生球和球团矿产品质量检验与鉴定

(1)还原度计算 还原度以三价铁状态为基准（即假定铁矿石 中的 铁 一定全时部间以后Fe所2O达3形到态的存脱在氧，程并度将，F以eR2Ot表3中示的，氧单当位作为1质00量%百)，分还数原。 计算公式如下： 还原时间t的还原度

Rt
0.11W1 0.430W2
m1 mt m 0.430W2
100% 100%
一、生球质量的检验
质量良好的生球是获得高产、优质球团矿的先决条件。 优质的生球必须具有适宜而均匀的粒度，足够的抗压强度 和落下强度以及良好的抗热冲击性。
1、生球粒度组成 生球的粒度组成用筛分方法测定。我国所用方孔筛尺寸
（mm ）为25×25、16×16、10×10、6.3×6.3，筛底的 有 效 面 积 有 400mm×600mm 和 500mm×800mm 两 种 。 可采用人工筛分和机械筛分。筛分后，用不同粒度（mm） >25.0、25.0-16.0、16.0-10.0、10.0-6.3和＜6.3的各粒 级 的 质 量 百 分 数 表 示 。 粒 级 生 球 粒 度 组 成 一 般 为 ： 1016mm粒级的含量不少于85%，>16mm和＜6.3mm的含 量均不超过5%。球团的平均直径以不大于12.5mm为宜。
mD1 mD2 mD3 mD0
100%（参考指标）
mD0 ——还原后转鼓其前的试样重量，g；
mD1 ——留在6.3mm筛上的试样重量，g；
mD2 ——留在3.15mm筛上的试样重量，g；
mD3 ——留在0.5mm筛上的试样重量，g；
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六、高温软化与熔滴性能
• 高炉内软化熔融带的形成及其位置，主要取决于 高炉操作条件和炉料的高温性能。而软化熔融带 的特性对炉料还原过程和炉料透气性将产生明显 的影响。为此，许多国家对铁矿石软化性的实验 方法进行了广泛深入研究。但是，到目前为止试 验装置、操作方法和评价指标都不尽相同。一般 以软化温度及温度区间，滴落开始温度和终了温 度，熔融带透气性，熔融滴下物的性状作为评价 指标。
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通常测定时，将规定粒度和质量的矿石 试样，经预还原（或不经预还原）后， 放入底部有孔的石墨坩埚内，试样上下 各铺有一定厚度的焦炭，焦炭除起直接 还原和渗碳作用外，下层焦炭还起气体 交换、调整试样高度和保持渣、铁滴落 的作用；然后上面荷重，并从下部通入 还 原 气 体 （ CO:N2=30:70 ） 。 还 原 气 体自下而上穿过试样层，按一定的升温 速 度 升 温至1400-1450℃ 。过程中的 有关测定参数（测定温度、料层收缩率 及还原气体通过料层的压差）和还原气 体成分都可自动记录和分析显示出来。
超过 0.2%；O2不超过0.1%。 • 还原温度：900±10℃； • 还原气体流量：15±1L/min(标态)； • 还原时间：180min
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试验程序要点
称取500g10.0-12.5mm经过干燥的矿石试样，放到 还原管中铺平；封闭还原管顶部，将惰性气体按标态 流量15L/min通人还原管中，接着将还原管放入还原 炉内，并将其悬挂在称量装置的中心（此时炉内温度 不得高于200℃）；按不大于10℃/min的升温速加热。
大量研究认为，在今后一定时期内，铁矿石的高温 性 能 应 努 力 达 到 ： 3h900℃ 的 还 原 度 应 大 于 或 等 于 65% ；还原低温粉化率RDI-3.15应低于30% ；烧结矿、 球团矿的开始软化温度高于1100℃ ，开始熔滴和滴落 温度分别高于1350 ℃和低于1500℃。
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7.2 生球和球团矿质量的鉴定
• 转鼓试验 转鼓： Ø 130×200mm，鼓内壁有两块沿轴向对称配置的 钢质提料板; 转速：30 ±1r/min 时间：10min
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试验结果表示
还原强度指标：RDI6.3
mD1 mD0
100%（参考指标）
还原粉化指标：RDI3.15
mD1 mD2 mD0
100%（考核指标）
磨损指标：RDI0.5 mD0
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2、生球的抗压强度
• 生球的抗压强度是指其在焙烧设备上所能承受料层负荷作 用的强度，以生球在受压条件下开始龟裂变形时所对应的 压力大小表示。抗压强度的检验装置大多使用利用杠杆原 理制成的压力机。
