一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法与流程

1.本技术涉及冶金技术领域，特别涉及一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法。


背景技术：

2.还原膨胀率通常是指球团矿在高炉中温区还原前后体积产生体积膨胀，它是球团矿的一种重要冶金特性。冷固结球团矿作为一种靠粘结剂和压力固结成型的球团矿，未经过高温焙烧固结，具有较高的孔隙率。在还原过程中，随温度的升高，冷固结球团中由粘结剂带入的挥发分开始分解、挥发，这些都将使球团的孔隙率保持较高的水平。
3.在现有方案中，以相对自由膨胀率表示的球团矿膨胀性能测定方法主要分两步：球团矿还原和球团矿体积测定两部分。其中测定球团矿体积的方法常有排汞法、排水法。采用排汞法测量冷固结球团矿的体积，虽然测量结果准确度高，但操作复杂，测定时间长，且汞挥发后具有毒性。而排水法测量冷固结球团矿的体积，由于冷固结球团矿可能含有一些与水发生反应的成分，且冷固结球团孔隙率较高，利用海绵吸表面水时容易带来误差。
4.基于此，如何采用一种有效的方法来测定冷固结球团矿的还原膨胀率，并使测定所用时间短、操作方便且测定结果准确度高，是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法，通过采用排砂法来代替原有的排汞法与排水法，对冷固结球团矿进行还原膨胀率的测定，本技术在进行冷固结球团矿还原膨胀率的测定时所用时间短、操作方便且测定结果准确度高。
6.具体的，本技术采用如下技术方案：
7.本技术实施例提供了一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法，所述方法包括：s1，获取预设容量的容器，以及预设容量的细砂；s2，获取至少一颗冷固结球团矿，将所述至少一颗冷固结球团矿放入容器内，并将所述细砂倒入容器内；s3，获取所述至少一颗冷固结球团矿和所述容器内的细砂的体积之和，当所述体积之和与所述预设容量一致时，则获取剩余细砂的第一质量；s4，将所述至少一颗冷固结球团矿放入还原炉中进行还原；s5，将还原后的所述至少一颗冷固结球团矿按照步骤s2至步骤s3操作，得到剩余细砂的第二质量；s6，根据所述第一质量和所述第二质量计算所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率。
8.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，在上述步骤s2中，所述方法还包括：在所述容器内铺设一层细砂，再将所述至少一颗冷固结球团矿放置容器内；在装有所述至少一颗冷固结球团矿的容器内继续倒入细砂。
9.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，在上述步骤s5中，所述方法包括：在所述容器内铺设一层细砂，再将还原后的所述至少一颗冷固结球团矿放置容器内；在装有还原后的所述至少一颗冷固结球团矿的容器内继续倒入细砂；当还原后的所述至少一颗冷固结球团矿和所述容器内的细砂的体积之和与所述预设容量一致时，则对剩余的细砂进行称重，得到剩余细砂的第二质量。
10.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，在上述步骤s6中，所述方法还包括采用还原膨胀率公式计算还原膨胀率，所述还原膨胀率公式为：
[0011][0012]
其中，m1为第一质量；m2为第二质量；vfs为所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率。
[0013]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述细砂筛取粒度范围为100目～200目。
[0014]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，在上述将所述至少一颗冷固结球团矿放入容器内之前，所述方法还包括：将所述至少一颗冷固结球团矿放入烘箱中烘干。
[0015]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述在烘箱中烘干时的温度为100℃～110℃。
[0016]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述在烘箱中烘干时间为2h。
[0017]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，在上述步骤s4之前，所述方法还包括：将所述至少一颗冷固结球团矿表面粘附的细砂刷去。
[0018]
在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述容器的预设容量为1l～1.5l。
[0019]
由上述技术方案可知，本技术至少具有如下优点和积极效果：
[0020]
本技术提出的方案，通过采用排砂法来代替原有的排汞法与排水法，对冷固结球团矿进行还原膨胀率的测定，本技术在进行冷固结球团矿还原膨胀率的测定时所用时间短、操作方便且测定结果准确度高。
附图说明
[0021]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：
[0022]
图1示出了本技术一个实施例中的冷固结球团矿还原膨胀率测定方法的流程图。
具体实施方式
[0023]
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
