CN113466079A - 一种钢渣成分含量检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁行业钢渣检测技术领域，具体公开了一种钢渣成分含量检测方法，包括如下步骤：取样，烘干试样，粗磨；粗磨后筛分，称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m1和m2，然后将筛下物细磨后筛分，称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m3和m4；将粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物视为渣铁，二者含铁量分别为W1和W2；将细磨后的试样筛下物视为含铁渣，其含铁量为W3；根据试样各粒级质量、含铁量及公式计算钢渣实际全铁含量W(TFe)％，并根据公式计算钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO的含量。本发明解决了钢渣无法使用常规制样分析方法进行直接分析的问题，用较为简单的方法间接分析钢渣中各项质量指标。

Description

一种钢渣成分含量检测方法
技术领域
本发明涉及钢铁行业钢渣检测技术领域，特别是涉及一种钢渣成分含量检测方法。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的一种副产品，是冶金工业中产生的废渣。它由生铁中的硅、锰、磷、硫等杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。钢渣含有多种有用成分：金属铁2％～8％，氧化钙40％～60％，氧化镁3％～10％，氧化锰1％～ 8％，故可作为钢铁冶金原料使用。钢渣的矿物组成以硅酸三钙为主，其次是硅酸二钙、RO 相、铁酸二钙和游离氧化钙。钢渣为熟料，是重熔相，熔化温度低。重新熔化时，液相形成早，流动性好。钢渣分为电炉钢渣、平炉钢渣和转炉钢渣3种。
钢渣属于一种“放错了地方的资源”。钢渣的综合利用不但可以消除环境污染，还能够变废为宝创造巨大的经济效益，是可持续发展的有效途径，对国家、对社会都具有十分重要的意义。钢渣作为二次资源综合利用主要有两个途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，还可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料。而对钢渣成分和性能进行深入了解，能为钢渣的开发利用提供更好的理论依据。
钢渣不同于一般含铁矿石，其中含有大量钢、铁颗粒，无法使用常规的制样方法将其破碎至200目以下或制成磨片，再用化学分析方法或光谱方法进行直接分析，且目前国家或行业未有相关的标准检测方法。因此，制定一种钢渣成分含量的检测方法对钢渣的开发利用具有重要的价值和意义。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钢渣成分含量检测方法，用于解决现有技术中钢渣无法使用常规方法直接进行分析的问题，达到准确分析钢渣各项指标的效果。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种钢渣成分含量检测方法，包括如下步骤：
(1)取样，烘干试样；
(2)将烘干的试样进行粗磨，粗磨后筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为 m1和m2(g)，然后将筛下物再进行细磨；
(3)将细磨后的试样进行筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m3和m4(g)，取筛下物进行试样分析；
(4)将粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物视为渣铁，两种渣铁的含铁量分别为 W1(％)和W2(％)；将细磨后的试样筛下物视为含铁渣，其含铁量为W3(％)；
(5)根据试样各粒级质量和含铁量计算钢渣实际全铁含量W(TFe)％，计算公式为：
Figure RE-GDA0003213425010000021
(6)计算钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量时，粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物部分的SiO2、P、S、MgO、CaO视为0，细磨后的试样筛下物部分的SiO2、P、S、 MgO、CaO含量分析结果为W4(％)，钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量的计算公式为：
Figure RE-GDA0003213425010000022
进一步，所述步骤(1)中，干燥温度为100～180℃，干燥时间为20-60分钟。
进一步，所述步骤(1)中，采用二分器将试样缩分至2000±1000g，所述步骤(2)中，采用锥堆四分法将粗磨后的试样筛下物手工缩分至400±50g。
进一步，所述步骤(2)中，将烘干的试样分次投料进行粗磨，每次投料量400-600g，粗磨时间根据试样重量设定，每1000g试样的粗磨时间为0.5-1分钟。
进一步，所述步骤(3)中，将粗磨后的筛下物分次投料进行细磨，细磨时间根据试样重量设定，每100g试样的细磨时间为0.5-1分钟。
进一步，所述步骤(2)中，采用10-16mm筛子对粗磨后的试样进行筛分，所述步骤(3) 中，采用0.2mm筛子对细磨后的试样进行筛分。
进一步，所述步骤(4)中，W1的取值方法为：将粗磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣，分别称量铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W1；W2的取值方法为：将细磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W2；W3的取值方法为：将细磨后的试样筛下物用 X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量W3。
进一步，所述步骤(6)中，将细磨后的试样筛下物用X荧光分析法分别测定SiO2、P、S、MgO、CaO的含量，得到W4。
