本发明专利技术涉及一种铁矿石高温软熔特性分析方法，所述分析方法基于TG-DSC(Thermogravimetry-Differential?Scanning?Caloremetry)热分析技术，过程简便，检测结果精确，能够有效解决铁矿石高温软熔特性检测的难题，可准确反映铁矿石的软熔起始温度、软熔终止温度和软熔温度区间等特征参数，同时还可表征软熔过程液相量以及液相量与铁矿石成分关系等重要信息，从而为配矿、烧结过程工艺优化提供重要的基础数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢铁冶金烧结工艺，具体地，涉及。
技术介绍
铁矿石的高温软熔特性是衡量铁矿石在高温环境下形成液相难易程度的重要指标，也是考察粘附粉形成液相能力以及粗颗粒与液相反应能力高低的指标，如铁矿石软熔起始温度低，表明铁矿石本身或者铁矿石在熔剂作用下形成液相容易，所形成的低熔点物质也多，从而有利于提高烧结矿强度。铁矿石高温软熔特性包括铁矿石软熔起始温度、软熔终止温度及软熔温度区间(即软熔终止温度与软熔起始温度之差)，除了衡量铁矿石软熔难易程度的温度参数外，该特性还包括铁矿石软熔过程中生成液相量的多少，以及液相量与铁矿石成分的关系等。现有的考察铁矿石软熔特性的试验方法主要是参照煤灰软熔温度国家标准(GB/T219-1996)的方法(以下简称“三角锥法”)，即将铁矿石破碎、磨细制成粉状，然后做成三角锥，将三角锥慢慢推入灰熔点测定炉，炉子在设定的升温程序下运行，通过摄像头观察铁矿粉三角锥的软熔状况，根据其软化过程中三角锥形状及几何参数的变化，定义铁矿粉软熔特性温度，包括变形温度DT、软化温度ST、半球温度HT和流动温度FT。三角锥的软熔过 程如附图I所示，三角锥软熔特性温度的定义及说明见表I。表I三角锥软熔特性温度的定义及说明 定义及说明变形温度DT三角锥尖端开始变圆或弯曲时对应的炉膛温度P τ当三角锥弯曲至锥尖触及托板或锥体变成球形或 高度不大丁·底长的半球形时的炉膛温度三角锥变形至近似半球形即高等于底长的一半时 ￥球温度HT■膛温度右 ^I. 5mm层或锥体逐渐缩小，最后接近消失时的炉膛温度目前国内亦有采用类似测定方法的专利申请(专利)号200910307772. 9，一种烧结铁矿石液相生成特性的检测方法。该专利技术提供一种烧结铁矿石液相生成特性的检测方法，该专利技术根据物料变形与液相生成存在密切关系这一原理提出了采用锥形法检测铁矿石液相生成特性。液相生成特性包括液相形成的温度、速度和数量，液相形成的特征温度具体表现为液相开始生成温度Ts、液相完全生成温度Te和液相自由流动温度Tf，特征温度根据摄像头拍下的锥形变化特征由图像处理软件自动识别获得。液相生成平均速度用公式V = 1000/(Te-Ts)计算得到；液相生成量是以1280°C下锥形面积相比1000°C下锥形面积的收缩比例来表征。该法具有检测速度快、测量方法简单、检测结果准确的特点，并能与烧结矿产量指标建立起对应的关系O其中，Ts为三角锥尖端开始变圆或弯曲时对应的温度(即表I中对应的DT) ；Te指三角锥椎体弯曲至锥尖触及托板时或椎体收缩成冠球形时对应的温度(即表I中对应的ST) ；Tf是指三角锥融化成一体或展开成高度在I. 5mm以下薄层时的温度(即表I中对应的FT)。且该方法主要适用在铁矿石的烧结工艺流程中。该方法虽具有试验方法较简便、试验设备简单的优点，但从技术上讲，该方法存在以下“固有的”劣势其一，三角锥的软熔特征温度(即DT、ST、HT和FT)是由其自身软熔变形程度决定的，而变形程度又直接由加热过程中生成的液相量所决定，而在铁矿石加热过程中(此时的铁矿石并未经过烧结工艺处理)，铁矿石能够生成的液相量是十分有限的。其原因有两方·面因素影响一方面，占铁矿石绝大部分的Fe2O3在加热过程液相的生成温度很高且生成的液相量很少，由Fe-O系状态图可知，此体系(Fe2O3对应成分)液相的生成温度为1583°C，而温度高达1600°C时，液相占整个体系的质量百分比只有17%左右；另一方面，铁矿石中能生成低熔点物质的脉石(脉石自身形成低熔点物质，或是脉石与Fe2O3或FeO反应生成低熔点物质)成分的绝对含量不高(一般来说澳洲铁矿石中SiO2含量不超过6%，而Al2O3含量不超过3%，巴西矿中的SiO2、Al2O3含量更低，且矿石中CaO和MgO含量极微量)，导致矿石在加热过程中生成的液相的绝对量不多。