[0024]
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
[0025]
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也
不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
[0026]
需要注意的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的对象在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0027]
以下对本技术实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述：
[0028]
根据本技术中，提供一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法，参照图1，为本技术一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法的流程图，所述方法包括如下步骤s1至步骤s6：
[0029]
步骤s1，获取预设容量的容器，以及预设容量的细砂。
[0030]
步骤s2，获取至少一颗冷固结球团矿，将所述至少一颗冷固结球团矿放入容器内，并将所述细砂倒入容器内。
[0031]
步骤s3，获取所述至少一颗冷固结球团矿和所述容器内的细砂的体积之和，当所述体积之和与所述预设容量一致时，则获取剩余细砂的第一质量。
[0032]
步骤s4，将所述至少一颗冷固结球团矿放入还原炉中进行还原。
[0033]
步骤s5，将还原后的所述至少一颗冷固结球团矿按照步骤s2至步骤s3操作，得到剩余细砂的第二质量。
[0034]
步骤s6，根据所述第一质量和所述第二质量计算所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率。
[0035]
在本技术中，所述的冷固结球团矿用于炼铁行业，它既能缩短冶炼时间，又能节约能耗，降低生产成本。既增加铁水的产量，提高高炉利用的系数，又能减少环境污染。有着良好的社会经济效益，更有利于环保，本技术是对所述冷固结球团矿还原膨胀率的测定，解决了现有技术中测定冷固结球团矿还原膨胀率操作复杂且测定结果准确率不高、误差大的问题。
[0036]
在本技术中，选取至少一颗冷固结球团矿进行还原膨胀率的测定，所述至少一颗冷固结球团矿可以是一颗，也可以是多颗，可以理解的是，所述冷固结球团矿的颗数可以根据实际需要进行设定，本技术对此不做限定。
[0037]
在本技术的一个实施例中，在上述步骤s2中，所述方法还可以包括：
[0038]
在所述容器内铺设一层细砂，再将所述至少一颗冷固结球团矿放置容器内。
[0039]
在装有所述至少一颗冷固结球团矿的容器内继续倒入细砂。
[0040]
在本技术中，在将所述至少一颗冷固结球团矿放入至所述容器内之前，需先将容器内铺设一层细砂，铺设细砂的厚度可以是所述至少一颗冷固结球团矿厚度的二分之一，因为所述至少一颗冷固结球团矿的形状是不规则的，可以是标准球形，也可以是不规则的球形，如椭圆状的球形，如果直接放入容器内再倒入细砂，所述至少一颗冷固结球团矿与容器接触的底部则不能完全被细砂填充，所以在所述至少一颗冷固结球团矿放入至所述容器内之前，需先铺设一层细砂，再将所述至少一颗冷固结球团矿放入至所述容器内，并将所述至少一颗冷固结球团矿的中间线按压至细砂内，保证细砂与所述至少一颗冷固结球团矿的充分接触减少空隙，也使得测定的结果更加精准。
[0041]
在本技术的一个实施例中，在上述步骤s5中，所述方法包括：
[0042]
在所述容器内铺设一层细砂，再将还原后的所述至少一颗冷固结球团矿放置容器内。
[0043]
在装有还原后的所述至少一颗冷固结球团矿的容器内继续倒入细砂。
[0044]
当还原后的所述至少一颗冷固结球团矿和所述容器内的细砂的体积之和与所述预设容量一致时，则对剩余的细砂进行称重，得到剩余细砂的第二质量。
[0045]
在本技术中，这里需要注意的是，所述至少一颗冷固结球团矿在进行还原时按照gb/t 13240—201x(高炉用铁球团矿自由膨胀指数的测定方法)标准中提到的方法，在还原加热炉中进行还原。
[0046]
在本技术的一个实施例中，在步骤s6中，所述方法还包括采用还原膨胀率公式计算还原膨胀率，所述还原膨胀率公式为：
[0047][0048]
其中，m1为第一质量；m2为第二质量；vfs为所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率。
[0049]
在本技术中，所述还原膨胀率公式的推导方式为：所述至少一颗冷固结球团矿的还原前的体积为所述至少一颗冷固结球团矿的还原后的体积为所述至少一颗冷固结球团矿的还原后的体积为其中，ρ为细砂密度，v1为所述至少一颗冷固结球团矿的还原前的体积，v2为所述至少一颗冷固结球团矿的还原后的体积，m1为上述步骤3剩余细砂的第一质量，m2为上述步骤5剩余细砂的第二质量，所以所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率为所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率以百分数表示。
[0050]
在本技术的一个实施例中，所述细砂筛取粒度范围可以为100目～200目。
[0051]
在本技术中，所述细砂的筛取粒度范围可以为100目～200目，也可以为其它粒度或粒度范围，可以理解的是，所述细砂筛取粒度可以根据实际需要进行设定，本技术对此不做限定。
