一种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法
【专利摘要】本发明公开了一种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法，该方法是将原料粉末以自然堆积的方式装入坩埚中直至满平状态后，放入炉中进行焙烧；焙烧完成后，冷却，将坩埚中形成的粘结块取出并测定其抗压强度，以粘结块的抗压强度来评价原料粉末的结圈特性；该方法实施简单可靠，能够准确地模拟回转窑中粉末间的状态，进而能够更加真实的反映回转窑中粉末的结圈特性，以此为控制及预防回转窑结圈提供可靠的依据。
【专利说明】—种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法；属于钢铁冶金领域。
【背景技术】
[0002]链篦机-回转窑法是目前国内生产氧化球团的主要工艺，它具有生产能力大、操作简单、便于控制等优点，但回转窑结圈是生产中面临的主要问题。如果预防处理不及时，将造成生产过程中的停产或减产，处理时还将消耗大量的人力物力，甚至损坏回转窑或环冷机的耐火材料。回转窑结圈首先是细粒粉末在一定的温度下与窑壁发生吸附，且两者存在一定的相对静止时间并在该时间内达到一定的固结强度，才可形成结圈；然后新的粉末再粘结到已形成的结圈物上，不断增厚蔓延，由于窑内气氛及焙烧制度等的差异导致窑内不同位置形成结圈的程度不同。因此，研究回转窑中粉末在不同焙烧制度下的结圈特性，可为控制及预防回转窑结圈提供重要的理论依据并具有重要的实践指导意义。
[0003]专利(申请号201210276964.X)公开了一种预测回转窑结圈的方法，将球团制备原料装入由回转窑耐火材料制成的容器，在加热炉中焙烧后，经振动筛振动使容器内松动的产物脱出，通过检测振动后容器内残留产物占振动前产物的百分比来衡量粉末在回转窑内的结圈程度。文献“球团矿回转窑物料对耐火材料的侵蚀研究”(武汉科技大学学报，2008，31 (10):324-356)和“宝钢活性石灰回转窑结圈机理研究”(耐火与石灰，2010，35 (6): 1-3)中均提到一种研究粉末对耐火材料侵蚀的方法，将粉末放在耐火材料上并焙烧后，通过观察粉末与耐火材料接触处的侵蚀状况来衡量粉末对耐火材料的侵蚀能力。以上所述方法是从粉料与耐火材料两者之间的特殊反应关系来反映粉料对该特殊材料的粘结或侵蚀情况，完全不能反映粉料自身之间的粘结情况以及单独通过粉料自身的粘结情况来反映粉末粘结特性或结圈机理。此外，在文献“氧化球团链篦机-回转窑结圈机理的研究”(钢铁，2008，43(3): 15)中采用压团-焙烧的方法来研究粉末粘结特性对回转窑结圈的影响，该方法中首先采用模具将料粉在外压力作用下压制成具有一定形状和强度的料块，再经焙烧冷却后以焙烧料块的固结强度来衡量粉末的粘结特性，而回转窑内的球团粉末结圈初期是不会受到外压作用的，因此，该方法不能真实的反映粉末发生结圈前的初始状态，进而不能全面真实的反映窑内粉末的实际结圈情况。
【发明内容】
[0004]针对目前通过粉末粘结特性来研究回转窑结圈机理中仍存在的问题，本发明的目的在于提供一种通过准确的模拟回转窑中粉末间的状态，以抗压强度来表征粉末结圈特性，进而更加真实准确测定回转窑中粉末焙烧过程中的结圈特性的方法。
[0005]本发明公开了一种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法，该方法是将原料粉末以自然堆积的方式装入坩埚中直至满平状态后，放入炉中进行焙烧；焙烧完成后，冷却，将坩埚中形成的粘结块取出并测定其抗压强度，以粘结块的抗压强度来评价原料粉末的结圈特性。
[0006]本发明的氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法还包括以下优选方案:
[0007]优选的方案中焙烧按一定的焙烧制度进行，其中，焙烧制度包括:设置焙烧时间一定，在不同温度下进行焙烧；或者设置焙烧温度一定，进行不同时间的焙烧；或者设置焙烧时间和温度一定，对不同原料粉末进行焙烧。设置焙烧时间一定，可以考察不同焙烧温度对粉末结圈特性的影响；设置焙烧温度一定，可以考察焙烧时间对粉末结圈特性的影响；设置焙烧温度和时间一定，可以考察不同粉末结圈特性的差异性。
[0008]优选的方案中装有原料粉末的坩埚在瓷舟的承载下放入卧式管炉中进行焙烧。
[0009]优选的方案中坩埚为微型氧化铝圆柱形坩埚。
[0010]优选的方案中抗压强度越大表明粉末越容易发生结圈；相反，抗压强度越小表明粉末越难以发生结圈。
