鐵礦球團(tuán)混合料的混勻度的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鐵礦球團(tuán)混合料的混勻度的測(cè)試方法，尤其設(shè)及鐵礦燒結(jié)球團(tuán)領(lǐng) 域的
[0002] 原料混合，屬于鋼鐵冶金領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003] 在鋼鐵冶金行業(yè)，球團(tuán)法和燒結(jié)法是礦物原料造塊兩大方法，也是高爐爐料人造 塊礦的兩種非常重要的造塊工藝。球團(tuán)法出現(xiàn)較晚，但是相對(duì)燒結(jié)法，在環(huán)保、節(jié)能、原料適 應(yīng)性、提高高爐產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本等方面具有優(yōu)勢(shì)，因此，球團(tuán)法造塊工藝正逐漸引起業(yè) 界的重視，發(fā)展速度日益加快。21世紀(jì)W來(lái)，各大鋼鐵企業(yè)紛紛開(kāi)始建設(shè)球團(tuán)生產(chǎn)線，國(guó)內(nèi) 球團(tuán)技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展期，生產(chǎn)水平不斷提高，球團(tuán)礦已成為行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的理想高爐 爐料結(jié)構(gòu)中的一部分。
[0004] 球團(tuán)工藝中原料主要是鐵精礦和膨潤(rùn)±，因鐵礦本身無(wú)黏性，沒(méi)有較好的成球性 能，所W需在鐵精礦中加入一定量的具有粘結(jié)性的膨潤(rùn)±，通過(guò)造球設(shè)備使之促進(jìn)鐵精礦 粉較快、較好的成球。因此球團(tuán)礦品質(zhì)的好壞（粒度、均勻性、強(qiáng)度），很大程度上取決于鐵 精礦和膨潤(rùn)±的混勻程度，能夠有效的檢測(cè)球團(tuán)原料混合后的混勻度，確保原料的混勻效 果，對(duì)球團(tuán)工藝的生產(chǎn)有重要的意義。
[0005] 原料的混合效果、均勻程度是用混勻度來(lái)衡量的。雖然球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝在我國(guó)得 到快速發(fā)展，但球團(tuán)原料混合均勻度檢測(cè)卻沒(méi)有有效的解決方法，W至混勻效果無(wú)法準(zhǔn)確 評(píng)價(jià)，球團(tuán)的成品質(zhì)量受到制約。
[0006] 借助肉眼準(zhǔn)確評(píng)價(jià)球團(tuán)原料的混勻度十分困難，其原因在于組成球團(tuán)原料的鐵精 礦和膨潤(rùn)上都是極細(xì)的粉狀物料，且粒度都小于-200 (小于0. 074mm)目占80%W上，最大 粒度不超過(guò)0. 2mm。鐵精礦成份復(fù)雜，許多都是來(lái)自不同的礦山，各自成份不同，物性各異。 膨潤(rùn)±在原料中的配比僅1%~3%，占比極低。因此，盡管鐵精礦與膨潤(rùn)±在顏色上有差 異，但經(jīng)混合后，混合料的整體顏色基本與鐵精的單一組份顏色一致，肉眼是無(wú)法分辨各成 分分布。
[0007]目前在物料混合方面，有許多測(cè)試混勻效果的方法，如掃描電鏡法、分布分形維數(shù) 法、像素格分析法、元素含量測(cè)定法等。該些大多在醫(yī)藥、食品和飼料行業(yè)應(yīng)用，且大部分都 受到一定的局限性，存在極明顯的缺陷，在冶金球團(tuán)原料混勻度測(cè)試上幾乎無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
