测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的方法及装置

摘要

本发明公开了一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的方法及装置，所述方法包括：将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；将所述圆饼试样放置于石英烧结器中，其中，所述石英烧结器中装有多个钢玉球；将所述石英烧结器送入加热炉中进行焙烧试验；待所述焙烧试验结束后，将所述圆饼试样从所述石英烧结器中取出；根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的液相扩展能力。

说明书

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，尤其涉及一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液 相扩展能力的方法及装置。

背景技术

铁矿粉在烧结时会产生液相，烧结液相的纵向和横向的扩展能力对烧结过 程中料层的透气性、烧结速度、产量以及烧结矿质量有很大影响，对于烧结料 层需要其烧结液相在减少纵向流动的同时具有良好的横向扩展能力，这样才有 利于改善其过程参数和指标，而烧结中的液相大部分是由2mm以下粒级生成 的，因此对2mm以下铁矿粉(特别是细粒级铁矿粉)的液相扩展能力进行研 究，对于分析烧结液相的流动和粘接效果具有重要意义。

目前对于铁矿粉的烧结液相性能的研究，主要是通过小型烧结设备研究其 液相流动性能，来分析不同矿粉在加工到较细粒级(例如：200目以下)后， 其生成液相受黏度影响的自然流动效果，该方法未能有效反应矿粉中主要成生 液相粒级(2mm以下)的作用。

综上所述，目前缺乏一种方法对2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力进 行测试。

发明内容

本申请实施例通过提供一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的 方法及装置，用于对2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力进行测试，对于分 析烧结液相的流动和粘接效果具有重要意义。

一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的方法，包括：

将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；

将所述圆饼试样放置于石英烧结器中，其中，所述石英烧结器中装有多个 钢玉球；

将所述石英烧结器送入加热炉中进行焙烧试验；

待所述焙烧试验结束后，将所述圆饼试样从所述石英烧结器中取出；

根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的液相扩展能力。

优选地，所述将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样，包括：

配制碱度为2.0～2.3、煤粉配比为5.0％～6.0％的铁矿粉，其中，所述铁矿粉 的粒级小于2mm；

将所述铁矿粉压制成所述圆饼试样。

优选地，所述将所述铁矿粉压制成所述圆饼试样，包括：

将所述铁矿粉压制成直径为6mm、高为10mm的第一圆饼试样；和/或

将所述铁矿粉压制成直径为20mm、高为10mm的第二圆饼试样。

优选地，所述将所述圆饼试样放置于石英烧结器中，包括：

将所述第一圆饼试样埋入所述多个钢玉球中；和/或

将所述第二圆饼试样放置于所述多个钢玉球上。

优选地，所述根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的 液相扩展能力，包括：

根据粘结在所述第一圆饼试样侧面上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的 液相横向的扩展能力；和/或

根据粘结在所述第二圆饼试样下底面上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉 的液相纵向的扩展能力。

优选地，所述钢玉球的直径为2.5mm。

另一方面，本申请通过本申请的一实施例，提供如下技术方案：

一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的装置，包括：

放样台；

石英烧结器，置于所述放样台上，其中，在所述石英烧结器装有多个刚玉 球。

优选地，所述装置还包括：

网孔底板，设置在所述放样台与所述石英烧结器之间。

优选地，所述装置还包括：

升降杆，与所述放样台下端连接，所述升降杆能够控制所述石英烧结器上 升和下降。

优选地，所述升降杆内部中空。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优 点：

在本申请实施例中，公开了一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能 力的方法，包括：将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；将所述圆饼试 样放置于石英烧结器中，其中，所述石英烧结器中装有多个钢玉球；将所述石 英烧结器送入加热炉中进行焙烧试验；待所述焙烧试验结束后，将所述圆饼试 样从所述石英烧结器中取出；根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定所 述铁矿粉的液相扩展能力。本申请实施例中的技术方案，实现了对2mm以下 粒级铁矿粉的液相扩展能力进行准确测试的技术效果，对于分析烧结液相的流 动和粘接效果具有重要意义。

