均匀系样品转变为两个均匀系样品钢粒与细粉。
作为本发明的一个实施例，将待检测钢渣放入震荡装置10内，再将蒸馏水放入震荡装置10内并使其浸没待检测钢渣，具体地，待检测钢渣完全浸没后，再添加100ml的蒸馏水。作为本实施例的一种变体，所述的震荡装置10内也可以放置去离子水代替蒸馏水，使用去离子水的效果与蒸馏水的效果相当。
作为本发明的一个实施例，所述筛分装置20包括筛体21及支腿22，所述筛体21上均布有微孔，以筛分钢粒与细粉。在一些实施例中，所述微孔的直径为0.05～0.1mm，优选地，所述微孔的直径为0.075mm，以有效筛分钢粒与细粉。
在一些实施例中，所述筒体11为304奥氏体不锈钢制成，304奥氏体不锈钢具有稳定的奥氏体组织，其可以有效增强超声震荡的效果，使得钢渣外部的非钢粒组份破碎，使原始非均匀系样品转变为两个均匀系样品，提高全铁含量检测的准确度。
同时本发明还公开了一种钢渣精粉全铁含量检测系统方法，其流程图，如图2所示，其包括以下步骤：
S1，使用震荡装置10及超声波清洗器30组合对试样超声粉碎，使得钢渣粉外部的非钢粒组份脱落；
准备工作，将完成水分测定后的钢渣粉试样(900克左右)，在洁净的钢板上堆锥混匀三次，混匀过程出现大于5mm颗粒时用铁锤轻轻敲碎，经四分法均匀分成四份，随机取两个对角线样品；重复前述操作两次，对试样共进行三次缩分，一份保留备查，一份为试样，使用精度万分之一的天平准确称量。
具体地，将缩分的试样全部倒入震荡装置10中，向震荡装置10注入蒸馏水或去离子水，将试样完全浸没并过量100ml，将震荡装置10置于超声波清洗器30中，注入蒸馏水或去离子水至水深达到震荡装置10高度1/3处，在高功率(500W)下每运行10min，停止3～5min，如此反复3次。包裹或粘附在钢粒表面的物质在超声波能量的作用下脱落、粉碎后，将震荡装置10从超声波清洗器30中取出。
S2，使用筛分装置20及超声波清洗器30组合将钢粒与细粉分离；
具体地，将震荡装置10中的试样完全转移到已安放在容积为1000ml的塑料烧杯上的筛分装置20中，再将1000nl的塑料烧杯中连同筛分装置20置于前述注有蒸馏水或去离子水的超声波清洗器30中，在低功率下(300W)，震荡5min，取出筛分装置20及其上的试样。
接着，重复S1的步骤，再将筛分装置20连同其上的试样重新置于专用震荡装置10中，注入蒸馏水或去离子水，使得上层样品刚浸没并过量100ml，开启超声波清洗器30在高功率下运行5min后停止，在执行S2，将直径小的在筛分装置20中筛分作业。
完成二次筛分后，用盛有蒸馏水的洗瓶清洗筛体21上的试样，观察筛体21上的颗粒物是否还有非金属光泽的炉渣杂物，若还有炉渣类杂物，则再次超声波筛分作业，直至筛体21中的颗粒物呈现金属光泽且无其他杂物。
作为本发明的一个实施例，所述检测颗粒物是否还有金属光泽的炉渣杂物的作业，可以引入影像检测装置40，如图3所示，使用公知的影像测量方法监测颗粒物中是否还有炉渣杂物，所示影像检测装置40与控制模块50连接，以准确监测颗粒物中是否还有炉渣杂物。
作为本发明的另一个实施例，所述震荡装置10的运行时间是筛分装置20运行时间的2～3倍，以增强非钢粒组份的剥离及细粉的筛分。
S3，使用干燥装置对分离的钢粒干燥处理并称重，钢粒质量为m1；
将筛分装置20上试样用小磁铁吸引并(外包塑料膜)完全转移到100ml小烧杯中，在干燥装置中干燥1h，干燥装置可以为105℃的充氮电热恒温干燥箱，取出在干燥器中冷却至室温，在万分之一电子天平上准确称量并记录其质量m1。
S4，使用干燥装置对分离的细粉干燥处理，在干燥装置中干燥4h，干燥装置可以为105℃的充氮电热恒温干燥箱，取出在干燥器中冷却至室温，在万分之一电子天平上准确称量并记录其质量，记录细粉质量为m2；