[0052]
在本技术的一个实施例中，在上述将所述至少一颗冷固结球团矿放入容器内之前，所述方法还包括：
[0053]
将所述至少一颗冷固结球团矿放入烘箱中烘干。
[0054]
在本技术的一个实施例中，所述在烘箱中烘干时的温度可以为100℃～110℃。
[0055]
在本技术的一个实施例中，所述在烘箱中烘干时间可以为2h。
[0056]
在本技术中，由于至少一颗所述冷固结球团矿放置环境的温度或湿度不同，在选取到合适的所述至少一颗冷固结球团矿后，需将其放入烘箱中进行烘干，将所述至少一颗冷固结球团矿烘干至恒重并冷却至室温，再放入容器内。在所述至少一颗所述冷固结球团矿在烘箱中烘干的温度可以为100～110℃，其烘干的时间可以为2h，所述烘干温度也可以是111℃，所述烘干时间也可以是1.5h，可以理解的是，所述烘干温度和烘干时间可以根据实际需要进行设定，本技术对此不做限定。
[0057]
在本技术的一个实施例中，在上述步骤s4之前，所述方法还包括：
[0058]
将所述至少一颗冷固结球团矿表面粘附的细砂刷去。
[0059]
在本技术中，所述至少一颗冷固结球团矿孔隙率较高，细砂容易粘附至其表面，在将所述至少一颗冷固结球团矿从容器中拿出时，可以使用毛刷将所述至少一颗冷固结球团矿表面粘附的细砂刷干净，使得所述至少一颗冷固结球团矿还原膨胀率的测定结果更加精准、误差更小。
[0060]
在本技术的一个实施例中，所述容器的预设容量可以为1l～1.5l。
[0061]
在本技术中，所述容器可以为透明圆柱杯，所述容器的预设容量可以为1l～1.5l，所述容器也可以是量筒等其它容器，所述容器的预设容量也可以是1.6l等其它预设容量值，可以理解的是，所述容器的种类和所述容器的预设容量可以根据实际需要进行设定，本技术对此不做限定。
[0062]
下面通过具体实施例来进一步说明本技术的具体实施方式，但申请的具体实施方式不局限于以下实施例。
[0063]
在本技术的一个具体实施例中，所述一种冷固结球团矿还原膨胀率测定方法的具体实施方案如下步骤11至步骤16所示：
[0064]
步骤11，用100目～200目的细筛筛取粒度范围为100目～200目的细砂足量备用，准备1.5l透明圆柱杯、托盘和空的容器备用。
[0065]
步骤12，选取18颗冷固结球团矿，在105℃的烘箱中烘2h至恒重，并冷却到室温，从中选取6颗冷固结球团矿备用。
[0066]
步骤13，将1.5l透明圆柱杯放置托盘内，倒入1.5l的细砂，再将所述1.5l的细砂倒入空的容器中。
[0067]
步骤14，在1.5l的透明圆柱杯中先铺设一层细砂，再将选取的6颗冷固结球团矿放入透明圆柱杯中，继续倒入细砂，当细砂溢出时将杯口刮平，并对溢出的细砂和容器内剩余的细砂进行称重，将此时溢出到托盘的细砂和容器内剩余的细砂的重量为第一质量，其质量为225.44克。
[0068]
步骤15，将6颗冷固结球团矿拿出并刷去表面粘附的细砂，将其放入还原炉中进行还原，还原后并冷却至室温，再进行上述步骤14的操作，将最后溢出到托盘的细砂和容器内剩余的细砂的重量为第二质量，其质量为215.16克。
[0069]
步骤16，根据所述第一质量和所述第二质量计算所述至少一颗冷固结球团矿的还原膨胀率，将所述第一质量与所述第二质量带入到还原膨胀率公式中，(这里还原膨胀率保留两位小数)。
[0070]
在本技术中，除了上述步骤11至步骤16采用排砂法测定冷固结球团矿的还原膨胀率，为了形成对比，表征出本技术技术方案测定结果的准确性，还使用了排水法与排汞法分别对所述6颗冷固结球团矿进行还原膨胀率的测定，其中，排水法测定的还原膨胀率为0.52％，排汞法测定的还原膨胀率为-4.77％，本技术实施例与排汞法结果偏差率为4.6％，小于5％，而排水法结果偏差较大(冷固结球团矿可能含有一些与水发生反应的成分，且冷固球团矿孔隙率较高，利用海绵吸表面水时容易带来误差，可以理解的是，排水法并不适用冷固结球团矿膨胀检测要求)。说明使用本技术所述的方法对进行冷固结球团矿的还原膨胀率进行测定，检测数据基本可以满足冷固结球团矿膨胀检测要求。
[0071]
这里需要注意的是，上述对冷固结球团矿的还原膨胀率进行测定，其结果为负值，可以理解的是，冷固结球团矿的还原膨胀率一般为正值，当冷固结球团矿在还原时出现收缩的情况时(冷固结球团矿在还原时除了出现膨胀，有时会出现收缩)，其还原膨胀率可能为负值，但本技术的具体实施例所测定的还原膨胀率与排汞法所测定还原膨胀率相比，结果偏差率为4.6％，小于5％，可以理解的是，本技术所测定的还原膨胀率的正负值并不影响本技术测定的准确度。
[0072]
由上述技术方案可知，本技术至少具有如下几个方面的优点和积极效果：
[0073]
其一，本技术提出的方案，通过采用排砂法来代替原有的排汞法与排水法，对冷固结球团矿进行还原膨胀率的测定，本技术在进行冷固结球团矿还原膨胀率的测定时所用时间短、操作方便且测定结果准确度高。
[0074]
其二，本技术提出的方案，同现有测定冷固结球团矿还原膨胀率准确度较高的排汞法相比，本方案测定出的还原膨胀率结果偏差率为4.6％，小于5％，本方案测定还原膨胀率的准确度可以满足冷固结球团矿膨胀检测要求，且比排汞法的操作更为简单。
[0075]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
[0076]
虽然已参照几个典型实施方式描述了本技术，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本技术能够以多种形式具体实施而不脱离申请的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。