附图说明

图1为本申请实施例一中测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的方 法的流程图；

图2为本申请实施例二中测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的装 置的示意图；

图3为应用本申请实施例二中测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力 的装置对铁矿粉的液相横向的扩展能力进行测试的示意图；

图4为应用本申请实施例二中测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力 的装置对铁矿粉的液相纵向的扩展能力进行测试的示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的 方法及装置，用于对2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力进行测试，对于分 析烧结液相的流动和粘接效果具有重要意义。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的方法，包括：

将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；将所述圆饼试样放置于石英 烧结器中，其中，所述石英烧结器中装有多个钢玉球；将所述石英烧结器送入 加热炉中进行焙烧试验；待所述焙烧试验结束后，将所述圆饼试样从所述石英 烧结器中取出；根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的液 相扩展能力。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方 式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关 系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时 存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后 关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展 能力的方法，包括：

步骤S101：将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；

步骤S102：将圆饼试样放置于石英烧结器中，其中，石英烧结器中装有多 个钢玉球；

步骤S103：将石英烧结器送入加热炉中进行焙烧试验；

步骤S104：待焙烧试验结束后，将圆饼试样从石英烧结器中取出；

步骤S105：根据粘结在圆饼上的刚玉球的数量，确定铁矿粉的液相扩展能 力。

进一步，步骤S101，包括：

配制碱度为2.0～2.3、煤粉配比为5.0％～6.0％的铁矿粉，其中，所述铁矿粉 的粒级小于2mm；

将所述铁矿粉压制成所述圆饼试样，例如：将所述铁矿粉压制成直径为 6mm、高为10mm的第一圆饼试样；和/或将所述铁矿粉压制成直径为20mm、 高为10mm的第二圆饼试样。

进一步，步骤S102，包括：

将所述第一圆饼试样埋入所述多个钢玉球中；和/或将所述第二圆饼试样放 置于所述多个钢玉球上。

进一步，步骤S105，包括：

根据粘结在所述第一圆饼试样侧面上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉的 液相横向的扩展能力；和/或

根据粘结在所述第二圆饼试样下底面上的刚玉球的数量，确定所述铁矿粉 的液相纵向的扩展能力。

在具体实施过程中，在石英烧结器中装有大量的钢玉球，钢玉球的直径为 2.5mm。

在具体实施过程中，根据粘结在第一圆饼试样侧面上的刚玉球的数量，确 定铁矿粉的液相横向的扩展能力，其中，粘结在第一圆饼试样侧面上的刚玉球 的数量与铁矿粉的液相横向的扩展能力成正比例；和/或根据粘结在第二圆饼试 样下底面上的刚玉球的数量，确定铁矿粉的液相纵向的扩展能力，其中，粘结 在第一圆饼试样下底面的刚玉球的数量与铁矿粉的液相纵向的扩展能力成正 比例。

本发明方法是用来研究和评价2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的， 矿粉碱度的配制和煤粉的用量是以烧结混匀矿中2mm以下粒级中熔剂、矿粉 和燃料比例为基准的，一般生产中2mm以下粒级的碱度为2.0～2.3，煤粉配比 为5.0％～6.0％，并按以下步骤进行准备：(1)如图3所示，将配制好的试验铁 矿粉压制成直径为6mm，高10mm的第一圆饼试样201，然后埋入的石英烧结 器203中直径为2.5mm钢玉球204中，用于对试验铁矿粉的横向扩展能力进行 测试，其中，液相的横向扩展能力测试是用于评价烧结液相向四周(除正下方) 的流动情况；(2)如图4所示，将将配制好的试验铁矿粉压制成直径为20mm， 高10mm的第二圆饼试样202，然后放置在烧结器中直径为2.5mm刚玉球204 上，用于对试验铁矿粉的纵向扩展能力进行测试，其中，液相的纵向扩展能力 测试是为了评价烧结液相在垂直方向上的流动情况。

