一种测量铁矿粉与CaO同化反应性能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉炼铁中的烧结技术领域，尤其涉及一种测量铁矿粉与CaO同化反 应性能的方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国钢铁企业产能过剩，钢铁企业普遍处于亏损状态，国内高炉炼铁为谋求 生存，合理高效利用铁矿粉来提高烧结矿的性价比对企业摆脱困境很有必要。
[0003] 低质铁矿资源的特点是成分和性能波动较大，且某些烧结性能不足，但烧结中的 使用量不大。通过不同种类铁矿粉的合理搭配，不但可在一定程度上改善铁矿石综合冶金 性能，保证高炉生产的经济技术指标稳定，也能够达到降低炼铁成本的目的。不同铁矿粉的 合理搭配，需通过烧结杯试验来获取一些基本参数，为了更准确地模拟烧结生产过程，烧结 杯容积趋于大型化，使得其工作量增大，试验周期变长。通过铁矿粉烧结基础特性的研究， 获得铁矿粉基础性能的信息和数据，既可优化烧结杯试验，提高工作效率，又可以应对在低 质矿种的频繁变化时知道烧结配料。
[0004]其中，同化性是指铁矿分中铁氧化物与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，对铁矿粉成矿有重要作用。目前，表征铁矿粉同化反应性能的指标很 多，其一是专利文献《一种烧结过程中铁矿粉同化程度的测量方法》（裴元东，赵志星，马泽 军，赵勇，潘文，秦岳义，张勇，张殿伟，徐萌.首钢总公司，2011)中提出了用同化区域面积 除以铁矿粉小饼初始面积，即同化程度指数，准确地反映烧结过程中铁矿粉同化性随温度 变化而变化的现象。其二是文献《铁矿粉与CaO同化能力的试验研究》（吴胜利，刘宇，杜建 新，米坤，林鸿.北京科技大学学报，2002, 24 (3) :258-261)中采用同化温度和同化时间来 表征铁矿粉的同化能力。
[0005]上述方法中存在以下缺点和不便：1.测定同化温度需要在不同温度下进行多次 反复尝试，其试验过程较繁琐，且测定同化反应温度的精度取决于预定温度的变化幅度； 2.所述的两种方法均没有明确如何判断同化反应的开始时间、开始温度、结束时间与结束 温度等，且用多个参数评价铁矿粉的同化性能会在实际使用中带来不便。
【发明内容】
[0006]为了有效解决上述问题，本发明提供一种测量铁矿粉与CaO同化反应性能的方 法。
[0007]具体技术方案如下：一种测定铁矿粉与CaO同化反应性能的方法，该方法具体包 括以下步骤：
[0008] (1)将铁矿粉和分析纯CaO试剂研磨成粒度<147μm的细粉状，干燥后待用；
[0009] (2)用电子天平分别称取0. 8g铁矿粉试样和2.OgCaO试剂，在压片机上分别压制 成直径8mmX(5~6)mm的矿粉圆柱试样和直径25mmX4mm的CaO垫片试样；
[0010] (3)将铁矿粉试样置于CaO垫片之上，放入高温炉内按设定的升温制度进行焙烧 (室温到 600°C以 15°C/min升温；600 ~1200°C以 10°C/min升温；1200°C以上以 5°C/min升温），对试样在升温过程中进行摄像的同时记录时间和温度。
[0011] (4)利用XRD图谱确定试验中的同化反应开始时间，同化反应开始温度，同化反应 结束时间，同化反应结束温度；利用同化时间和同化量确定同化反应速度；计算包括铁矿 粉与CaO同化反应过程全部内涵信息的同化反应特征数
[0012]
(1)
[0013] 式子中，TH为同化反应特征数，其量纲为1 ;由于同化温度和实际烧结温度有差 另|J，所以采用修正的同化反应速度VR，其值为VZX2n，其中vz同化反应速度为同化反应体积 分数与同化反应的时间之比，以2n对同化反应速度进行修正，η值为同化温度与实际烧结温 度（1563Κ)比较所得，每大于10Κ增加1，不足10Κ的部分取分数，同化温度小于烧结温度取 正值，大于烧结温度取负值；Τ为平均同化温度，单位为Κ;β为升温速率，单位为K/s。
[0014] 本发明和现有的技术相比具有的有益效果在于：
[0015] (1)本发明考虑了铁矿粉同化反应过程中各种重要信息，如升温速率、同化反应温 度和同化反应速度等参数，改进了以往方法不考虑同化反应过程的缺陷，避免了用多个参 数表示同化反应过程的不便。
[0016] (2)本发明的工艺流程简单，工艺参数稳定，使用的可视卧式高温炉可以同步采 集铁矿粉同化反应过程的图像信息和时间信息，可随时取出试样用以检测同化反应何时发 生。
[0017] (3)本发明提出的同化反应特征数，全面包含了铁矿粉同化反应过程中的各种信 息，易于在实验室进行试验，作为铁矿粉同化性能评价和开展烧结杯试验的依据，更易于为 生产技术人员接受和采纳。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明测定铁矿粉与CaO同化反应性能的流程图；
[0019] 图2为本发明测定铁矿粉与CaO同化反应性能的试验装置结构示意图；
[0020] 图3为本发明矿粉同化过程及其XRD图谱分析示意图。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0022] 相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修 改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细 节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的 描述也可以完全理解本发明。
[0023] 如图1及图2所示，本发明提供的一种测量铁矿粉与CaO同化反应性能的方法，所 述方法包括如下步骤：
[0024] 1)将铁矿粉及分析纯CaO试剂研磨成细粉状；
[0025] 所述步骤1)中将所述铁矿粉和分析纯CaO研磨成粒度< 147μm的细粉状。
[0026] 2)将铁矿粉压制成圆柱形，将CaO压制成垫片状；