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1、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(Low Tempera-ture Break-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,
2、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。-C2S在温度252至20可转变成-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
3、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： 烧结
4、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。 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。 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
5、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
6、检验方法(1957584),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(ISO46961984)(2)日本钢铁厂的检验方法(3)中国国家标准(GB/T1324291)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，
7、用百分数表示。,在固定床中，500下，用CO 20%，CO2 20%，N2 60%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151L/min,2 还原气体成分 CO 20%0.5%，CO2 20%0.5%，N2 600.5%,3 实验温度 50010,13,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GB101
8、22的规定进行取样（质量为500g0.1g）和制样，试样粒度为10.012.5mm；,2 烘干 将试样放入1055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 还原通电升温，升温速率不得大于10/min；通入N2其速率为5L/min；至试样温度接近500时，将N2流量加大到15L/min；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
9、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301r/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/m0100% 低温还原粉化指数：RDI+3.15 = m2/m0100% 抗磨指数：RDI-0.5=（m0-m1-m2-m3）/m0100%,式中：
10、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,若试样损失量大于1.5%时作废。,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,