试验前，将配制好的装有试验试样(即：第一圆饼试样201或第二圆饼试 样202)和刚玉球204的石英烧结器203放置在放样台205上，放样台205上 部放置一网孔底板206，网孔底板206的中心有一直径为15mm的孔洞，下部 与中空的升降杆207通过螺纹了连接。试验时，通过升降杆207将放样台205 上装有试样的石英烧结器203送入加热炉208中，并通过中空的升降杆207对 石英烧结器203下部进行抽风来模拟烧结过程，风量为0.2L/h，按照设置好的 升温制度，在1260℃、1270℃、1280℃、1290℃和1300℃下恒温烧结1～3min， 在试验结束后通过计算第一圆饼试样201侧面粘结刚玉球的个数(对于第一圆 饼试样201下底面粘结的刚玉球不计)和第二圆饼试样202下底面粘结刚玉球 的个数，来比较在不同烧结温下和烧结时间下各种铁矿粉的液相横纵扩展能力 和变化情况。

下面将结合一具体实验，对本申请申请实施例中测试2mm以下粒级铁矿 粉的液相扩展能力的方法进行介绍。

1、试样制备：

测定生产中某次混匀矿(HY)中2.0mm以下粒级的碱度为2.2，燃料煤为 5.7％，因此，取研究矿细粒级矿试样(X)中2mm以下粒级配制其碱度为2.2， 配加煤粉5.7％。

2、实验过程：

(1)、将配制好的试样分别压制成直径为6mm、高10mm的第一圆饼试 样201和直径为20mm、高10mm的第二圆饼试样202。

(2)、如图3所示，将第一圆饼试样201埋置在装有刚玉球204的石英烧 结器203中，然后将石英烧结器203放置在放样台205顶部的网孔底板上206 上，并通过升降杆207将石英烧结器203送入加热炉208中；按设置好的升温 制度先在1260℃、1270℃、1280℃、1290℃和1300℃下恒温烧结2min得到5 个试样，其次，分别在1280℃下恒温烧结1min、2min、3min得到3个试样。

(3)、如图4所示，将第二圆饼试样202放入石英烧结器203内刚玉球 204的上部，然后将石英烧结器203放置在放样台205顶部的网孔底板上206， 并通过试样升降杆207将石英烧结器203送入加热炉208中；按设置好的升温 制度先在1260℃、1270℃、1280℃、1290℃和1300℃下恒温烧结2min得到5 个试样，其次，分别在1280℃下恒温烧结1min、2min、3min得到3个试样。

(4)、对生产混匀矿2mm以下粒级重复以上(1)、(2)、(3)步。

3、实验结果分析：

分别对混匀矿(HY)和细粒级矿(X)每个第一圆饼试样201和第二圆饼 试样202的粘结刚玉球个数进行统计，对于试样第一圆饼试样201其正下方6 颗刚玉球不计入个数，结果见表1、表2所示。

表1铁矿粉随温度升高的烧结液相扩展能力测试结果

表2铁矿粉随烧结时间增加的烧结液相扩展能力测试结果

注：A表示横向粘结刚玉球个数；B表示纵向粘结刚玉球个数。

比较表1和表2数据结果，可以看出，混匀矿(HY)的液相横向和纵向 的扩展能力，随温度和时间的变化都要好于细粒级矿(X)。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1、在本申请实施例中，公开了一种测试2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展 能力的方法，包括：将粒级小于2mm的铁矿粉压制成圆饼试样；将所述圆饼 试样放置于石英烧结器中，其中，所述石英烧结器中装有多个钢玉球；将所述 石英烧结器送入加热炉中进行焙烧试验；待所述焙烧试验结束后，将所述圆饼 试样从所述石英烧结器中取出；根据粘结在所述圆饼上的刚玉球的数量，确定 所述铁矿粉的液相扩展能力。本申请实施例中的技术方案，实现了对2mm以 下粒级铁矿粉的液相扩展能力进行准确测试的技术效果，对于分析烧结液相的 流动和粘接效果具有重要意义。