[000引掃描電鏡法是對(duì)樣品做出電子圖像分析，觀察試樣雖直觀、方便，但此法的取樣很 少、代表性差，也不能對(duì)粉體的均勻性加W定量地描述，且掃描電鏡價(jià)格昂貴，測(cè)試成本過(guò) 高；分布分形維數(shù)法利用粒度分布分形維數(shù)來(lái)分析均勻度，但粒度分布分形維數(shù)值個(gè)別會(huì) 出現(xiàn)負(fù)數(shù)，說(shuō)明在計(jì)算分維時(shí)，計(jì)算方法有一定的局限性；像素格分析法是利用計(jì)算機(jī)灰度 相差較大的混合粉體分割成像素格來(lái)進(jìn)行對(duì)比，此法直觀、簡(jiǎn)單、易于操作且可W避免取樣 時(shí)帶來(lái)的問(wèn)題，但拍照覆蓋的范圍太小、代表性差，且只能對(duì)灰度相差較大的混粉進(jìn)行比較 好的分析；元素含量測(cè)定發(fā)是對(duì)物料中某一元素進(jìn)行定量檢測(cè)，所測(cè)元素必須在物料中含 量穩(wěn)定且易于檢測(cè)，通過(guò)多次取樣測(cè)量，與標(biāo)準(zhǔn)含量比較得出物料混合效果，次方法元素含 量測(cè)定比較復(fù)雜，且因冶金球團(tuán)領(lǐng)域的混合物料鐵精礦和膨潤(rùn)±各元素含量變化大，難W 找到穩(wěn)定的易于檢測(cè)的元素，故無(wú)法適用此方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種鐵礦球團(tuán)混合料的混勻度的測(cè)試方法。本發(fā)明實(shí)質(zhì)上是 一種球團(tuán)物料含水量測(cè)定法。冶金球團(tuán)領(lǐng)域混合料中含有一定量的膨潤(rùn)±，當(dāng)造球質(zhì)量達(dá) 到要求時(shí)，膨潤(rùn)±用量會(huì)保持在相對(duì)穩(wěn)定的量下，雖然膨潤(rùn)±成份比較復(fù)雜，含有蒙脫石、 伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、石英、長(zhǎng)石、方解石等，但是其主要成份為蒙脫石，含 量可達(dá)85%~90%，所W膨潤(rùn)上某些性質(zhì)都是由蒙脫石所決定。蒙脫石具有很強(qiáng)的吸濕 性，使膨潤(rùn)±可吸附8~15倍于自身體積的水量，而球團(tuán)原料中本身會(huì)含有8%左右的水 分，如果所述球團(tuán)混合物料得到有效均勻的混合，混合后的物料將被視為各處含水量都保 持一致，而如果膨潤(rùn)±混合不均，混合后物料中膨潤(rùn)±分布差異會(huì)很大，那么各處物料中含 水量也會(huì)差異很大，利用該一重要物性，可對(duì)混合物料的含水量取樣進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)所測(cè)數(shù) 據(jù)進(jìn)行混勻度計(jì)算，得出混合效果。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供鐵礦球團(tuán)混合料的混勻度的測(cè)試方法，該方法 包括W下步驟：
[0011] 1)取樣；1.1)W距離間隔取樣；在鐵礦球團(tuán)混合設(shè)備（作為一次混合機(jī)或初級(jí)混 合機(jī)）的物料出口之后在傳送皮帶上W該出口作為起點(diǎn)和W距離該出口有3 - 15米距離 處作為終點(diǎn)來(lái)確定一個(gè)取樣的區(qū)間（即該區(qū)間的長(zhǎng)度是3-15米，例如3-12米，如3-10米 或3-6米，如4米），并且將該取樣區(qū)間分為N個(gè)區(qū)段W便從該些區(qū)段中同時(shí)或幾乎同時(shí)或 同步取樣，所取樣品編號(hào)為1-N(即1，2, 3, 4…腳；或，1.2)W時(shí)間間隔取樣；在鐵礦球團(tuán)混 合設(shè)備的物料出口處，W規(guī)定的時(shí)間間隔（例如3-20秒，優(yōu)選4-15秒，更優(yōu)選5-10秒的時(shí) 間間隔）取樣，所取樣品編號(hào)為1-N(即1，2,3,4'''腳；
[0012] 2)針對(duì)所取的N個(gè)樣品，分別測(cè)量各個(gè)樣品的水分含量（即水分質(zhì)量除W所測(cè)樣 品質(zhì)量），記為Xi，i= 1、2、3N;
