铁矿石低温还原粉化率的测定
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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
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
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；
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
• 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。
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/min
2 还原气体成分 CO 20%±0.5%，CO2 20%±0.5%，N2 60±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
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。
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：
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
• 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。
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。
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。
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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入得鼓大试于样1.量0%m，0和即转鼓后筛分分级总出量（m1+Fra Baidu bibliotek2+m3）之差不
m0 (m1 m2 m3) 100%＜1.0% m0
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 RDL6.3 1.4%(绝对值) 两次粉化指数差值 RDL0.5 0.8%(绝对值)
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
• 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)
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• 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。
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
致谢
谢谢！
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
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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
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。
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三 检测方法
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；
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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
• 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。
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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/min
2 还原气体成分 CO 20%±0.5%，CO2 20%±0.5%，N2 60±0.5%%
3 实验温度 500±10℃
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实验仪器、设备
1 还原实验仪器、设备
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实验仪器、设备
2 转鼓实验仪器、设备
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实验步骤
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。
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• 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：
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。
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• 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。
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• 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。
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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。
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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。
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误差要求
1.允许误差 ①入得鼓大试于样1.量0%m，0和即转鼓后筛分分级总出量（m1+Fra Baidu bibliotek2+m3）之差不
m0 (m1 m2 m3) 100%＜1.0% m0
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 RDL6.3 1.4%(绝对值) 两次粉化指数差值 RDL0.5 0.8%(绝对值)
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
• 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)
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• 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。
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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。
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致谢
谢谢！
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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