[发明专利]一种测定烧结矿粘结强度特征数的方法

说明书

本发明公开了一种测定烧结矿粘结强度特征数的方法及装置，所述方法将测定烧结矿的粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度的比值定义为粘结强度特征数，本发明将粘结相与含铁矿物间所能承受的最大剪切力定义为粘结强度,将测定的粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度(800N)的比值定义为粘结强度特征数，用其评价烧结矿的整体强度并设计了测定粘结强度的设备。与其他评价烧结矿整体强度的方法相比，本发明中的评价方法更为直观、合理，本发明的工艺流程简单，工艺参数稳定。本发明中粘结强度特征数的测定可代替部分操作较为繁琐的烧结杯试验，有利于提高工作效率，更易于为生产技术人员接受和采纳。

技术领域

本发明属于高炉炼铁中的烧结技术领域，具体涉及一种测定烧结矿粘结强度特征数的方法。

背景技术

随着我国钢铁企业产能过剩，钢铁企业普遍处于亏损状态，国内高炉炼铁为谋求生存，合理高效利用低品位铁矿粉来降低生产成本对企业摆脱困境很有必要。低质铁矿资源的特点是成分和性能波动较大，且某些烧结性能较差，但烧结中的使用量不大。通过不同种类铁矿粉的合理搭配，不但可在一定程度上改善铁矿石冶金性能，保证高炉生产的经济技术指标稳定，也能够达到降低生产成本的目的。不同铁矿粉的合理搭配，需通过烧结杯试验来获取一些基本参数，为了更准确地模拟烧结生产过程，烧结杯容积趋于大型化，使得其工作量增大，试验周期变长。通过铁矿粉烧结基础特性的研究，获得铁矿粉基础性能的信息和数据，既可减少烧结杯试验，降低工作量，提高工作效率，又可以应对在低质矿种的频繁变化时能够合理调整烧结配料。其中，烧结矿强度是评价烧结矿质量的重要指标之一。

近年来，高炉大型化的发展对烧结矿强度提出了更高的要求。在烧结矿倒运过程中，低强度烧结矿更易粉化，导致炉内料柱透气性变差，不利于高炉稳定顺行。因此对烧结矿的强度进行合理表征很有必要。文献《铁酸钙粘结相自身强度的研究》(李光森，窦力威，尚策，等.东北大学学报(自然科学版)，2009，30(2)：225)对粘结相强度作了相关研究。研究表明粘结相的抗折强度与抗压强度相比，抗折强度较小，且抗折试验的结果与烧结杯试验的烧结矿转鼓强度有较好的吻合。因此，粘结相所能承受的最大切应力与最大正应力相比，最大切应力较小。实验结果表明，与粘结相自身所能承受的最大切应力相比，粘结相与含铁矿物之间所能承受的最大切应力较小。因此，将含铁矿物与粘结相之间的所能承受的最大剪切力定义为粘结强度，并用其评价烧结矿的整体强度较为合理。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种测定烧结矿粘结强度特征数的方法，所述方法将粘结相与含铁矿物间所能承受的最大剪切力定义为粘结强度，同时采用粘结强度测试装置对粘结强度进行测定，将测定的粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度的比值定义为粘结强度特征数，并用其评价烧结矿的整体强度；

进一步地，所述方法包括：

S1：将铁矿粉和分析纯CaO试剂研磨成粒度＜149μm的细粉状，干燥后待用；

S2：用电子天平分别称取0.60g二元碱度为3.0的铁矿粉和CaO的混匀矿以及4.50g、2.25g铁矿粉，在压片机上分别压制成直径8mm×(5-6)mm的圆柱试样和直径20mm×4mm以及直径14mm×4mm的铁矿粉圆片试样；

S3：将铁矿粉与CaO的混匀矿置于两个铁矿粉圆片之间，放入高温炉内按设定的升温制度进行焙烧；

S4：待试样冷却至室温后，将直径较大的圆片试样嵌入第一铁片的凹槽内，中间圆柱试样与第二铁片的凹槽相切接触，将第三铁片向内推动，与直径较小的圆片试样紧密接触，拧动螺栓，使之牢牢固定；

S5：通过万能压力试验机对直径较大的圆片试样施加向下的压力，直至直径较大的圆片试样与圆柱试样完全分离，同时，计算机将记录下测定过程中所施加的压力，其中，最大施加压力即为粘结强度；

S6：将测定的粘结强度与能满足工厂生产要求标准的烧结矿粘结强度的比值定义为粘结强度特征数，其量纲为1；