[0013] 3)對(duì)步驟2)所測(cè)N個(gè)樣品的含水量求平均值，平均值記為瓦
[0014]
[0015] 4)將步驟2)中所測(cè)N個(gè)樣品的含水量Xi和步驟3)中平均值i，求水含量標(biāo)準(zhǔn)差， 柄準(zhǔn)差記為S;
[0016]
[0017] 5)用步驟3)所得的平均值.i和步驟4)中得到的標(biāo)準(zhǔn)差S，求得本測(cè)試所需含水量 的變異系數(shù)CV值（％ )，此值至少保留兩位小數(shù)，CV公式為：
[001 引
[0019] 通常，經(jīng)由各類礦種的精礦粉儲(chǔ)料倉(cāng)、膨潤(rùn)±料倉(cāng)W及各自相應(yīng)的配料電子皮帶 砰依次將各種鐵礦粉、膨潤(rùn)±添加到在膠帶輸送機(jī)的運(yùn)動(dòng)皮帶上，然后將皮帶上的物料輸 送到一次混合機(jī)中進(jìn)行一次混合，獲得混合物料或鐵礦球團(tuán)混合料（該兩種術(shù)語(yǔ)或者被稱 作球團(tuán)礦原料）。
[0020] 該里所述的"鐵礦球團(tuán)混合料"是指在一次混合機(jī)中混合后所得到的物料。該鐵 礦球團(tuán)混合料被輸送至造球機(jī)（即二次混合機(jī)）中進(jìn)行造球。一般，在二次混合機(jī)中完成 燒結(jié)用物料的制?；蛑魄驁F(tuán)的過(guò)程（可W增加水蒸汽或霧化水，W提高制粒或造球效果）。 即，在二次混合機(jī)中獲得燒結(jié)用的鐵礦粒料或球團(tuán)。
[0021]N的數(shù)值一般是 5W上，更優(yōu)選是6, 7,8,9,10,11，12,13,14,15,16,17,18,19, 20。 例如，當(dāng)N是6時(shí)，取樣區(qū)段的編號(hào)或所取樣品的編號(hào)依次為1，2, 3, 4, 5,6。依此類推。
[0022] 在本申請(qǐng)中優(yōu)選的是，當(dāng)CV低于4時(shí)，球團(tuán)物料的混勻度是允許的或理想的。更 優(yōu)選的是，CV值低于3 (例如低于2. 5)，進(jìn)一步優(yōu)選低于2,如1. 5。
[0023] 優(yōu)選的是，對(duì)于步驟1)的取樣區(qū)間中的N個(gè)取樣區(qū)段，該些區(qū)段的長(zhǎng)度相同或大 致相同，也可W不相同。例如，當(dāng)取樣區(qū)段的長(zhǎng)度相同時(shí)，每一個(gè)區(qū)段的長(zhǎng)度都是0. 5-1. 5 米，如0. 5米或1米或1. 5米。
[0024] 此外，在步驟1)中取得的樣品被封裝于密封袋中。
[0025] 對(duì)于步驟2)中所述的測(cè)量物料水分含量的方法沒(méi)有特殊的限制。例如，采用水分 測(cè)量?jī)x器，或采用快速烘干法，即；物料快速烘干之前的重量減去物料被快速烘干之后的重 量再除W物料烘干之前的重量。
[0026] 對(duì)于水分測(cè)量?jī)x器，例如可W使用微波水分測(cè)定儀、紅外水分測(cè)定儀或者面素水 分測(cè)定儀。
[0027] 步驟1)中所使用的鐵礦球團(tuán)混合設(shè)備為立式強(qiáng)力混合機(jī)或者邱式強(qiáng)力混合機(jī)， 立式強(qiáng)力混合機(jī)的結(jié)構(gòu)是；物料從設(shè)備上部進(jìn)料，在混合桶中經(jīng)攬拌獎(jiǎng)攬拌混合后，于混合 桶底部卸料口排出，所述設(shè)備攬拌獎(jiǎng)、混合桶及卸料口均可調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)。邱式強(qiáng)力混合機(jī) 的結(jié)構(gòu)是；設(shè)備橫向擺放，物料從混合桶一端上部進(jìn)入，于另一端下部開(kāi)口排出，邱式混合 機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)不可調(diào)節(jié)。
[002引從鐵礦球團(tuán)混合設(shè)備的物料出口排出的混勻物料經(jīng)由傳送皮帶輸送至造球機(jī)。
[0029] 更具體地說(shuō)，上述方法的具體步驟如下：
