一种测定铁矿粉同化性能的方法技术

一种测定铁矿粉同化性能的方法，属于冶金物化性能测定技术领域。该方法用同化反应参数M来表征铁矿粉的同化性能，具体步骤为将铁矿粉、CaO试剂分别研磨至≤100目，将铁矿粉压制成直径8mm的圆柱状，CaO试剂压制成直径20～22mm垫片；将铁矿粉置于CaO试剂上，在200

【技术实现步骤摘要】
一种测定铁矿粉同化性能的方法


[0001]本专利技术属于冶金物化性能测定
，具体涉及一种测定铁矿粉同化性能的方法。

技术介绍

[0002]铁矿粉的同化性能是指铁矿粉中的铁氧化物在高温条件下与CaO的反应能力，反映了其在烧结过程中生成液相的难易程度，是衡量铁矿粉烧结性能的重要指标之一。
[0003]国外学者在上世纪80年代开始了铁矿粉同化性能的研究，本世纪初国内学者也开始了相关研究工作。北京科技大学吴胜利教授等采用“最低同化温度”这一指标来表征铁矿粉的同化性能，此方法只考虑了同化过程的始末状态，而未考虑同化的过程参数，因此准确性较差。东北大学沈峰满教授等采用可视卧式高温炉，通过监控摄像连续观察混合一定比例CaO的铁矿粉在相界面形成液相的同化反应过程，给出了形成液相的同化反应温度和同化反应时间两个参数来描述铁矿粉与CaO的同化反应特性，而该方法可有效提高同化性能数据测定的准确性，但是，此方法存在因设备升温制度造成的温度场不稳定导致的试验误差。
[0004]铁矿粉与CaO的同化反应不仅要考虑同化反应温度，还要考虑同化反应速度。不同铁矿粉达到完全同化反应的时间也不同，不同铁矿粉即使开始同化反应的温度相同，而同化反应时间也可能不同。同时，同化过程中升温速度过快产生的热滞后现象越严重。温度对同化反应速度影响较大，为反映温度对同化反应速度的影响，需要建立温度与反应速度的关系。以生产现场的烧结温度为标准，对不同铁矿粉的自身同化反应速度进行修正，又定义了既考虑同化反应的起始温度和结束温度、升温速度对同化反应速度的影响，并兼顾实际生产中烧结温度的同化反应参数。因此，需要采用科学方法，建立全面表征铁矿粉在高温下与CaO发生同化反应过程的参数，提高同化性能数据测定的准确性，避免因热滞后现象所造成的误差。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种测定铁矿粉同化性能的方法，该方法可有效避免因热滞后现象所造成的误差，提高同化性能数据测定的准确性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种测定铁矿粉同化性能的方法，用同化反应参数M来表征铁矿粉的同化性能，计算公式为：M=(T/1000)
·
H
· η；其中，T=(T
D1
+T
D2
)/2，η=(S2‑
S1)/S1；式中，M为同化反应参数，为无量纲；T为平均同化反应温度，单位
o
C；T
D1
为同化反应开始时的温度值，单位
o
C；T
D2
为同化反应结束时的温度值，单位
o
C；
H为温度由T
D1
上升至T
D2
过程中的升温速率，单位
o
C/s；η为面积增长率，单位%；S1为T
D1
时铁矿粉试样的截面积，单位mm2；S2为温度为T
D2
时铁矿粉与CaO试剂界面上生成的铁酸钙系液相面积，单位mm2；所述方法包括如下步骤：（1）将铁矿粉、分析纯CaO试剂分别研磨成粒度≤100目的粉状，并将铁矿粉压制成直径8mm的圆柱状，CaO试剂压制成直径20～22mm垫片；（2）将圆柱状铁矿粉置于CaO试剂垫片上，并置于高温炉内焙烧，先在200
o
C保温后快速升温至800
o
C后恒温，之后再快速升温至1200
o
C恒温，再以3～10
o
C/min 的速度升温至同化反应结束；（3）在焙烧过程中，确定T
D1
、S1、T
D2
、S2，并据此计算同化反应参数M的数值。
[0007]所述步骤（1），铁矿粉和CaO试剂的重量分别为0.8g、2.0g；压制压力为10MPa，并在此压力下保压2min。
[0008]所述步骤（2），高温炉内焙烧的具体操作为：先在200
o
C保温2min后以5
o
C/min的速度快速升温至800