• 低温还原粉化性能的测定方法有静态法和动态法两种。 静态法的测定结果，有良好的线性相关关系，且设备 简单，转鼓工作条件好，密封问题易解决，操作较方 便，试验费用较低，结果稳定，并可与还原性能测定 使用同一装置，便于采用。因此大多数国家都采用静 态法。
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基本原理
• 把一定粒度范围的试样置于固定床中，在500℃温 度下，用CO、CO2和N2组成的还原气体进行静态 还原。恒温还原1h后，将试样冷却至100℃以下， 在室温下装入小转鼓 （Ø 130×200mm ）转300 转 后 取 出 ， 用 6.3mm 、 3.15mm 和 0.5mm 的 方 孔筛分级，测定各筛上物的质量，用还原粉化指 数（RDI）表示铁矿石的粉化性。
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7.1 烧结产品的质量指标与检验
评价烧结矿的质量指标主要有：化学成分及其 稳定性、转鼓强度、粒度组成与筛分指数、落下 强度、还原性、低温还原粉化性、软熔性等。
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一、烧结矿化学成分及其稳定性
• 成品烧结矿的化学成分主要检测：TFe、FeO、CaO、 SiO2、Al2O3、MnO、TiO2、S、P等。要求有用成 分要高 ，脉石成分要低，有害杂质（如S、P）要少。
我国优质烧结矿要求T≧70.00%和A ≦5.00% 。
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转鼓用5mm 厚钢板焊接而，转鼓内径1000mm ， 内宽成500mm，内有两个对称布置的提升板，用 50mm×50mm×5mm，500mm长的等边角钢焊接 在内壁上。 规定转速为（25±1）r/min共转8min，200转。
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二、粒度组成与筛分指数
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（2）还原速率指数计算
根据试验数据作出还原度Rt（%）与还原时间t（min）的关 系曲线。从曲线读出还原达到30%和60%时相对应的还原时间。
以三价铁为基为准，用原子比O/Fe为0.9（相当于还原度40%） 时的还原速率作为还原速率指数，以RVI表示，单位为%/min。 计算公式如下：
RVI
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四、还原性
还原性的测定方法不同，我国参照国际标准方法制定。 试验条件： • 还原管：双壁内径75mm，由耐热不起皮的金属板焊接
而成，为了放置试样，在还原管中装有多孔板。 • 试样：粒度10.0-12.5mm，质量500g； • 还原气体成分：CO 30%；N2 70%；H2、CO、H2O不
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以试样在加热过程中某一收缩值的温度，表示开始软化温 度和软化终了温度； 以还原气体压差陡升的拐点温度表示熔化开始温度； 第一滴液滴落下时温度表示滴落温度； 以气体通过料层的压差变化表示软熔带对透气性的影响； 滴落在下部接收试样盒内的熔化产物，冷却后，经破碎分 离出初渣和铁，测定相应的回收率和化学成分，作为评价熔 滴特性指标。
dRt dt
40
33.6 t60 t30
t30——还原度达到30%时所需时间，min； t60——还原度达到60%时所需时间，min； 33.6——常数。
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五、低温还原粉化性
• 烧结矿（或铁矿石）低温还原粉化性能是指矿石进入 高炉炉身上部大约在400-600℃之间的低温区还原时， 产生粉化的程度。块矿粉化程度高，对高炉炉料顺行 和炉内煤气流分布的影响很大。低温还原粉化性能的 测定，就是模拟高炉上部条件进行的。
在900℃时恒温30min，使试度样的质量达到恒量。 再以标态流量为15L/min的还原气体代替惰性气体， 持续180min。
在开始的15min内，至少每3min记录一次试样质量， 以后每10min记录一次。还原3h后，试验结束，切断 还原气体，将还原管及试样取至炉外冷却到100℃以下。
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试验结果表示
