一种铁矿烧结过程液相生成特性的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种铁矿烧结过程液相生成特性的测量方法，包括如下步骤：矿粉筛分、细磨；试样与熔剂混合；测量装置温度校准；加样；模拟烧结气氛变化和升温速度进行快速高温烧结；采用图像分析软件ImageProPlus分析测量试样在烧结过程的面积变化；获得铁矿粉烧结过程液相初始生成温度T

【技术实现步骤摘要】
一种铁矿烧结过程液相生成特性的测量方法
本专利技术属于高炉炼铁中的烧结
，尤其涉及一种铁矿烧结过程液相生成特性的测量方法。
技术介绍
我国钢铁生产工业发展势头迅猛，钢铁产量已超过10亿吨/年，目前高炉炼铁原料有70％以上依靠烧结工序提供，稳定优质的烧结矿为高炉顺行和提高炼铁效率提供了保证。然而，原料的波动使得烧结生产难以平稳运行，优化配矿方案是解决原料波动的一个有效手段。时至今日，优化配矿研究已经改变了以往只参照化学成分、粒度组成、制粒性能等常温特性对铁矿石烧结性能进行评价的方式，更多的考虑铁矿粉在高温下的烧结行为特性。为了实现科学合理的配矿研究，需要对铁矿的基础烧结特性进行研究，而铁矿烧结过程的液相生成特性便是其中之一。目前相关的测试方法主要有以下几种：方法一：将矿粉磨细后根据其化学成分配入熔剂，使团块碱度达到2.0，混合均匀后压制成直径3mm高度3mm的圆柱体，用样品架推入管炉，在空气气氛中以10℃/min的升温速度进行焙烧；用摄像机记录并测量样品高度变化量，得到样品收缩量与温度特征关系以及液相生成特征温度T10％、T50％、T90％。该方法采用定碱度的方法进行配料，未考虑烧结过程各种铁矿与熔剂接触到的概率相同，并且未考虑气氛对液相生成的影响、升温速度过慢，与烧结实际不合，对实际烧结配矿的指导意义有限。方法二：将铁矿细磨至-200目后与一定比例消石灰混合压制成三角锥，在空气气氛中以10±2℃/min的升温速度在管炉中进行焙烧，采用摄像机记录并测量升温过程三角锥外形的变化情况来获取铁矿石液相生成特性，得到液相开始生成温度Ts、液相完全生成温度Te和液相自由流动温度Tf以及1280℃下液相生成量S。该方法也未考虑气氛和铁矿粒度对液相生成的影响，并且升温速度过慢，与实际烧结不符，测试结果对指导实际烧结配矿意义不大。方法三：将铁矿粉破碎至-100目，配入固定比例CaO纯试剂，混合30分钟使之均匀，取0.8g混好样品在15MPa的压力下保压2分钟，压制成直径8mm的圆柱形团块；将管炉升温至1280℃，将样品放在刚玉片上缓慢送入，在样品600℃以下时通入3L/min的空气，600℃以上切换为3L/min的氮气，采用热电偶测量样品温度和CCD相机记录样品高度变化；分析所测温度和图像得到样品的熔融曲线和样品慢速收缩温度区间范围TR、安全液相生成量SR、1250℃后慢速收缩温度区间ΔTH-1250。这种测试方法考虑了烧结气氛对液相生成特性的影响，但样品升温曲线受到样品本身性质影响，每次测试温度制度均不一致；且样品过大，影响传热、传质过程的进行，样品内外温度不一致对液相生成的影响未被考虑。综上，目前相关研究方法均具有一定的不足之处，特别是个别方法脱离实际烧结过程条件，其测量结果和评价体系对实际烧结的指导意义存在争议。因此，专利技术一种全新的、科学的、更加符合实际烧结过程条件的液相生成特性的测量方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在突破现有测定方法难以完全模拟实际烧结气氛、传热、传质条件等难题，提供一种贴合实际烧结过程条件、测量结果准确的铁矿烧结过程液相生成特性的测定方法。为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，包括如下步骤：矿粉筛分、细磨：筛选出-0.5mm部分矿粉，并细磨至-200目；配料混匀：将细矿粉与熔剂、酒精混合均匀；温度校准：铂铑丝安装好并进行温度校准；加料：将混合均匀的物料加至铂铑丝间的狭缝中；模拟烧结：根据设定好的升温制度和气氛控制制度对物料进行烧结模拟，并观察记录图像；图像分析：利用ImageProPlus软件处理图片，得到液相开始生成温度、液相开始自由流动温度、液相结束自由流动温度、液相自由流动温度区间、液相完全生成温度和液相生成特征曲线。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，熔剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的至少一种，配入量以CaO含量计外配10～40wt％。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，按每10g细矿粉配取0.8-1.2mL酒精的比例，配入酒精。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，铂铑丝为B型热电偶丝，直径为0.3～1.0毫米，可以同时进行加热和测温。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，采用硫酸钾纯物质进行温度校准。