[0030] (1)、取水分測(cè)量?jī)x器一臺(tái)，多個(gè)取樣密封袋；
[0031] (2)、在待測(cè)球團(tuán)原料混合后的物料中分區(qū)取樣，為防止水分蒸發(fā)，保證樣品的有 效、可靠，取樣區(qū)應(yīng)在混合設(shè)備物料出口 10m或15m內(nèi)區(qū)間，并封裝于步驟（1)中密封袋中， 取樣至少不少于5個(gè)，樣品個(gè)數(shù)記為N，每個(gè)樣品重量不少于lOg;
[003引（3)、從步驟似中所取樣品中，分別取部分物料于步驟（1)中水分測(cè)量?jī)x器中，現(xiàn)U 試其水分含量，每個(gè)樣水分含量百分?jǐn)?shù)，即水分質(zhì)量除W所測(cè)樣品質(zhì)量，記為Xi，i=1、2、 3N；
[0033](4)、對(duì)步驟（3)所測(cè)N個(gè)樣品含水量求平均值，平均值記為憂
[0034]
[003引妨、將步驟做中所測(cè)N個(gè)樣品含水量X郝步驟（4)中平均值i，求水含量標(biāo)準(zhǔn) 差，標(biāo)準(zhǔn)差記為s;
[0036]
[0037] 做、用步驟（4)所得平均值i郝步驟妨中得到標(biāo)準(zhǔn)差S，求得本測(cè)試所需含水量 的變異系數(shù)CV值（％ )，此值至少保留兩位小數(shù)，CV公式為：
[00%]
[0039] 在本申請(qǐng)中，優(yōu)選的是，當(dāng)CV低于4時(shí)，球團(tuán)物料的混勻度是允許的或理想的。更 優(yōu)選的是，CV值低于3 (例如低于2. 5)，進(jìn)一步優(yōu)選低于2,如1. 5。
[0040] 在本申請(qǐng)中，當(dāng)求得的CV值偏高，例如高于4時(shí)或高于4. 5時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取W下措 施；對(duì)于立式強(qiáng)力混合機(jī)，可調(diào)節(jié)混合設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，如攬拌獎(jiǎng)轉(zhuǎn)速、混合桶轉(zhuǎn)速或者卸 料速度，使之CV值降低理想狀況。對(duì)于邱式強(qiáng)力混合機(jī)，監(jiān)測(cè)CV偏高時(shí)，為滿足生產(chǎn)的球 團(tuán)質(zhì)量，可適當(dāng)增加膨潤(rùn)上配比。
[0041] 本測(cè)試方法所得含水量的變異系數(shù)CV值，即為所測(cè)球團(tuán)混合物料的混勻度，此數(shù) 值表示混合物料樣品中含水量的差異，此數(shù)值越大表示樣品水分含量差異變化大，可等視 為物料混合效果越差，反之混合效果越好。因此本方法的混勻度數(shù)值可W很好體現(xiàn)混合設(shè) 備混合能力即物料的混合效果，可作為工業(yè)應(yīng)用的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
[0042] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0043] 本方法原理簡(jiǎn)單、可靠。
[0044] 測(cè)試方法操作簡(jiǎn)便，易于使用，使用成本低。
[0045] 本方法測(cè)試速度快，可快速為企業(yè)提供生產(chǎn)依據(jù)，使企業(yè)能夠根據(jù)測(cè)試結(jié)果，迅速 對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證生產(chǎn)質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 一種鐵礦球團(tuán)混合料的混勻度的測(cè)試方法，該方法包括W下步驟：
[0047] 1)取樣；1. 1)W距離間隔取樣；在鐵礦球團(tuán)混合設(shè)備（作為一次混合機(jī)或初級(jí)混 合機(jī)）的物料出口之后在傳送皮帶上W該出口作為起點(diǎn)和W距離