C 100 AA—1大00于%5mm粒级的量,kg。 筛分指数表明烧A结矿的粉末含量多少，此值越小越好。我
国要求优质烧结矿筛分指数C≦6.0%，球团矿C≧5.0 % 。
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三、落下强度
落下强度是另一种评价烧结矿常温强度的方法，用来衡量 烧结矿抗冲击的能力。目前，这一检测方法的试样量、落 下高度、落下次数都很不统一。
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转鼓指数： T m1 100%
m0
抗磨指数：
A m0 m1 m2 100%
m0
m0——入鼓试样质量，kg； m1——转鼓后，>6.3mm粒级部分的质量，kg； m2——转鼓后，6.3-0.5mm粒级部分的质量，kg；
T、A均取两位小数值。T值越高， A值越低，烧 结矿的机械强度越高。
• 烧结矿的化学成分稳定性要好，如化学成分波动会引 起高炉内温度、炉渣碱度和生铁质量的波动，从而影 响高炉炉况的稳定，使焦炭负荷难以在可能达到的最 高水平上保持稳定，不得不以较低焦炭负荷生产，使 高炉焦比升高，产量降低。因此要求各成分的含量波 动范围要小。
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烧结矿碱度一般用烧结矿中的w （CaO/SiO2）比值表示。
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试验条件
• 还原试验 还原管：双壁Ø 内75mm 试样粒度：10.0-12.5mm，质量500g； 还原气体：CO和CO2各为20%±0.5%;N2 60%±0.5%;H2<0.2%或2.0 %±0.5%;H2O<0.2%;O2<0.1% ； 还原温度：500 ±10℃; 还原气体流量：15±1L/min （标态）； 还原时间：60min;
目前我国对高炉炉料的粒度组成检测尚未标准化，推荐采 用 方 孔 筛 5×5 、 6.3×6.3 、 10×10 、 16×16 、 25×25 、 40×40、80×80等七个级别，其中前六个级别为必用筛， 使用摇动筛筛分，粒度组成按各粒级的出量用百分数表示。
筛分指数测定方法是：按取样规定在高炉矿槽下烧结矿加 入料车前取原始试样100kg ，等分为5份 ，每份20kg ， 放入筛孔为5mm×5mmm的摇筛，往复摇动10次，以小 于5mm的粒级质量计算筛分指数C。
• 转鼓强度是评价烧结矿常温强度的一项重要指标。 • 测定方法： 取烧结矿试样15±0.5kg ，以40-
25mm、25-16mm、16-10mm 三级按筛分比 例配制而成，装入转鼓，进行试验。试样在转动 过程中受到冲击和摩擦作用，粒度发生变化。转 鼓停后，卸出试样用筛孔为6.3mm×6.3mm和 0.5mm×0.5mm的机械摇动筛，往复30次，对各 粒级质量进行称量，并计算转鼓指数和抗磨指数。
测定方法：将粒度10-40mm烧结矿试样量20±0.2kg，从 2m高处，自由落到大于20mm厚的钢板上，往复四次，落 下产物用10mm筛孔的筛子 筛分后，取大于10mm部分百 分数作为落下强度指标。
F m1 100%
F——落下强度，%；
m0
m0——试样总质量，kg； m1—— 落下四次后，大于粒级部分的质量，kg。 合格烧结矿80%-83%,优质烧结矿F=86%-87%
一般认为，烧结过程中不加熔剂的烧结矿 称酸性烧结矿或普通烧结矿，加少量熔剂， 但高炉冶炼时仍加较多熔剂的称熔剂性烧结 矿，而加足熔剂，在高炉冶炼时不加或极少 量加（调碱度用）的称自熔性烧结矿，烧结 矿的碱度在1.5以上与酸性料组合成合理炉 料结构的烧结矿称高碱度烧结矿。球团矿的 区分与此相同。
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二、转鼓强度
m0——试样质量，g ； m1——还原开始前试样质量，g； mt——还原时间t后试样质量，g； W1——试验前试样中FeO含量，%； W2——试验前试 样的全铁含量，% ； 0.11——使FeO氧化到Fe2O3时所需的相应氧量的换算系数；
0.43——TFe全部氧化成时需氧量的换算系数。
标准规定，以180min的还原度指数作为考核指标，用RI表示。
7、生球和球团矿产品质量 检验与鉴定
• 烧结矿和球团矿的质量对高炉冶炼的效果及高炉 各项技术经济指标影响极大，改善烧结矿和球团 矿的质量是“精料”的主要内容。
• 随着高炉大型化、自动化以及要求最大限度地降 低燃料比，对高炉炉料的质量和炉料质量的检验 方法越来越重视，特别是各重点钢铁企业，把提 高生铁产量和质量着眼点放在“铁前”工作上， 对烧结矿和球团矿的质量提出了更高要求。