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，所采用测试设备为高温原位热分析仪，设备升温速率为0～160℃/s。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，升温制度与烧结过程相同，低温时控制气氛为10～16v％O2，6～12v％CO2，78v％N2；高温时控制气氛为0～4v％O2，18～22v％CO2，78v％N2；所述低温的温度小于1000℃；所述高温的温度大于1000℃。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，升温时，在100℃以下采用的升温速率为0.5-2℃/s、在100℃～1000℃采用的升温速率为5-20℃/s、在1000℃以上1200℃采用的升温速率为1-3℃/s；在1200℃～测试的最高温度采用的升温速率为0.5-3℃/s。本专利技术采用上述升温制度，是为了确保获得的数据尽可能的贴近于工业生产。作为优选方案；本专利技术一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，利用ImageProPlus软件处理图片，根据物料所在区域的颜色变化和面积变化对烧结过程液相生成特性进行判断；当图像显示有熔体生成时，该温度即为液相开始生成温度Ti，当熔体开始快速流动时的温度即液相开始自由流动温度Tfs，当熔体结束快速流动时的温度液相结束自由流动温度Tfe，液相自由流动温度区间为液相结束自由流动温度与液相开始自由流动温度的差值ΔTf，当熔体面积不再变化时为液相完全生成温度Te，试样面积的变化率与温度的关系即为液相生成特征曲线L-T曲线。在本专利技术中；熔体开始快速流是指熔体面积的收缩速率大于3％/10℃。与其他同类方法相比，本方法在温度、气氛控制上均更加贴合实际烧结过程，所得到的结果更加契合实际烧结过程铁矿的液相生成特性。附图说明图1为测试设备示意图；图2为试样的摄像机摄像角度视图；图3为测试过程升温和气氛制度；图4为测试过程的典型照片；图5为液相生成特征曲线结果实例。图6为本专利技术的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1、图2，本专利技术利用原位热分析仪实现铁矿粉烧结过程液相生成能力测定，该设备包括主控电脑1、温度、摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：/n矿粉筛分、细磨：筛选出-0.5mm部分矿粉，并细磨至-200目；/n配料混匀：将细矿粉与熔剂、酒精混合均匀；/n温度校准：安装好铂铑丝并进行温度校准；/n加料：将混合均匀的物料加至铂铑丝间的狭缝中；/n模拟烧结：根据设定好的升温制度和气氛控制制度对物料进行烧结模拟，并观察记录图像；/n图像分析：利用Image Pro Plus软件处理图片，得到液相开始生成温度、液相开始自由流动温度、液相结束自由流动温度、液相自由流动温度区间、液相完全生成温度和液相生成特征曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁矿烧结过程液相生成能力的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
矿粉筛分、细磨：筛选出-0.5mm部分矿粉，并细磨至-200目；
配料混匀：将细矿粉与熔剂、酒精混合均匀；
温度校准：安装好铂铑丝并进行温度校准；
加料：将混合均匀的物料加至铂铑丝间的狭缝中；
模拟烧结：根据设定好的升温制度和气氛控制制度对物料进行烧结模拟，并观察记录图像；
图像分析：利用ImageProPlus软件处理图片，得到液相开始生成温度、液相开始自由流动温度、液相结束自由流动温度、液相自由流动温度区间、液相完全生成温度和液相生成特征曲线。


2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：熔剂选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的至少一种，配入量以CaO含量计外配10～40wt％。


3.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：按每10g细矿粉配取0.8-1.2mL酒精的比例，配入酒精。


4.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：铂铑丝为B型热电偶丝，直径为0.3～1.0毫米，可以同时进行加热和测温。


5.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：采用硫酸钾纯物质进行温度校准。


6.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于：所采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶明军，李光辉，姜涛，刘会波，钟强，张鑫，罗骏，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43