以上两方面因素使得采用“三角锥法”检测铁矿石软熔特性时，由于在加热过程中无法产生足够的液相量，故而三角锥无法软化到高度等于底长的一半的程度(即得到半球温度HT)，更无法熔化成液体或展开成高度在I. 5mm以下的薄层甚至接近消失(即得到流动温度FT)，所以采用该方法只能测得铁矿石的变形温度DT，可能测得铁矿石的软化温度ST (目前尚未见文献报道)，而根本无法得到铁矿石的半球温度HT及流动温度FT。其二，该方法无法定量的度量铁矿石软熔过程中生成液相量的多少，进而也就无法分析生成的液相量与铁矿石成分的关系。实际上，铁矿石软熔特性试验的主要目的是考察铁矿石中源于脉石成分液相的生成特性(包括液相的生成温度、终止温度、生成温度区间以及生成的液相量)，以及脉石成分、及其含量对其生成的影响特征，可见现有的考察铁矿石软熔特性的试验方法(如“三角锥法”)无法满足铁矿石软熔特性的试验要求。
技术实现思路
为解决上述存在的问题，本专利技术的目的在于提供，所述分析方法基于 TG-DSC (Thermogravimetry-Differential Scanning Caloremetry)热分析技术，过程简便，检测结果精确，能够有效解决铁矿石高温软熔特性检测的难题，为后续炼铁工序的配矿、烧结过程提供必要的基础数据。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括将所述铁矿石磨成粉末状试样，将所述试样装入坩埚，其特征在于，还包括如下步骤(I)、将装有试样的坩埚放入TG-DSC设备的高温炉内，对试样进行TG-DSC热分析检测，得到铁矿石的TG-DSC分析图谱；(2)、由步骤⑴中的TG-DSC分析图谱中得到铁矿石软熔过程吸热峰，将所述吸热峰的外推起始点、外推终止点与DSC基线延长线结合，结合所述TG-DSC分析图谱中的TG曲线，并结合铁矿石中Fe2O3分解中的质量变化百分比和Fe3O4氧化过程中的质量变化百分比的比值，表征铁矿石的高温软熔特性。进一步地，步骤(I)中所述的TG-DSC热分析检测包括对所述试样的升温检测过程和降温检测过程。进一步地，所述TG-DSC热分析检测的检测条件如下试样质量38 42mg ；·在所述升温检测过程，升温至1480 1490°C，所述升温速率为10 30°C /min ；在所述降温检测过程，降温至1000°C以下，所述降温速率为10 30°C /min ；试验气氛为空气，气体流量为25 30ml/min。进一步地，将步骤(2)中得到的铁矿石软熔过程吸热峰峰形的外推起始点定义为铁矿石的软熔起始温度。进一步地，将步骤(2)中得到的铁矿石软熔过程吸热峰峰形的外推终止点定义为铁矿石的软熔终止温度。进一步地，将所述软熔终止温度与软熔起始温度之差定义为软熔温度区间。进一步地，将步骤(2)中得到的铁矿石软熔过程吸热峰的面积表示软熔过程的吸热量。进一步地，用所述的降温过程Fe304氧化增重百分比与升温过程Fe203分解失重百分比的比值n来反映铁矿石软熔过程中液相的生成特性，即 _降温过程Fe3O4氧化增重百分比 η '升温过程Fe2O3分解失重百分比其中，0< η 彡 I。进一步地，所述坩埚为钼坩埚。本专利技术所提供的的有益效果为基于TG_DSC(Thermogravimetry-Differential Scanning Caloremetry)热分析技术，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铁矿石高温软熔特性分析方法，包括：将所述铁矿石磨成粉末状试样，将所述试样装入坩埚，其特征在于，还包括如下步骤：(1)、将装有试样的坩埚放入TG？DSC设备的高温炉内，对试样进行TG？DSC热分析检测，得到铁矿石的TG？DSC分析图谱；(2)、由步骤(1)中的TG？DSC分析图谱中得到铁矿石软熔过程吸热峰，将所述吸热峰的外推起始点、外推终止点与DSC基线延长线结合，结合所述TG？DSC分析图谱中的TG曲线，并结合铁矿石中Fe2O3分解过程中的质量变化百分比和Fe3O4氧化过程中的质量变化百分比的比值，表征铁矿石的高温软熔特性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：齐伟，李咸伟，沈红标，朱亚平，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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