[發明專利]一種燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為的測定方法

在審

• 申請號: 202011073330.5
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112304944A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 翟曉波;王剛;吳開基;何茂成;李牧明
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N1/28;G01N1/32;G01N1/38;G01N1/44
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為的測定方法，屬于鐵礦粉燒結技術領域。該方法包括：1)化學合成鐵酸鈣混合體；2)制備鐵酸鈣混合體的柱體；3)制備核礦石柱體；4)制備燒結偶；5)測定核礦石溶解條件下高溫熔體的流動面積；6)金相制樣；7)測定核礦石在高溫熔體中的溶解指數。本發明測定結果可用以準確評價不同核礦石溶解下高溫熔體的“有效黏結范圍”和核礦石向熔體中的“溶解能力”，為燒結優化配礦和燒結礦固結強度的改善提供更加科學的技術依據。

技術領域

本發明屬于鐵礦粉燒結技術領域，涉及一種燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為的測定方法。

背景技術

隨著鋼鐵工業的高質量發展，優質鐵礦粉資源逐漸枯竭，現有鐵礦粉資源呈現出劣化的趨勢，即高SiO₂含量、高Al₂O₃含量、高燒損。這些特點會對燒結生產的產質量指標產生不同程度的負面影響。此外，隨著高爐精料和大型化發展，作為國內高爐煉鐵的最主要含鐵原料，高質量燒結礦成為追求的目標。因此，燒結礦質量的維持和改善成為煉鐵工作者迫切關注的課題。

高溫熔體固結是鐵礦粉燒結過程中占主導地位的固結方式。在燒結料進入燒結臺車之前，鐵礦粉、熔劑、焦粉等顆粒，在水分作用下制粒形成具有一定冷強度的準顆粒。絕大部分準顆粒的核心為粒度較大的鐵礦石顆粒，粒徑一般大于1.0mm；準顆粒的包裹層為粒度較小的鐵礦粉和熔劑顆粒，粒徑一般小于0.5mm。處于包裹層中的鐵礦粉和熔劑細顆粒，構成了黏附粉。處于核心的鐵礦粉粗顆粒被稱為核礦石。

在燒結臺車點火之后，隨著焦粉燃燒放熱，燒結料層內溫度快速上升，進而觸發了黏附粉層中固相反應的發生。隨著溫度的進一步升高，固相反應產生的低熔點礦物開始熔化，形成液相。黏附粉內的未熔固相，隨著溫度持續升高，完全或部分溶解進入液相。當溫度達到最高，液相中仍然可能存在未熔固相，這些固相與液相構成了具有一定流動性的高溫熔體。高溫熔體與鄰近的核礦石發生反應，提升了高溫熔體的黏度，降低了高溫熔體的流動能力。準顆粒發生上述物理化學反應，核礦石被高溫熔體固結起來，冷卻后形成具有一定強度和還原性的燒結礦。因此，高溫熔體的流動行為對燒結礦的固結強度有重要影響。

現有的燒結過程中高溫熔體行為研究，主要集中于以下三個方面：其一是，在固定堿度的條件下，單種鐵礦粉高溫燒結后形成熔體的流動行為；其二是，CaO–Fe₂O₃系(26％或20％CaO)高溫熔體于脈石礦物(SiO₂、Al₂O₃或MgO)和鐵礦粉表面上的流動行為；其三是，單種鐵礦粉高溫燒結后形成熔體于返礦表面上的流動行為。然而，一方面，高溫熔體與核礦石不可避免地發生化學反應，使得高溫熔體的性質發生變化，故僅僅研究單種鐵礦粉形成高溫熔體的流動行為是不足的；另一方面，由于高溫熔體自身重力的存在使得其向脈石礦物或鐵礦粉內部滲透，干擾了其于脈石礦物或鐵礦粉表面的流動行為。此外，返礦占燒結料質量的比例低于30％，燒結料上燒結臺車前絕大部分是未高溫燒結的生料，故返礦作為核礦石并不具有代表性。

因此，準確地測定燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為，對于鐵礦粉燒結優化配礦和燒結礦固結強度改善具有十分重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為的測定方法。主要解決現有燒結高溫熔體行為的測定偏離實際燒結生產、方法具有局限性的技術問題，從而為鐵礦粉燒結優化配礦提供新的研究思路和理論依據。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種燒結過程中核礦石溶解條件下高溫熔體行為的測定方法，該方法包括以下步驟：