本发明中，所述X荧光分析法可采用行业内已有的用于测定化学元素成分及其含量的X 荧光分析法，例如GB/T 16597-2019《冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则》；所述化学分析方法可采用行业内已有的用于测定铁含量的化学分析方法，例如GB/T 223.70-2008 《钢铁及合金铁含量的测定铁含量的测定》。
进一步，W1、W2取值范围分别为85-90％、85-90％，优选取平均值88％、88％；W3、 W4根据每批钢渣试样的实际情况测定而得。经多次试验和经验验证后，本发明确定了W1、 W2取值范围分别为85-90％、85-90％，进一步地，在后续的每批钢渣试样成分含量检测过程中，W1、W2的值为确定的值，即平均值88％、88％，而W3、W4不是定值，根据每批钢渣试样的实际情况测定而得。本发明还提供根据如上所述的钢渣成分含量检测方法在钢渣试样分析检测中的应用。
如上所述，本发明的钢渣成分含量检测方法，具有以下有益效果：
本发明的检测原理为：通过物理方法将钢渣试样中含铁量高的钢铁与含铁量低的铁渣进行分离，分别称量记录，并通过熔融试验方法将铁和渣分离，用X荧光分析法或化学分析方法检测铁含量、渣中各成分及其含量，进而通过重量比例计算出钢渣试样的全铁含量W (TFe)％、具体化学成分(SiO2、P、S、MgO、CaO)及其各自的含量。
本发明解决了无法使用常规制样分析方法对钢渣直接进行成分及其含量分析的问题，用较为简单的方法间接分析出了钢渣中各项质量指标，对钢渣的综合开发利用具有重要的价值和意义。
附图说明
图1显示为本发明的钢渣成分含量检测方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种钢渣成分含量检测方法，包括如下步骤：
(1)取样，烘干试样；
(2)将烘干的试样进行粗磨，粗磨后筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为 m1和m2(g)，然后将筛下物再进行细磨；
(3)将细磨后的试样进行筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m3和m4(g)，取筛下物进行试样分析；
(4)将粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物视为渣铁，两种渣铁的含铁量分别为 W1(％)和W2(％)；将细磨后的试样筛下物视为含铁渣，其含铁量为W3(％)；
(5)根据试样各粒级质量和含铁量计算钢渣实际全铁含量W(TFe)％，计算公式为：
Figure RE-GDA0003213425010000041
(6)计算钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量时，粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物部分的SiO2、P、S、MgO、CaO视为0，细磨后的试样筛下物部分的SiO2、P、S、 MgO、CaO含量分析结果为W4(％)，钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量的计算公式为：
Figure RE-GDA0003213425010000042
进一步地，所述步骤(1)中，干燥温度为100～180℃，干燥时间为20-60分钟。
进一步地，所述步骤(1)中，采用二分器将试样缩分至2000±100g，所述步骤(2)中，采用锥堆四分法将粗磨后的试样筛下物手工缩分至400±50g。
进一步地，所述步骤(2)中，将烘干的试样分次投料进行粗磨，每次投料量400-600g，粗磨时间根据试样重量设定，每1000g试样的粗磨时间为0.5-1分钟。
进一步地，所述步骤(3)中，将粗磨后的筛下物分次投料进行细磨，细磨时间根据试样重量设定，每100g试样的细磨时间为0.5-1分钟。
进一步地，所述步骤(2)中，采用10-16mm筛子对粗磨后的试样进行筛分，以下实施例中具体采用的是16mm的筛子；所述步骤(3)中，采用0.2mm筛子对细磨后的试样进行筛分。
进一步地，所述步骤(4)中，W1和W2的取值按熔融试验方法进行测定。
进一步地，所述步骤(4)中，W1的取值方法为：将粗磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣，分别称量铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W1；W2的取值方法为：将细磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W2；W3的取值方法为：将细磨后的试样筛下物用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量W3。
进一步地，所述步骤(6)中，将细磨后的试样筛下物用X荧光分析法分别测定SiO2、P、 S、MgO、CaO的含量，得到W4。
本发明中，所述X荧光分析法可采用行业内已有的用于测定化学元素成分及其含量的X 荧光分析法，例如GB/T16597-2019《冶金产品分析方法X射线荧光光谱法通则》；所述化学分析方法可采用行业内已有的用于测定铁含量的化学分析方法，例如GB/T223.70-2008 《钢铁及合金铁含量的测定铁含量的测定》。
进一步地，经多次试验和经验验证后，本发明确定了W1、W2取值范围分别为85-90％、 85-90％，更进一步地，在后续的每批钢渣试样成分含量检测过程中，W1、W2的值为确定的值，即平均值88％、88％，而W3、W4不是定值，根据每批钢渣试样的实际情况测定而得。
本发明提供的钢渣成分含量检测方法为申请人自主研发制定的，目前已全面应用于重庆钢铁制造管理部(技术中心)检测中心钢渣试样的分析检测工作中。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
如图1所示，本实施例的钢渣成分含量检测方法为：
1.样品制样
1.1将试样充分掺和均匀，采用二分器将试样缩分至2000±100g。
1.2将缩分后的试样到入烘样盘中，置于升温150℃的烘箱中烘烤40分钟。
1.3将烘干的试样分3-5次全部放入振荡式粉碎机中进行粗粉，粉磨时应将击环取出，每次粉磨时间为40秒左右。
1.4用16mm筛子对粗粉后的全部试样进行筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量m1、 m2(g)。
1.5将筛下物充分掺和均匀，采用锥堆四分法进行手工缩分至400±50克，分两次将试样全部放入粉碎机中进行细粉，每次粉磨时间为3分钟。
