快速测量块矿热裂指数的方法与流程

本发明涉及铁矿石的热裂指数，属于炼铁技术领域，具体地涉及一种快速测量块矿热裂指数的方法。

背景技术：

铁矿热裂指数是取10个粒度在20mm～25mm之间的试样，每个试样约500g。试验开始时，将试样盒装入到加热炉中，温度到700℃后保持20min，然后将试样装入试样盒，盖上盖子30min后，拿出试样盒冷却到室温，测量总重量后测量小于6.3mm的试样的质量，最后重复试验10次取10个试验值的平均值。

该方法主要的问题在进行块矿的单次试验时，不能保证每次试验温度与时间都在同一条件下进行，受到人为的干扰情况很大。另外，试验设备频繁的升温及降温会造成很大设备与能源的浪费，进行该项试验1次需要3个工作日，耗时太长。

目前行业中均采用上述的《铁矿石热裂指数的测定方法(gb/t10322.6-2004)(iso8371:1994)》标准进行测定，而为了解决在取样过程中易出现的容易灼烧、操作不灵活等技术问题，中国授权专利(授权公告号：cn202614625u，授权公告日：2012-12-19)公开了用于铁矿石热裂指数测定中取样的辅助装置。但该装置并不涉及解决多次试验温度与时间不统一的问题，也不能解决人为干扰大，耗时太长等问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种快速测量块矿热裂指数的方法，该测定方法通过2次加热实验即可完成测出块矿热裂指数的目的。

为实现上述目的，本发明公开了一种快速测量块矿热裂指数的方法，该方法在加热炉中完成，所述加热炉包括炉身及与所述炉身通过连杆相连接的炉盖，所述炉身内设有5个均匀分布的炉槽；取5个与其配套的反应筒置于炉槽中，再称量10个等分块矿试样分两次置于反应筒内，加热后冷却至室温，称重并计算被测块矿的热裂指数。

进一步地，具体加热过程如下：

取5个配套的反应筒置于炉槽中，加热炉升温至700℃后保持20min，取5个等分块矿试样分别置于各反应筒中，700℃下反应30min，取出各反应筒冷却至室温，称重后分别计算各块矿试样的热裂指数d1、d2、d3、d4和d5；

待加热炉冷却至200℃以下，取余下5个等分块矿试样重复上述加热实验，并计算热裂指数d6、d7、d8、d9和d10；

取上述10个热裂指数数值的平均值，即得到被测块矿的热裂指数。

具体的，d块矿＝(d1+d2+d3+^+d8+d9+d10)÷10。

进一步地，每个等分块矿试样的质量为500g±1g，粒度为20～25mm。

进一步地，每个等分块矿试样的热裂指数di-6.3满足如下数学关系式：

其中：m1为反应及筛分后粒度小于6.3mm矿石质量，g；

m2为热反应后块矿试样质量，g。

进一步地，所述炉盖的内侧底端设有用于密封炉身的凸起。

进一步地，在炉盖的顶端开设5个分别与所述炉槽位置相对应的且用于伸入热电偶的通孔，所述通孔延伸至凸起的内侧底端。

进一步地，所述炉身为炉外侧壁、炉内侧壁围合形成的一端开口设置的腔体，在腔体内均匀分布有用于高温发热的硅碳棒，每相邻的硅碳棒之间填充有耐火材料。

进一步地，所述反应筒包括用于盛装矿石的筒体及起密封作用的筒盖。

本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：

1、相较于现有标准测定方法，本发明设计的测定方法只需要加热炉升降温2次，即可完成10个试样的测定，大大缩短了试验周期，同时还减少了设备与能源的损耗；

2、本发明设计的测定方法中至少有5个试样在同一条件下完成，在减少人为因素对热裂指标检测干扰的基础上，测定结果更精准。

附图说明

图1为本发明加热炉的立体结构示意图；

图2为图1中炉身的俯视图；

图3为本发明反应筒的主视图；

图4为炉盖与热电偶的位置关系示意图；

其中，图1至图4中各部件标号如下：

加热炉1(其中：炉身1.1(其中：炉外侧壁1.11、炉内侧壁1.12、碳硅棒1.13、耐火材料1.14)、炉盖1.2(其中：把手1.21)、炉槽1.3、连杆1.4、凸起1.5、通孔1.6)、反应筒2(其中：筒体2.1、筒盖2.2)、热电偶3。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

