《冶金实验研究方法》期末作业

重庆科技学院《冶金实验研究方法》课题实验研究方案学院:冶金与材料工程学院专业班级:冶金12-01班学生姓名:陈毅学号:2012440646课程课题:不同MgO含量对烧结矿质量的影响完成日期：2015年05月26日教师评语:成绩（五级记分制）:教师（签字）:不同MgO含量对烧结矿质量的影响研究方案4.研究目标针对国内对烧结矿中MgO含量多少更有利不明确的迫切问题，通过研究不同MgO含量对烧结矿质量有何影响,其含量多少为宜，找出最优的MgO含量，为烧结矿质量提供理论依据。阐明一一随着MgO的增加，烧结矿的冶金性能、低温还原粉化指标改善。当MgO含量达到某一值时烧结矿强度、冶金性能最佳。随后，随MgO含量增加，烧结矿强度、冶金性能明显降低；掌握一一在不同MgO含量条件下，测定烧结矿筛分指数、转鼓强度、落下强度、低温还原粉化性、还原性等的技术；达到一一找到最适宜的MgO含量，改善烧结矿质量，提高成品矿含铁品位，降低吨铁渣量的目的。5.研究内容5.1.不同MgO含量对烧结矿强度的影响。5.2.不同MgO含量对烧结矿的还原性的影响。5.3.不同MgO含量对烧结矿低温还原粉化的影响。6.实验方案6.1烧结杯实验为了研究不同MgO含量下的烧结和冶金性能,在碱度保持2.1不变时,对MgO为1.8%、2.1%、2.3%、2.5%、2.7%、3.0%和3.0%几个水平进行了烧结试验(见表)。烧结试验是在Φ200mm的烧结杯中进行的,铺底料10～25mm,厚度为30mm。布料后压料20mm,料层厚度为400mm,点火时间1.5min,点火温度为1100℃,点火负压为4kPa,保温时间为1.5min,烧结负压为8kPa。烧结过程中,在相同点火条件、抽风负压下,测定垂直烧结速度。以烧结废气温度开始下降时作为烧结终点。烧结矿的冷强度和粒度组成测定参照国家标准(GB8029-87),烧结矿从烧结杯倒出,经冷却后,在2m高的落下装置中进行三次落下实验,进行筛分后,测得成品率及粒度组成;将10mm的烧结矿缩分取样,采用ISO标准转鼓测定转鼓指数。然后取样做化学分析和冶金性能检验。烧结矿低温还原粉化性能是采用国家标准方法(GB/T13242-91)进行测定。采用国家标准(GB/T13241-91)进行还原试验,取180min的最终还原作为烧结矿的中温还原性能指标(RI)。荷重软化试验是在荷重为1kg/cm2的条件下,试样粒度为2.5～3.2mm,料柱高度为20mm。在升温过程中,当料柱高度收缩10%时的温度为软化开始温度(T10%),收缩40%时的温度为软化终了温(T40%),△T=T40%-T10%为软化温度区间。6.2.烧结矿强度测定6.2.1.落下强度落下试验用于检验耐跌落性能。我国现行方法将粒度10-40mm的烧结矿式样20kg,从2m高度落下2次，落下产物筛分后取大于10mm的部分的百分数作为落下强度。一般要求大于80%。6.2.2.转鼓试验转鼓试验检验造块制品的耐磨和碰撞性能。6.3.还原性测定试验6.3.1.实验方法检测方法：将已烘干，粒度在10-12.5mm的试样500g装入还原管，制定升温参数，先手动升温到200℃，然后由计算机控制自动升温到900℃，保温30min后通入15L/min巧的还原气体(N270%,CO30%)，通气时间3h。等试样温度降到100℃以下，称其重量，计算还原度。用此类方法检测还原度，一个试样升温、通气时间一般需7-8h，加上冷却时间共计10-11h，一天只能做一个实验。6.3.2.试验设备（1）CO还原气体的制备系统。包括CO还原气体的发生、配制、净化、分析和调节装置。可以使用瓶装高纯CO配制还原气体，也可以在试验室发生CO配制还原气体，通过净化、分析和调节达到要求的成分和纯度。（2）还原管。由耐热不起皮的金属板制成，能耐900摄氏度以上的温度。