o
C后恒温2min，之后再以4
o
C/min的速度快速升温至1200
o
C恒温2min，再以3～10
o
C/min的速度升温至同化反应结束。
[0009]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术表征铁矿粉同化性能的同化反应参数M，其计算公式中考虑了同化反应的起始温度和结束温度、升温速度、试样体积差异（即面积增长率），可有效避免因热滞后现象所造成的误差和因设备升温制度所造成的温度场不稳定导致的试验误差，提高同化性能数据测定的准确性。
附图说明
[0010]图1为本专利技术铁矿粉同化性能试验过程示意图。
具体实施方式
[0011]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0012]一种测定铁矿粉同化性能的方法，包括如下步骤：（1）将铁矿粉、分析纯CaO试剂分别研磨成粒度≤100目的粉状，称量0.8g铁矿粉压制成直径8mm的圆柱状，称量2.0gCaO试剂压制成直径20～22mm垫片；压制压力为10MPa，并在此压力下保压2min。
[0013]（2）将圆柱状铁矿粉置于CaO试剂垫片上，并置于高温炉内焙烧，具体操作为：先在200
o
C保温2min后以5
o
C/min的速度快速升温至800
o
C后恒温2min，之后再以4
o
C/min的速度快速升温至1200
o
C恒温2min，再以3～10
o
C/min的速度升温至同化反应结束。
[0014]（3）在焙烧过程中，同化反应开始时的温度值T
D1
可由铁矿粉试样熔化成球或铁矿粉与CaO试剂界面处开始发生变化，但二者高度不变，作为判定依据，记录此时的T
D1
。
[0015]S1为T
D1
时铁矿粉试样的截面积，因同化反应开始时（即温度为T
D1
时），铁矿粉与CaO试剂界面处刚开始发生变化，界面上生成的铁酸钙系液相面积几乎为0。此时铁矿粉试样的截面积几乎不变，因此，S1等同于铁矿粉试样未发生反应时的原始截面积。为保证S1的准确性，试验过程中，使用照相设备于0.8g铁矿粉压制成的圆柱状试样的横截面正上方拍照，并
通过photoshop软件画出铁矿粉试样横截面的边缘线，此边缘线围绕成的面积即为S1，通过photoshop软件计算出S1的数值。
[0016]同化反应结束时的温度值T
D2
可由铁矿粉与CaO试剂界面上生成的铁酸钙系液相面积不再变化作为判定依据，记录此时的T
D2
。并迅速取出反应后的CaO试剂和生成的铁酸钙系液相，由于温度的变化铁酸钙系液相瞬时凝固，使用照相设备于凝固后的铁酸钙系正上方拍照，并通过photoshop软件画出铁酸钙系液相的边缘线，此边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定铁矿粉同化性能的方法，其特征在于，用同化反应参数M来表征铁矿粉的同化性能，计算公式为：M=(T/1000)
·
H
· η；其中，T=(T
D1
+T
D2
)/2，η=(S2‑
S1)/S1；式中，M为同化反应参数，为无量纲；T为平均同化反应温度，单位
o
C；T
D1
为同化反应开始时的温度值，单位
o
C；T
D2
为同化反应结束时的温度值，单位
o
C；H为温度由T
D1
上升至T
D2
过程中的升温速率，单位
o
C/s；η为面积增长率，单位%；S1为T
D1
时铁矿粉试样的截面积，单位mm2；S2为温度为T
D2
时铁矿粉与CaO试剂界面上生成的铁酸钙系液相面积，单位mm2；所述方法包括如下步骤：（1）将铁矿粉、分析纯CaO试剂分别研磨成粒度≤100目的粉状，并将铁矿粉压制成直径8mm的圆柱状，CaO试剂压制成直径20～22mm垫片；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏斌，郑艾军，贾建平，杨永强，李洋，王中华，韩涛，沈峰满，郑海燕，姜鑫，高强健，
申请(专利权)人：宣化钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：