[發(fā)明專利]一種鐵礦燒結混合料適宜制粒水分的快速檢測方法

有效

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• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN101974680A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 范曉慧;甘敏;陳許玲;姜濤;李光輝;袁禮順;郭宇峰;楊永斌;張元波;李騫;許斌;黃柱成;白國華;李文琦;謝路奔;王強;胡林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B1/24
• 分類號: C22B1/24;G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發(fā)明屬于煉鐵原料制備的造塊技術領域，涉及鐵礦燒結過程中混合料適宜制粒水分的檢測方法。?

技術背景

燒結是目前國內外鋼鐵企業(yè)最廣泛采用的含鐵原料造塊方法。燒結是在下部風箱強制抽風的作用下，料層內燃料燃燒使混合料在高溫作用下發(fā)生局部熔化而固結成燒結礦。因此，燒結過程必須向料層供風使燃料燃燒，而氣體在燒結料層內的流動狀況關系到燒結過程的傳熱、傳質和物理化學反應，因而影響燒結礦的產質量及能耗。一般在燒結前的原料準備過程中，將混合料預先制粒，目的是減少混合料中細粒級顆粒的含量，減小氣體通過燒結料層的阻力，提高燒結的效率。因此，混合制粒是燒結混合料準備過程中的最主要工序。?

制粒是混合料在水分的作用下細顆粒粘附在粗顆粒上或者細顆粒之間相互聚集而長大成更大的顆粒的過程，水分在制粒過程中形成橋液而起著重要的粘結作用。如果混合料中水分不足，則顆粒間的粘結力不夠，造成物料難以成球，導致料層中細粒級含量高、透氣性差，降低燒結礦產量；而水分含量太高則小球結構發(fā)生變形和兼并，使得料層孔隙率下降而導致氣體通過阻力增加，并且燒結過程的水蒸氣在下層物料冷凝的現(xiàn)象會加劇料層透氣性惡化，使得燒結礦產、質量降低，同時水分蒸發(fā)消耗更多的熱量使得燒結能耗高。因此，混合料水分含量影響著制粒的效果，保證混合料具有適宜的水分是制粒的關鍵。?

目前，傳統(tǒng)的適宜制粒水分檢測方法，主要是通過制粒試驗來確定，但大多燒結廠由于原料供應緊張，其原料結構變化頻繁，這種工作量大、試驗周期長的方法不利于快速適應原料的變化。也有研究者通過鐵礦石的物化性能預測適宜制粒水分，Jasbir?Khosa等人采用7種礦的正交試驗數(shù)據(jù)建立了以-1mm顆粒的SiO₂，LOI和Al₂O₃含量，以及-0.15mm和中間粒度(0.1～1mm)比例為變量的適宜制粒水分經驗模型，但該模型未能考慮鐵礦石中不同形態(tài)存在的SiO₂、Al₂O₃對適宜制粒水分的影響，且只是針對鐵礦石的物化性能進行預測，忽略了燒結混合料中熔劑、焦粉、返礦的影響，而對鐵礦石配礦的預測沒有進行試驗驗證，因而不具?有普遍的推廣價值。因此，開發(fā)一種能夠準確、快速、簡便檢測適宜制粒水分的技術具有十分重要的意義。?

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種檢測鐵礦燒結混合料適宜制粒水分的方法，該方法具有準確、快速、簡便的特點。?

本發(fā)明的技術解決方案如下：?

一種鐵礦燒結混合料適宜制粒水分的檢測方法，其特征在于，通過檢測混合料中粘附粉顆粒含量、核顆粒的內孔持水量和粘附粉顆粒的飽和持水量，計算制粒所需的適宜水分。具體包括試樣準備、粒度分級、核顆粒內孔持水量檢測、粘附粉飽和持水量檢測及適宜水分計算等5個步驟。?

所述的試樣準備的具體步驟為：將礦石、熔劑、焦粉和返礦按干基配料法配成500～1000g混合料，其中熔劑包括石灰石、白云石、生石灰、蛇紋石中的一種或多種，要求配料前將生石灰充分消化，混合料充分混勻后加水將濕度控制為10-20％。?

所述的粒度分級，是將混合料水洗篩分成核顆粒和粘附粉顆粒兩種粒級，其中核顆粒的顆粒直徑大于0.25～1.0mm，粘附粉顆粒的粒度小于核顆粒的粒度，水篩的介質為飽和石灰水，粒度分級后干燥稱重獲得粘附粉顆粒占混合料總質量的百分含量X_a。?

所述的核顆粒內孔持水量檢測所用的方法為離心法，具體是將混合料粒度分級后的核顆粒浸泡2～3h后，取30～50g核顆粒試樣在相對離心力RCF值為200×g～300×g的作用下脫水4～6min，檢測離心操作后試樣中剩余水分即為核顆粒粒級持水量W_cw；所述的剩余水分為質量百分比。?

所述的粘附粉飽和持水量檢測所用的方法為飽和吸水法，具體是將干燥的、自然堆積在試管中的粘附粉顆粒試樣吸水至飽和，檢測吸水飽和后的試樣中吸水量占粘附粉顆粒試樣吸水后的總質量百分比即為粘附粉顆粒的飽和持水量W_aw。?

所述的適宜制粒水分W的計算公式為：W＝(1-X_a)·W_cw+0.72X_a·W_aw，其中X_a為混合料中粘附粉的百分含量，W_cw為核顆粒的內孔持水量，W_aw為粘附粉顆粒的飽和持水量。?