将上述塑料烧杯中盛有的细粉进行干过滤，将粉体样品连同定量滤纸转移至洁净的烘样盘中，在105℃的电热恒温干燥箱中干燥3h，每间隔20min进行一次恒重实验，直至两次细粉重量偏差不超过1.0克，得到细粉干样质量。
S5，由三氯化钛还原法测得钢粒试样的全铁量为C1；
S6，由三氯化钛还原法测得细粉试样的全铁量为C2；
S7，钢渣粉试样的全铁量为C＝αC1+βC2。
其中，所述修正系数α为m1/(m1+m2)，所述修正系数β为m2/(m1+m2)，，钢渣粉体在超声波能量的作用下，可能存在部分物质的水解，导致超声波作用前后试样总质量改变，使用上述修正系数修整，能够有效提高钢渣精粉全铁含量的检测精度。平行试样测定全铁含量的结果偏差小于0.50％，本方法也可适用于颗粒大于5-10mm钢渣粒(俗称粒钢)中含铁量的精确检验，有较高的推广价值。
本发明提供的一种钢渣精粉全铁含量检测系统及检测方法其结构合理，操作方便，将钢渣中不可研磨的钢粒与细粉分离，使非均匀系样品转变为两个均匀系样品，分别进行测量，提高了检测的准确性，具有良好的推广价值。
本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢渣精粉全铁含量检测系统，包括震荡装置、筛分装置、干燥装置及超声波清洗器，设置在超声波清洗器内的震荡装置对待检测的钢渣粉震荡以破碎非钢粒组份，设置在超声波清洗器内的筛分装置将钢粒与细粉筛分，干燥装置将筛分后的钢粒及细粉干燥；所述震荡装置包括筒体及架体，所述筒体设置在架体上，所述架体设置在超声波清洗器的槽体内，待检测的钢渣粉设置在筒体的内部并由蒸馏水浸没，所述超声波清洗器内设置有蒸馏水，所述蒸馏水的高度位于所述筒体的高度的1/4～1/2之间。
2.根据权利要求1所述的钢渣精粉全铁含量检测系统，其特征在于，所述筛分装置包括筛体及支腿，所述筛体上均布有微孔，以筛分钢粒与细粉。
3.根据权利要求2所述的钢渣精粉全铁含量检测系统，其特征在于，所述微孔的直径为0.05～0.1mm。
4.根据权利要求3所述的钢渣精粉全铁含量检测系统，其特征在于，所述微孔的直径为0.075mm。
5.根据权利要求1所述的钢渣精粉全铁含量检测系统，其特征在于，所述超声波清洗器内蒸馏水的高度位于所述筒体的高度的1/3处。
6.根据权利要求1所述的钢渣精粉全铁含量检测系统，其特征在于，所述筒体为304奥氏体不锈钢制成。
7.一种钢渣精粉全铁含量检测系统方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，使用震荡装置及超声波清洗器组合对试样超声粉碎，使得钢渣粉外部的非钢粒组份脱落；
S2，使用筛分装置及超声波清洗器组合将钢粒与细粉分离；
S3，使用干燥装置对分离的钢粒干燥处理并称重，钢粒质量为m1；
S4，使用干燥装置对分离的细粉干燥处理并称重，细粉质量为m2；
S5，由三氯化钛还原法测得钢粒试样的全铁量为C1；
S6，由三氯化钛还原法测得细粉试样的全铁量为C2；
S7，钢渣粉试样的全铁量为C＝αC1+βC2。
8.根据权利要求7所述的钢渣精粉全铁含量检测方法，其特征在于，所述修正系数α为m1/(m1+m2)。
9.根据权利要求7所述的钢渣精粉全铁含量检测方法，其特征在于，所述修正系数β为m2/(m1+m2)。
10.根据权利要求7所述的钢渣精粉全铁含量检测方法，其特征在于，所述震荡装置的运行时间是筛分装置运行时间的2～3倍。
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