铁矿石低温还原粉化率的测定

烧结矿低温还原粉化率的测定学生：000一前言•1.1定义低温还原粉化性：铁矿石(烧结矿及球团矿)在低温还原过程中发生碎裂粉化的特性。低温还原粉化指数(LowTempera-tureBreak-down)：铁矿石这种性能的强弱以低温还原粉化指数(RDI)来表示，或称LTB。•1.2危害烧结矿低温还原粉化对高炉生产危害较大,主要表现在炉身上部料柱透气性恶化,增加炉身结瘤危险性;破坏煤气正常分布。煤气利用变差;瓦斯灰吹出量增加,煤气净化困难,煤气管道破损加剧等,最终导致冶炼强度难以提高,产量下降,焦比升高。3二粉化原因及影响因素•根本原因是铁矿石中的Fe2O3,,在低温下（400℃-600℃）还原时，由赤铁矿变为磁铁矿时发生的晶格变化，前者为三方晶系六方晶格，而后者为等轴晶系立方晶格，还原造成晶格的扭曲，产生极大的内应力，导致铁矿石在机械力的作用下碎裂粉化。4•2.1晶格转变生产溶剂性烧结矿时，石灰石与矿石中的SiO2发生作用生成硅酸钙系粘结相，它是相变物质，具有多晶转变的特性。β-C2S在温度252℃至20℃可转变成γ-C2S，晶体在转变过程中，发生晶格的重新排列，使密度发生变化，致使体积增加大约10%，由于体积膨胀产生极大的内应力，导致烧结矿粉碎。•影响铁矿石(烧结矿及球团矿)低温还原粉化性能的因素有矿石的种类、Fe2O3的结晶形态、人造富矿的碱度、还原温度及铁矿石中的其他元素的含量。烧结矿物组成越复杂、冷却速度越快，则烧结矿的低温还原粉化越严重。5•2.2内应力烧结矿是多种矿物的集合体，冷却过程中，由于不同矿物的冷缩系数不同而产生的应力，往往在烧结矿中强度较低的部位产生裂纹。温度较低时，烧结矿性脆，还原过程产生的内应力引起应变，烧结矿耐不住这种应变，边产生新的裂纹，并使原有的裂纹扩张，致使烧结矿粉碎。还原过程中内应力主要是由于铁矿石逐级还原时体积膨胀引起的。赤铁矿逐级还原时体积的变化如下：6•2.3碱度的影响碱度是影响RDI的一个重要因素。随着烧结矿碱度的提高，烧结矿的强度有所提高，RDI+3.0值降低。原因可解释如下：①烧结矿碱度的提高，烧结矿中强度高的铁酸钙增多，强度低的玻璃质降低。②高碱度烧结矿中，大量的磁铁矿受铁酸一钙熔蚀并与其交织在一起，呈网状结构。③高碱度烧结矿熔融充分，气孔分布均匀，这也有利于提高烧结矿常温强度。7•2.4烧结矿成分的影响烧结矿中有一些脉石成分，如Al2O3、MgO、SiO2、FeO以及TiO2对RDI影响很大。烧结矿中MgO、FeO使烧结矿RDI+3.15降低；TiO2、Al2O3高则RDI+3.15升高；•2.5还原温度的影响在500℃左右存在着RDI的峰值，高于或低于此值，粉化率减轻。8•2.6还原气成分的影响不同还原气条件下烧结矿的还原粉化率有明显区别，随着还原气中CO含量下降和H2含量的升高，烧结矿的还原粉化率明显降低。•2.7烧结工艺的影响受到燃料配比、混合料水分、返矿量的交互作用，而且还与原料配比、烧结料层厚度、烧结温度、点火温度等工艺有关。9三检测方法•3.1动态法动态法是将试样直接装入转鼓内，在升温同时通入保护性气体，以一定速率转动转鼓,当温度升高到500℃左右时，改用CO、CO2和N2组成的还原性气体恒温还原一定时间，经冷却后取出，筛分分级，将各级质量与入股总质量之百分比作为评价标准。