CN110702571A - 一种测定球团矿总气孔率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种测定球团矿总气孔率的方法,其特征在于:首先将干燥的球团矿试样以每组2~10颗的粒数均匀分成第A组和第B组,然后根据第A组试样测量出试样的真比重ρ0,根据第B组试样测量计算出试样的平均密度ρ2;最后根据球团矿总气孔率公式ε=1‑(ρ2/ρ0)计算得到球团矿总气孔率。与现有技术相比,本发明的优点是:1)能够检测球团矿的总气孔率;2)能够在大气压力下进行,无需真空环境;3)一次检测多个球团,计算出平均的总气孔率,准确度高;4)与显微镜矿相法计算气孔率相比工作量少,更简单;5)本发明方法可以推广用于其他类似物料的气孔率的检测。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金理化检验技术领域,具体涉及一种测定球团矿总气孔率的方法。
背景技术
随着钢铁工业向着节能、高效的方向发展,球团矿以其品位高、强度好、粒度均匀以及冶金性能优良等特点在高炉入炉原料中的比例不断增加,目前球团矿与烧结矿在入炉原料中的比例大致为70:30,而且随着熔剂性球团矿研究与应用的进展更使球团矿完全代替烧结矿入炉成为可能。
球团矿的原料为铁精矿和粘结剂膨润土,粘结剂膨润土添加量很少,98%以上为铁精矿。铁精矿的粒度较细,而且球团矿以固相固结为主,这就造成了球团矿的气孔全是微气孔,因此,铁精矿的粒度组成是影响球团矿气孔率状况的直接因素。由球团矿还原动力学可知,球团矿的还原过程是一个气固反应过程,气固反应速率的影响因素主要是温度和气体向反应界面的扩散速率。球团矿的气孔率直接关系到还原气体向球团内部的扩散通道,进而影响球团矿的还原速率。球团矿在高炉中的主要还原阶段是在软化之前的间接还原,间接还原反应的发展程度直接影响还原过程中的能耗和还原的时间。虽然提高还原温度可以加快还原反应的速率,但是过高的还原温度也会造成球团表面过早形成液相,阻碍还原气体向球团矿内部的扩散。在高炉的软熔带之前,球团矿仍然保持球形状态,而且气孔率减少不多,所以入炉球团矿冷态下的气孔率是影响球团矿在高炉中还原速率的关键;除此之外,球团矿气孔率也是影响球团矿强度的一个重要指标。因此,适宜的球团矿气孔率不仅可以改善球团矿的还原速率,而且可以保证球团矿的抗压强度。
球团矿的气孔率主要受到原料和生产工艺的影响,铁精矿粒度过细就会降低球团矿的气孔率;而焙烧工艺控制不当,也会使球团矿内部产生过多的液相,从而降低球团矿的气孔率,进而影响到球团矿的还原速率。所以球团矿的气孔率不仅是评价球团矿质量的主要指标,也是评价焙烧工艺合理性及优化焙烧工艺的重要依据。
目前也有些文献中也介绍了一些检测球团矿气孔率的方法,如申请号为CN201310277443的发明公开了一种球团矿显气孔率的测定方法和测定装置,其检测方法是用于检测球团矿显气孔率即开气孔率的一种方法,所测得的显气孔率不包括球团矿内部的闭气孔率。球团矿总气孔率是球团矿开气孔率和球团矿内部的闭气孔率之和。在试验研究中也采用显微镜矿相法测量和计算球团矿内部闭气孔率和总气孔率,但此方法需要将球团矿做成光片,在显微镜下进行微小区域观测,统计球团矿内部微小区域的气孔数量,通过检测多个微小区域的气孔率,然后计算整个球团矿的总气孔率,要想得到准确的总气孔率值,必须进行大量的重复工作。
发明内容
本发明的目的是针对显微镜矿相法存在的不足,提供一种测定球团矿总气孔率的方法,实现测量和计算球团矿总气孔率简单和准确的效果。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
