[發明專利]一種鐵礦粉同化特性的測量方法

在審

• 申請號: 201410603085.2
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104330435A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 孫海寧;張建良;崔金麗;楊林;劉征建;李宏飛;徐圣;呼建軍
• 申請（專利權）人: 天津鋼鐵集團有限公司
• 主分類號: G01N25/04
• 分類號: G01N25/04
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于鐵礦粉特性測量領域，特別提供一種鐵礦粉同化特性的測量方法。

背景技術

高堿度燒結礦因其優良的冶金性能而得到廣泛應用，其主要礦物復合鐵酸鈣的形成，始于CaO和Fe₂O₃的物理化學反應。另外，燒結過程中的液相生成也是始于CaO與鐵礦粉的固相反應生成的低熔點化合物。因此，鐵礦粉與CaO的反應能力，也就是鐵礦粉的同化特性成為考察鐵礦粉燒結高溫基礎特性非常重要的指標。

鐵礦粉的同化特性是指鐵礦粉在燒結過程中與CaO的反應能力，它表征鐵礦粉在燒結過程中生成液相的難易程度。如果鐵礦粉與CaO的同化能力過弱，則在正常的燒結溫度和燒結時間下，由于產生的液相數量少，不利于燒結混合料的熔化黏結，從而影響燒結礦的固結強度；同時，由于高堿度燒結礦配入較多的CaO，若鐵礦粉的同化能力弱，就有可能因為反應不完全而出現CaO殘余物(俗稱白點)，它遇水后形成Ca(OH)₂，導致燒結礦強度降低。對于非均質燒結礦而言，基于對燒結礦的固結和燒結料層透氣性的考慮，并不希望作為核礦石的粗粒礦石過分熔化，以避免起固結骨架作用的核礦石減少以及燒結料層透氣性惡化而影響燒結礦的質量和產量。因此，要求鐵礦石的同化特性要適宜。

目前國內外對于鐵礦粉的同化特性的測定并沒有統一的方法，且以往測定鐵礦粉同化特性的方法存在著實驗工作量大、檢測過程復雜等缺點。對于鐵礦粉同化特性的研究主要有以下幾種方法：

(1)北京科技大學吳勝利等的同化性檢測方法，其是將磨細的鐵礦粉和分析純CaO試劑在一定壓力下分別制成直徑為8mm的鐵礦粉小餅和直徑為25mm的CaO小餅，然后將鐵礦粉小餅試樣與CaO小餅試樣上，放進一種微型燒結裝置中按照一定升溫制度對試樣進行加熱，判斷鐵礦粉同化特性的方法是以鐵礦粉小餅與CaO小餅接觸面上生成略大于鐵礦粉小餅一圈的化合物為同化特征，以達到此同化特征的溫度為鐵礦粉的最低同化溫度，并以此評價鐵礦粉同化特性的優劣。該方法只能檢測最低同化溫度這一種指標，不能真實反映鐵礦粉與CaO反應生成液相生成速度及液相量；并且實驗中必須嘗試不同溫度的試驗，通過若干次試驗后才能判斷其最低同化溫度；并且判斷同化特征為肉眼觀察，人為操作因素不可避免。

(2)武漢鋼鐵(集團)公司提出了《鐵礦粉同化性測試方法及其裝置》(專利號：CN201310456355.7)，該方法包括以下步驟：首先將鐵礦粉和石灰進行焙燒，模擬燒結過程；然后測出同化的石灰量；最后用同化的石灰量與鐵礦粉同化面積之間的比值來獲得鐵礦粉的同化量數據，以表征鐵礦粉的同化性。該方法的缺點是未反應的石灰量和反應生成物的厚度測量不宜測量，實驗方法較為復雜。

(3)首鋼總公司提出了《一種燒結過程中鐵礦粉同化程度的測量方法》(專利號：CN201110182115.3)，將CaO試劑和鐵礦粉分別通過第一制樣設備，分別制成-100目，然后分別在混樣器中混合5-10分鐘；將CaO試劑和鐵礦粉分別在第二制樣設備中制成Φ15mm*5mm和Φ8mm*5mm的圓柱體小餅；然后將鐵礦粉小餅放置于CaO試劑小餅正中間，二者放入燒結基礎特性設備中進行模擬燒結測試試驗；使用面積分析儀測試同化后試樣小餅的同化區域的垂直投影面積；用同化區域的面積除以鐵礦粉小餅初始面積，得到鐵礦粉在該溫度下的同化程度指數；然后，在900變化到1400℃的燒結溫度下，測試得到鐵礦粉的同化程度，繪制出同化程度指數-溫度曲線。該方法中的同化程度指數并不能真實反應鐵礦粉同化特性，因為不同鐵礦粉與CaO的反應機理不盡相同，同化區域面積小的鐵礦粉，其同化性不一定小。