本发明公开了一种快速测量块矿热裂指数的方法，该测定方法在图1所示的加热炉1中完成，结合图1可知，该加热炉1包括炉身1.1及与所述炉身1.1通过连杆1.4相连接的炉盖1.2，其中，所述连杆1.4优选与炉身1.1铰接连接，在炉盖1.2的侧端还设有便于开启炉盖1.2的把手1.21，在炉盖1.2开启时，连杆1.4还起支撑炉盖1.2的作用。

结合图2可知，炉身1.1为炉外侧壁1.11、炉内侧壁1.12围合形成的一端开口设置的方形腔体，在方形腔体内均匀分布有用于高温发热的硅碳棒1.13，每相邻的硅碳棒1.13之间填充有耐火材料1.14，通过对硅碳棒1.13通电引起其发热以实现加热炉1的升温的目的；同时，在所述炉身1.1内设有5个均匀分布的炉槽1.3；本实施例炉槽1.3为圆形槽，为保证炉槽1.3受热均匀，本实施例还优选图2所示的布置方式，具体的，4个炉槽1.3分布在炉身1.1内壁底端，余下1个炉槽1.3位于4个炉槽1.3的中心位置。

如图3所示，与炉槽1.3相配套设置的反应筒2包括用于盛装矿石的筒体2.1及起密封作用的筒盖2.2，筒体2.1和筒盖2.2的材质为耐高温易传热材料。

结合图1和图4可知，在所述炉盖1.2的内侧底端设有用于密封炉身1.1的凸起1.5，本实施例优选凸起1.5的厚度为8cm；在炉盖1.2处于关闭状态时，凸起1.5恰好卡入炉身1.1内，筒盖2.2对炉盖1.2的承重避免反应筒2内部剧烈反应带来的矿石飞溅。与此同时，在炉盖1.2的顶端开设5个分别与所述炉槽1.3位置相对应的且用于伸入热电偶3的通孔1.6，所述通孔1.6延伸至凸起1.5的内侧底端，所述热电偶3的底端可伸至反应筒2的筒盖2.2上便于准确测定反应筒2的温度。

采用上述加热炉1测定块矿热裂指数的过程如下：

制备粒度为20～25mm的块矿试样5kg，均分成500g左右，一共10等分。

取5个配套的反应筒2置于炉槽1.3中，加热炉1升温至700℃后保持20min，取上述5个等分块矿试样分别置于各反应筒2中，700℃下反应30min，取出各反应筒2冷却至室温，称重加热后矿石质量m1，再筛分粒度小于6.3mm矿石并称量其质量m2，通过如下计算公式：

计算出各块矿试样的热裂指数d1、d2、d3、d4和d5；

待加热炉1冷却至200℃以下，取余下5个等分块矿试样重复上述加热实验，并计算热裂指数d6、d7、d8、d9和d10；

取上述10个热裂指数数值的平均值，即满足如下数学关系式：

d块矿＝(d1+d2+d3+^+d8+d9+d10)÷10。

得到被测块矿的热裂指数d块矿。

为了更好的体现本发明测定方法的优点，以澳洲块矿为例，称取2组相同的10等分试样，分别采用本发明测定方式及标准《铁矿石热裂指数的测定方法(gb/t10322.6-2004)(iso8371:1994)》的测定方式，通过计算得到如下表1所示的热裂指数。

表1数值对比列表

由上述表1可知，本发明方法和标准方法相比，绝对值相差0.13，误差率为1.48％，故在可接受的范围以内，采用本发明试验方法可取代原有的标准方法。

以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。