•动态有以下三种(1)国际标准化组织检验方法(ISO/DP4697)(2)德国奥特弗莱森(Othfresen)研究协会检验方法(3)前苏联国家标准检验方法(ГОСТ19575—84)10三检测方法•3.2静态法静态法是将一定粒度范围的烧结矿置于固定床中，在500℃左右温度下，用由CO、CO2和N2组成的还原气体进行静态还原一定时间后，将试样冷却到100℃以下，用小转鼓转以一定速率转动一定时间，然后筛分分级，将各级质量与入股总质量之百分比作为评价标准。•静态有以下三种(1)ISO检验方法(ISO4696—1984)(2)日本钢铁厂的检验方法(3)中国国家标准(GB/T13242—91)检验方法11实验原理•还原粉化指数：表示还原后的铁矿石通过转鼓后的指数。分别用筛分得到的6.3mm，3.15mm，0.5mm的物料质量和试样转鼓前的总质量之比，用百分数表示。•在固定床中，500℃下，用CO20%，CO220%，N260%组成的还原气体进行还原，还原60min后，将试样冷却到100℃以下，用小转鼓转300转。再用规格为6.3mm，3.15mm及0.5mm的方孔筛进行筛分，用还原粉化表示铁矿石的粉化程度。12实验条件1还原气体流量在整个实验期间，还原气体的标准流量为15±1L/min2还原气体成分CO20%±0.5%，CO220%±0.5%，N260±0.5%%3实验温度500±10℃13实验仪器、设备1还原实验仪器、设备14实验仪器、设备2转鼓实验仪器、设备15实验步骤1制样试样按照GB10122的规定进行取样（质量为500g±0.1g）和制样，试样粒度为10.0——12.5mm；2烘干将试样放入105℃±5℃的体系中，时间不超过两个小时；3装样将试样装入还原管内，将其表面铺平。密封还原管的顶部，将N2通入还原管，标态流量5L/min，然后把还原管放入还原炉中，等待升温还原；16实验步骤4还原①通电升温，升温速率不得大于10℃/min；②通入N2其速率为5L/min；③至试样温度接近500℃时，将N2流量加大到15L/min；④在500℃恒温30min，用标准流量为15L/min的还原气体代替N2。连续还原1个小时后，随后又通5L/min的N2，并将试样自然冷却到100℃以下。5转鼓从还原管中取出所有试样，并测定质量为m0，随后放入转鼓中，固定密封盖，以30±1r/min的速度转300r。取出所有试样，测量其质量后，用6.3mm，3.15mm，0.5mm的方孔筛小心进行筛分，并记下各级筛上的试样质量分别记为m1，m2，m3。在转鼓实验和筛分中损失的粉末视为小于0.5mm的里面，并计入其质量中。17实验结果计算低温还原粉化指数的计算烧结矿低温还原粉化指数RDI用质量百分数表示。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——还原后转鼓前的质量，g；m1——留在6.3mm筛上的质量，g；m2——留在3.15mm筛上的质量，g；m3——留在0.5mm筛上的质量，g。18误差要求1.允许误差①入鼓试样量m0和转鼓后筛分分级总出量（m1+m2+m3）之差不得大于1.0%，即1.0%%100)(m03210＜mmmm)%(8.0)%(4.15.03.6绝对值绝对值RDLRDL若试样损失量大于1.5%时作废。②若采用双试样,则两次强度指数差值两次粉化指数差值19误差要求2.试验次数假如这一对低温还原强度和粉化指数之差符合以上规定的允许误差,则试验可以结束。否则从新进行实验。3.最终结果表示如果进行了两次实验，结果符合误差要求，则最终结果取其平均值。用质量百分数表示出来，精确到小数点后一位。20谢谢！致谢