2、在本申请实施例中，通过统计第一圆饼试样侧面粘结刚玉球的个数和 第一圆饼试样下底面粘结刚玉球的个数，来确定待测试铁矿粉的液相横向、纵 向的扩展能力，具有测试结果直观、准确的优点。

3、在本申请实施例中，比较原矿粉和生产混匀矿粉的液相扩展性能，对 于分析原矿粉对烧结料层透气性、烧结速度和烧结矿产量和质量等具有重要意 义。

实施例二

基于同一发明构思，如图2所示，本实施例提供了一种测试2mm以下粒 级铁矿粉的液相扩展能力的装置，包括：

放样台205；

石英烧结器203，置于放样台205上，其中，在石英烧结器203装有多个 刚玉球204。

进一步，所述装置还包括：

网孔底板206，设置在放样台205与石英烧结器203之间。

进一步，所述装置还包括：

升降杆207，与放样台下205端连接，升降杆207能够控制石英烧结器203 上升和下降。

进一步，所述升降杆207内部中空。

如图3所示，在进行测试铁矿粉液相横向扩展能力的试验时，第一圆饼试 样201埋置在装有刚玉球204的石英烧结器203中，石英烧结器203放置在放 样台205顶部的网孔底板上206上，放样台205与试样升降杆207通过螺纹连 接，烧结时通过试样升降杆207将石英烧结器203送入加热炉中208。

如图4所示，在进行测试铁矿粉液相纵向扩展能力的试验时，第二圆饼试 样202放置在石英烧结器203内刚玉球204的上部，石英烧结器203放置在放 样台205顶部的网孔底板上206，放样台205与试样升降杆207通过螺纹连接， 烧结时通过试样升降杆207将石英烧结器203送入加热炉中208。

本装置是用来研究和评价2mm以下粒级铁矿粉的液相扩展能力的，矿粉 碱度的配制和煤粉的用量是以烧结混匀矿中2mm以下粒级中熔剂、矿粉和燃 料比例为基准的，一般生产中2mm以下粒级的碱度为2.0～2.3，煤粉配比为 5.0％～6.0％，并按以下步骤进行准备：(1)如图3所示，将配制好的试验铁矿 粉压制成直径为6mm、高10mm的第一圆饼试样201，然后埋入的石英烧结器 203中直径为2.5mm钢玉球204中，用于对试验铁矿粉的横向扩展能力进行测 试，其中，液相的横向扩展能力测试是用于评价烧结液相向四周(除正下方) 的流动情况；(2)如图4所示，将配好的试验矿粉压制成直径为20mm、高10mm 的第二圆饼试样202，然后放置在烧结器203中直径为2.5mm刚玉球204上， 用于对试验铁矿粉的纵向扩展能力进行测试，其中，液相的纵向扩展能力测试 是为了评价烧结液相在垂直方向上的流动情况。

试验前，将配制好的装有试验试样(即：第一圆饼试样201或第二圆饼试 样202)和刚玉球204的石英烧结器203放置在放样台205上，放样台205上 部放置一网孔底板206，网孔底板206中心有一直径为15mm的孔洞，下部与 中空的升降杆206通过螺纹了连接。试验时，通过升降杆207将放样台205上 装有第一圆饼试样201或第二圆饼试样202的石英烧结器203送入加热炉208 中，并通过中空的升降杆207对烧结器下部进行抽风来模拟烧结过程，风量为 0.2L/h，按照设置好的升温制度，在1260℃、1270℃、1280℃、1290℃和1300℃ 下恒温烧结1～3min，在试验结束后通过计算第一圆饼试样201侧面粘结刚玉 球的个数和第一圆饼试样201下底面粘结刚玉球的个数，来比较在不同烧结温 下和烧结时间下各种铁矿粉的液相横纵扩展能力和变化情况。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本装置用于对铁矿粉烧结液相扩展能力进行测试，来研究铁矿粉的液相纵 向扩展能力和液相横向扩展能力，对于分析烧结液相的流动和粘接效果具有重 要意义。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基 本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。