[發明專利]一種鐵礦石高溫軟熔特性分析方法

無效

• 申請號: 201110206182.4
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102890098A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 齊偉;李咸偉;沈紅標;朱亞平
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/02
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所 31230
• 代理人: 劉立平

技術領域

本發明屬于鋼鐵冶金燒結工藝，具體地，涉及一種鐵礦石高溫軟熔特性分析方法。

背景技術

鐵礦石的高溫軟熔特性是衡量鐵礦石在高溫環境下形成液相難易程度的重要指標，也是考察粘附粉形成液相能力以及粗顆粒與液相反應能力高低的指標，如鐵礦石軟熔起始溫度低，表明鐵礦石本身或者鐵礦石在熔劑作用下形成液相容易，所形成的低熔點物質也多，從而有利于提高燒結礦強度。

鐵礦石高溫軟熔特性包括鐵礦石軟熔起始溫度、軟熔終止溫度及軟熔溫度區間(即軟熔終止溫度與軟熔起始溫度之差)，除了衡量鐵礦石軟熔難易程度的溫度參數外，該特性還包括鐵礦石軟熔過程中生成液相量的多少，以及液相量與鐵礦石成分的關系等。

現有的考察鐵礦石軟熔特性的試驗方法主要是參照煤灰軟熔溫度國家標準(GB/T219-1996)的方法(以下簡稱“三角錐法”)，即將鐵礦石破碎、磨細制成粉狀，然后做成三角錐，將三角錐慢慢推入灰熔點測定爐，爐子在設定的升溫程序下運行，通過攝像頭觀察鐵礦粉三角錐的軟熔狀況，根據其軟化過程中三角錐形狀及幾何參數的變化，定義鐵礦粉軟熔特性溫度，包括變形溫度DT、軟化溫度ST、半球溫度HT和流動溫度FT。三角錐的軟熔過程如附圖1所示，三角錐軟熔特性溫度的定義及說明見表1。

表1三角錐軟熔特性溫度的定義及說明

目前國內亦有采用類似測定方法的專利：

申請(專利)號：200910307772.9，專利名稱：一種燒結鐵礦石液相生成特性的檢測方法。該發明提供一種燒結鐵礦石液相生成特性的檢測方法，該發明根據物料變形與液相生成存在密切關系這一原理提出了采用錐形法檢測鐵礦石液相生成特性。液相生成特性包括液相形成的溫度、速度和數量，液相形成的特征溫度具體表現為液相開始生成溫度Ts、液相完全生成溫度Te和液相自由流動溫度Tf，特征溫度根據攝像頭拍下的錐形變化特征由圖像處理軟件自動識別獲得。液相生成平均速度用公式v＝1000/(Te-Ts)計算得到；液相生成量是以1280℃下錐形面積相比1000℃下錐形面積的收縮比例來表征。該法具有檢測速度快、測量方法簡單、檢測結果準確的特點，并能與燒結礦產量指標建立起對應的關系。

其中，Ts為三角錐尖端開始變圓或彎曲時對應的溫度(即表1中對應的DT)；Te指三角錐椎體彎曲至錐尖觸及托板時或椎體收縮成冠球形時對應的溫度(即表1中對應的ST)；Tf是指三角錐融化成一體或展開成高度在1.5mm以下薄層時的溫度(即表1中對應的FT)。且該方法主要適用在鐵礦石的燒結工藝流程中。

該方法雖具有試驗方法較簡便、試驗設備簡單的優點，但從技術上講，該方法存在以下“固有的”劣勢：

其一，三角錐的軟熔特征溫度(即DT、ST、HT和FT)是由其自身軟熔變形程度決定的，而變形程度又直接由加熱過程中生成的液相量所決定，而在鐵礦石加熱過程中(此時的鐵礦石并未經過燒結工藝處理)，鐵礦石能夠生成的液相量是十分有限的。其原因有兩方面因素影響：一方面，占鐵礦石絕大部分的Fe₂O₃在加熱過程液相的生成溫度很高且生成的液相量很少，由Fe-O系狀態圖可知，此體系(Fe₂O₃對應成分)液相的生成溫度為1583℃，而溫度高達1600℃時，液相占整個體系的質量百分比只有17％左右；另一方面，鐵礦石中能生成低熔點物質的脈石(脈石自身形成低熔點物質，或是脈石與Fe₂O₃或FeO反應生成低熔點物質)成分的絕對含量不高(一般來說澳洲鐵礦石中SiO₂含量不超過6％，而Al₂O₃含量不超過3％，巴西礦中的SiO₂、Al₂O₃含量更低，且礦石中CaO和MgO含量極微量)，導致礦石在加熱過程中生成的液相的絕對量不多。

以上兩方面因素使得采用“三角錐法”檢測鐵礦石軟熔特性時，由于在加熱過程中無法產生足夠的液相量，故而三角錐無法軟化到高度等于底長的一半的程度(即得到半球溫度HT)，更無法熔化成液體或展開成高度在1.5mm以下的薄層甚至接近消失(即得到流動溫度FT)，所以采用該方法只能測得鐵礦石的變形溫度DT，可能測得鐵礦石的軟化溫度ST(目前尚未見文獻報道)，而根本無法得到鐵礦石的半球溫度HT及流動溫度FT。

其二，該方法無法定量的度量鐵礦石軟熔過程中生成液相量的多少，進而也就無法分析生成的液相量與鐵礦石成分的關系。