[0011]本发明的有益效果:与现有技术相比，本发明方法克服了现有技术中对模拟回转窑内的粉末结圈形态并对结圈特性的测定过程中存在的技术偏见，本领域技术人员认为料粉只有在外压力作用下压制，才能通过获得具有一定形状和强度的料块，并准确测定出粉体的粘结性能，但是这种压团法，粉料在受压成型过程中由于各点接触应力不同等导致的研究对象初始状态不同或差异性较大的问题，焙烧得到的结圈形态不接近回转窑的真实结圈形态。本发明的方法有效地克服了该技术偏见，通过更准确地模拟现场粉末发生结圈前的状态，进而能更真实地反映粉末的实际粘结过程；通过对较易脱模的粘结块自身抗压强度的测定，能更准确的反应粉末的结圈特性。本发明方法测试过程平行性好，结果比较稳定，可用于测定和评估不同类型粉末在不同焙烧制度下在回转窑内的结圈特性及形成结圈的难易程度，为控制及预防回转窑结圈提供了可靠的理论依据。
【具体实施方式】
[0012]以下结合实施例旨在进一步说明本
【发明内容】
，而非限制本发明权利要求的保护范围。
[0013]实施例1
[0014]将试验粉末以自然堆积的方式装入圆柱行坩埚中，至满平状态，将装有粉末的坩埚在瓷舟的承载下放入管炉中，并在一定的焙烧制度下进行焙烧，即“自然堆积焙烧”。对焙烧所得粘结块冷却后从坩埚中取出测定其抗压强度，以粘结块的抗压强度来评价该粉末的结圈特性。
[0015]实验粉末:球团粉末A ；
[0016]焙烧制度:在焙烧温度为1200°C和焙烧时间为1min的条件下；
[0017]测试结果:测得粘结块的抗压强度为43N。
[0018]实施例2
[0019]实施方法与对比文件I相同。
[0020]实验粉末:球团粉末A ；
[0021]焙烧制度:在焙烧温度为1250°C和焙烧时间为1min的条件下；
[0022]测试结果:测得粘结块的抗压强度为214N。
[0023]实施例3
[0024]实施方法与对比文件I相同。
[0025]实验粉末:球团粉末A ；
[0026]焙烧制度:在焙烧温度为1280°C和焙烧时间为1min的条件下；
[0027]测试结果:测得粘结块的抗压强度为470N。
[0028]实施例4
[0029]实施方法与对比文件I相同。
[0030]实验粉末:球团粉末A ；
[0031]焙烧制度:在焙烧温度为1300°C和焙烧时间为1min的条件下；
[0032]测试结果:测得粘结块的抗压强度为580N。
[0033]通过实施例1?4可以得出，焙烧温度对粉末A粘结特性的影响，在焙烧时间相同的条件下，焙烧温度越高，粘结块的抗压强度越大，说明粉体原料越容易结圈。
[0034]实施例5
[0035]实施方法与对比文件I相同。
[0036]实验粉末:球团粉末A ；
[0037]焙烧制度:在焙烧温度为1250°C和焙烧时间为Imin的条件下；
[0038]测试结果:测得粘结块的抗压强度为0N。
[0039]实施例6
[0040]实施方法与对比文件I相同。
[0041]实验粉末:球团粉末A ；
[0042]焙烧制度:在焙烧温度为1250°C和焙烧时间为3min的条件下；
[0043]测试结果:测得粘结块的抗压强度为70N。
[0044]实施例7
[0045]实施方法与对比文件I相同。
[0046]实验粉末:球团粉末A ；
[0047]焙烧制度:在焙烧温度为1250°C和焙烧时间为5min的条件下；
[0048]测试结果:测得粘结块的抗压强度为167N。
[0049]通过实施例5?7可以得出，焙烧时间对粉末A粘结特性的影响，在焙烧温度相同的条件下，焙烧时间越长，粘结块的抗压强度越大，说明粉体原料越容易结圈。
[0050]实施例8
[0051]实施方法与对比文件I相同。
[0052]实验粉末:球团粉末B ；
[0053]焙烧制度:在焙烧温度为1250°C和焙烧时间为1min的条件下；
[0054]测试结果:测得粘结块的抗压强度为162N。
[0055]通过实施例2与8的比较可得出，粉末A和B粘结特性的差异，且粉末A比B更容易发生结圈或结圈更严重。
[0056]综上实施例1?8也验证了采用结圈抗压强度来表征结圈特性及形成结圈的难易程度具有科学性。
【权利要求】
1.一种氧化球团回转窑中粉末结圈特性的测定方法，其特征在于，将原料粉末以自然堆积的方式装入坩埚中直至满平状态后，放入炉中进行焙烧；焙烧完成后，冷却，将坩埚中形成的粘结块取出并测定其抗压强度，以粘结块的抗压强度来评价原料粉末的结圈特性。
2.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述的焙烧按一定的焙烧制度进行，其中，焙烧制度包括:设置焙烧时间一定，在不同温度下进行焙烧；或者设置焙烧温度一定，进行不同时间的焙烧；或者设置焙烧时间和温度一定，对不同原料粉末进行焙烧。
3.如权利要求1所述的测定方法，其特征在于，装有原料粉末的坩埚在瓷舟的承载下放入卧式管炉中进行焙烧。
4.如权利要求3所述的测定方法，其特征在于，所述的坩埚为微型氧化铝圆柱形坩埚。
5.如权利要求1?4任一项所述的测定方法，其特征在于，抗压强度越大表明粉末越容易发生结圈。
【文档编号】C22B1/02GK104390842SQ201410630761
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】杨永斌, 李骞, 姜涛, 徐斌, 张雁, 钟强, 范晓慧, 李光辉, 郭宇峰, 陈许玲, 张元波, 汪亚轩 申请人:中南大学