本发明的一种测定球团矿总气孔率的方法,其特征在于:首先将干燥的球团矿试样以每组2~10颗的粒数均匀分成第A组和第B组,然后根据第A组试样测量出试样的真密度ρ0,根据第B组试样测量计算出试样的平均密度ρ2;最后根据球团矿总气孔率公式ε=1-(ρ2/ρ0)计算得到球团矿总气孔率,具体包括以下步骤:
S1、将第A组试样用制样机细磨成粉末;
S2、将第A组试样的粉末用比重瓶法测出粉末的真密度ρ0;
S3、将第B组试样在空气中用电子秤称量,得到第B组试样在空气中的总质量m1;
S4、然后将第B组试样放入油酸钠的饱和溶液中,浸泡25~35分钟;取出后,用海绵清除第B组试样表面的残留物;
S5、再将第B组试样放入煤油中浸泡10~15秒,取出后,用海绵清除第B 组试样表面的残留物;
S6、把金属丝吊篮通过连接线吊在电子秤下的挂钩上,并把金属丝吊篮完全浸入电子秤下盛有蒸馏水的烧杯中,待电子秤示数稳定后清零;
S7、把第B组试样放入金属丝吊篮中,使试样和金属丝完全浸没在水中,待电子秤示数稳定后,得到第B组试样在蒸馏水中的总质量m2;
S8、将第B组试样从蒸馏水中取出,并用海绵清除试样表面残留的水分,在空气中用电子秤称量,得到经过上述处理后的第B组试样在介质空气中的总质量m3;
S9、计算第B组试样平均密度ρ2
由V=(m3-m2)/ρwater计算得到第B组试样的总体积V,由ρ2=m1/V计算得到第B组试样平均密度ρ2;
S10、计算球团矿总气孔率
球团矿的总气孔率ε可由下式计算得出:
ε=1-(ρ2/ρ0)。
所述的第A组和第B组球团矿试样大小一致,无裂纹。
所述的电子秤为千分之一电子秤,且电子秤秤下方有挂钩。
所述的金属丝吊篮为不锈钢金属丝编制而成,连接金属丝吊篮和电子秤挂钩之间的连接线为塑料线。
与现有技术相比,本发明的优点是:
1)本发明方法能够检测球团矿的总气孔率;
2)本发明方法能够在正常的大气压力下进行,不需要特殊的真空环境处理;
3)本发明方法一次检测多个球团,计算出平均的总气孔率,准确度高。
4)本发明方法与显微镜矿相法计算气孔率相比工作量少,更简单。
5)本发明方法可以推广用于其他类似物料的气孔率的检测。
附图说明
图1为本发明的各步骤框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
本发明实施例具体测量计算过程
如图1所示,本发明的一种测定球团矿总气孔率的方法,其特征在于:首先将干燥的球团矿试样以每组2~10颗的粒数均匀分成第A组和第B组,然后根据第A组试样测量出试样的真比重ρ0,根据第B组试样测量计算出试样的平均密度ρ2;最后根据球团矿总气孔率公式ε=1-(ρ2/ρ0)计算得到球团矿总气孔率,具体包括以下步骤:
S1、将第A组试样用制样机细磨成粉末;
S2、将第A组试样的粉末用比重瓶法测出粉末的真密度ρ0;
S3、将第B组试样在空气中用电子秤称量,得到第B组试样在介质空气中的总质量m1;
S4、然后将第B组试样放入油酸钠饱和溶液中,浸泡30分钟;取出后,用海绵清除第B组试样表面的残留物;
S5、再将第B组试样放入煤油中浸泡10秒,取出后,用海绵清除第B组试样表面的残留物;
S6、把金属丝吊篮通过连接线吊在电子秤下的挂钩上,并把金属丝吊篮完全浸入电子秤下盛有蒸馏水的烧杯中,待电子秤示数稳定后清零;
S7、把第B组试样放入金属丝吊篮中,使试样和金属丝完全浸没在水中,待电子秤示数稳定后,得到第B组试样在介质蒸馏水中的总质量m2;
S8、将第B组试样从蒸馏水中取出,并用海绵清除试样表面残留的水分,在空气中用电子秤称量,得到经过上述处理后的第B组试样在介质空气中的总质量m3;
S9、计算第B组试样平均密度ρ2
由V=(m3-m2)/ρwater计算得到第B组试样的总体积V,由ρ2=m1/V计算得到第B组试样平均密度ρ2;