1.6用0.2mm筛子对细磨后的全部试样进行筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量m3、 m4(g)。小于0.2mm试样(即细磨后的筛下物)分析Tfe、SiO2、P、S、MgO、CaO等。
2.检测结果计算
2.1将无法粉磨至0.2mm以下的部分试样视为渣铁，大于16mm渣铁含铁量为W1(％)，0.2～16mm渣铁含铁量为W2(％)。W1、W2的值按熔融试验方法进行测定，W1、W2均取值为88％。
2.2小于0.2mm试样视为含铁渣，其含铁量分析结果为W3(％)，根据每批钢渣试样的实际情况测定而得。
2.3钢渣实际全铁含量W(Fe)％根据试样各粒级质量和铁含量按以下公式进行计算：
Figure RE-GDA0003213425010000061
2.40.2mm以上部分试样的SiO2、P、S、MgO、CaO含量极低，在计算钢渣中SiO2、P、 S、MgO、CaO含量时0.2mm以上部分试样的SiO2、P、S、MgO、CaO视为0。0.2mm以下部分试样的SiO2、P、S、MgO、CaO含量分析结果为W4(％)，根据每批钢渣试样的实际情况测定而得。钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量按以下公式进行计算。
Figure RE-GDA0003213425010000062
采用上述方法对钢渣试样1、2、3的成分含量进行测定，结果如表1、表2和表3所示。
表1试样重量数据
项目 m<sub>1</sub>/g m<sub>2</sub>/g m<sub>3</sub>/g m<sub>4</sub>/g
试样1 480 3620 160 240
试样2 700 3300 150 210
试样3 540 3480 160 280
表2试样分析数据
Figure RE-GDA0003213425010000063
表3试样成分含量结果数据
Figure RE-GDA0003213425010000064
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种钢渣成分含量检测方法，其特征在于，包括：
(1)取样，烘干试样；
(2)将烘干的试样进行粗磨，粗磨后筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m1和m2(g)，然后将筛下物再进行细磨；
(3)将细磨后的试样进行筛分，准确称量筛上物和筛下物的质量，分别记为m3和m4(g)，取筛下物进行试样分析；
(4)将粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物视为渣铁，两种渣铁的含铁量分别为W1(％)和W2(％)；将细磨后的试样筛下物视为含铁渣，其含铁量为W3(％)；
(5)根据试样各粒级质量和含铁量计算钢渣实际全铁含量W(TFe)％，计算公式为：
Figure RE-FDA0003213415000000011
(6)计算钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量时，粗磨后的试样筛上物和细磨后的试样筛上物部分的SiO2、P、S、MgO、CaO视为0，细磨后的试样筛下物部分的SiO2、P、S、MgO、CaO含量分析结果为W4(％)，钢渣中SiO2、P、S、MgO、CaO含量的计算公式为：
Figure RE-FDA0003213415000000012
2.根据权利要求1所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，干燥温度为100～180℃，干燥时间为20-60分钟。
3.根据权利要求2所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(1)中，采用二分器将试样缩分至2000±100g，所述步骤(2)中，采用锥堆四分法将粗磨后的试样筛下物手工缩分至400±50g。
4.根据权利要求2所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将烘干的试样分次投料进行粗磨，每次投料量400-600g，粗磨时间根据试样重量设定，每1000g试样的粗磨时间为0.5-1分钟；
和/或，所述步骤(3)中，将粗磨后的筛下物分次投料进行细磨，细磨时间根据试样重量设定，每100g试样的细磨时间为0.5-1分钟。
5.根据权利要求1所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中，采用10-16mm筛子对粗磨后的试样进行筛分，所述步骤(3)中，采用0.2mm筛子对细磨后的试样进行筛分。
6.根据权利要求1所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，W1的取值方法为：将粗磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣，分别称量铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W1；W2的取值方法为：将细磨后的试样筛上物加热融化，分离铁和渣的重量，其中渣的含铁量视为0，然后用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量，从而计算出含铁量W2；W3的取值方法为：将细磨后的试样筛下物用X荧光分析法或化学分析方法测定铁水的铁含量W3。
7.根据权利要求1所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(6)中，将细磨后的试样筛下物用X荧光分析法分别测定SiO2、P、S、MgO、CaO的含量，得到W4。
8.根据权利要求6所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：W1、W2取值范围分别为85-90％、85-90％。
9.根据权利要求8所述的钢渣成分含量检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中，W1、W2分别去平均值88％、88％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的钢渣成分含量检测方法在钢渣试样分析检测中的应用。
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