为了放置试样，在还原管中装有多孔板。还原管内管的内直径为75mm。（3）还原炉。（4）称量装置。称量精确至1g,每隔一定时间检查称量装置的灵敏度。（5）试验筛。符合GB6003和GB6005的规定，并具有以下公称尺寸的正方形筛孔：16.0mm,12.5mm和10.0mm。用下列公式计算还原后的还原度Rt，计算Rt时，t为3h，以三价铁为基准，用度量百分数表示：Rt=[O．11W1／O．430W2+(M1—Mt)／M0*O.43W2*100]*100式中：Mo——试样的质量／gMl——还原开始前试样质量／gMt——还原tmin后试样的质量／gWl——实验前试样中FeO的含量／％W2——实验前试样的全铁含量／％还原罐示意图6.4.低温还原粉化试验按要求对铁矿石试样进行准备，称量500g精确到0.1g记为m0装入还原罐中。装料时先装第一个筛板，再装33颗高铝球平放在筛板上，然后再把试样装在筛板上。最后将电热偶插在反应罐的料面上。计算机实时采集数据，当温度达到1180℃时通入CO2，当试样中心温度达到500℃时，将保护气体控制在15升/分。安配气规程CO含量20%，CO220%、N260%的混合气，调节各个阀门，使粉化实验的的煤气成分达到20%CO+20%CO2+60%N2，使粉化试验的混合煤气流量为900L/h。试样在500摄氏度时至少恒温30分，使试样达到恒重m1。试验到后来，当料面温度低于100摄氏度时，关掉N2和解压阀，将铁矿石取出称量记为mD0。本实验用还原粉化指数表示铁矿石的还原粉化性能。还原粉化指数RDI(thereductiondisintegrationindex)表示还原后的铁矿石通过转鼓实验后的粉化程度。分别转鼓试验后筛分得到6.3mm、3.15mm、500wm的物料质量与还原后和转鼓前试样总质量之比的百分数表示分别用RDI+6.3、RDI+3.15、RDI-0.5来表示。低温还原强度指数：RDI+6.3=m1/m0×100%低温还原粉化指数：RDI+3.15=m2/m0×100%抗磨指数：RDI-0.5=(m0-m1-m2-m3)/m0×100%式中：m0—还原后转鼓前试样的质量，g；m1——留在6.3mm筛上的试样质量，g；m2——留在3.15mm筛上的试样质量，g；m3——留在0.5mm筛上的试样质量，g。RDI+3.15作为考核指标,RDI+6.3和RDI-0.5作为参考指标。6.5.烧结矿基本物性分析6.2.1.烧结矿化学组分分析分别将7种烧结矿砸碎、研细(0.141mm)，对两种烧结矿的主要化学组分进行分析。采用X射线衍射仪、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法，水分采用恒温(105℃)烘干法。烧结矿化学组分序号TFe/%FeO/%SiO2/%CaO/%MgO/%Al2O3/%R12345676.2.2.烧结矿的矿相微观结构观测烧结矿质量的好坏与其内部最终形成的工艺矿物组成、工艺性质和其矿物之间的显微结构特征有着密切的关系。为此,对烧结矿开展工艺矿物学研究,对进一步提高烧结矿的质量,充实烧结理论和改进工艺措施具有重要的意义。利用扫描电镜鉴定烧结矿矿相结构,以讨论不同情况下试样的微观矿物结构及成分组成。实验过程中,按以下步骤对烧结矿进行矿相观察和分析。①在每组烧结矿中选定3个具有代表性的试样；②由于烧结矿均匀性差,所以对每个试样按纵向和横向逐点扫描的方式选择各10个视场进行观察；③对每张照片的主要矿物所占比例进行统计,最后用加权平均的方法确定该组烧结矿各主要矿物的比例。7.技术路线选取铁矿石原料↓研究铁矿石原料中各化学成分组成↓配成梯次MgO含量进行烧结杯实验模拟烧结↓测定烧结矿强度、还原性、低温还原粉化性↓在显微镜下对烧结矿矿物组成及显微结构进行观察鉴定。↓对比不同MgO含量烧结矿质量↓整理实验结果和分析