S10、计算球团矿总气孔率
球团矿的总气孔率符号ε可由下式计算得出:
ε=1-(ρ2/ρ0)。
所述的第A组和第B组球团矿试样大小一致,无裂纹。
所述的电子秤为千分之一电子秤,且电子秤秤下方有挂钩。
所述的金属丝吊篮为不锈钢金属丝编制而成,连接金属丝吊篮和电子秤挂钩之间的连接线为塑料线。
本发明方法与显微镜矿相法结果对比
对于采用同样的铁精矿和膨润土原料生产的球团矿,通过本发明方法测量计算出球团矿总气孔率的实施例,同时采用显微镜矿相法也测量和计算出球团矿总气孔率的对比例,二者结果对比如下:
由于生产球团矿所用原料铁精矿和膨润土的粒度组成和化学成分对球团矿总气孔率具有直接影响,铁精矿和膨润土的相关数据也一并给出如下:
1)实施例1与对比例1
原料化学成分
原料粒度组成
球团矿化学成分
对比例1:显微镜矿相法检测球团矿总气孔率
实施例1:本发明方法检测球团矿总气孔率
2)实施例2与对比例2
原料化学成分
原料粒度组成
球团矿化学成分
对比例2:显微镜矿相法检测球团矿总气孔率
实施例2:本发明方法检测球团矿总气孔率
3)实施例3与对比例3
原料化学成分
原料粒度组成
球团矿化学成分
对比例3:显微镜矿相法检测球团矿总气孔率
实施例3:发明方法检测球团矿总气孔率
4)实施例4与对比例4
原料化学成分
原料粒度组成
球团矿化学成分
对比例4:显微镜矿相法检测球团矿总气孔率
实施例4:本发明方法检测球团矿总气孔率
由以上4个实施例可以看出,通过两种检测球团矿总气孔率方法的对比,本发明检测结果更加稳定准确。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种测定球团矿总气孔率的方法,其特征在于:首先将干燥的球团矿试样以每组2~10颗的粒数均匀分成第A组和第B组,然后根据第A组试样测量出试样的真比重ρ0,根据第B组试样测量计算出试样的平均密度ρ2;最后根据球团矿总气孔率公式ε=1-(ρ2/ρ0)计算得到球团矿总气孔率,具体包括以下步骤:
S1、将第A组试样用制样机细磨成-20目占95%以的粉末;
S2、将第A组试样的粉末用比重瓶法测出粉末的真密度ρ0;
S3、将第B组试样在空气中用电子秤称量,得到第B组试样在介质空气中的总质量m1;
S4、然后将第B组试样放入铁矿石的有机酸皂类捕收剂饱和溶液中,浸泡25~35分钟;取出后,用海绵清除第B组试样表面的残留物;
S5、再将第B组试样放入煤油中浸泡10~15秒,取出后,用海绵清除第B组试样表面的残留物;
S6、把金属丝吊篮通过连接线吊在电子秤下的挂钩上,并把金属丝吊篮完全浸入电子秤下盛有蒸馏水的烧杯中,待电子秤示数稳定后清零;
S7、把第B组试样放入金属丝吊篮中,使试样和金属丝完全浸没在水中,待电子秤示数稳定后,得到第B组试样在介质蒸馏水中的总质量m2;
S8、将第B组试样从蒸馏水中取出,并用海绵清除试样表面残留的水分,在空气中用电子秤称量,得到经过上述处理后的第B组试样在介质空气中的总质量m3;
S9、计算第B组试样平均密度ρ2
由V=(m3-m2)/ρwater计算得到第B组试样的总体积V,由ρ2=m1/V计算得到第B组试样平均密度ρ2;
S10、计算球团矿总气孔率
球团矿的总气孔率ε可由下式计算得出:
ε=1-(ρ2/ρ0)。
2.根据权利要求1所述的一种测定球团矿总气孔率的方法,所述的第A组和第B组球团矿试样大小一致,无裂纹。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200117 |
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