国家标准 GB/T13242一2017 代替GB/T13242一1991 铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法 ronores一Low-temperaturedisintegrationtest Methodusingcoldtumblingafterstaticreduction 2017-10-14发布 2018-07-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T13242一2017 铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法警示本标准的使用可能涉及某些危险的材料、操作和设备,但并未对与此有关的所有安全问题都提出建议在使用本标准之前有责任采用适当的安全和保护措施,并保证符合国家有关法规规定的条件范围本标准规定了铁矿石低温粉化试验的试验条件、试验设备、试样制备、试验步骤、结果计算和试验报告注，所规定的试验方法的特点是;在固定床中,用co,co和N，的混合气体进行等温还原后,在室温下用转鼓进行粉化试验;试样具有一定的粒度范围本标准适用于以还原粉化指数表示的铁矿石(包括天然铁矿石、烧结矿、球团矿,以下简称铁矿石的还原粉化性能测定规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T6003.1试验筛技术要求和检验第1部分:金属丝编织网试验筛 GB/T6003.2试验筛技术要求和检验第2部分:金属穿孔板试验筛 GB/T6005试验筛金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板筛孔的基本尺寸 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T10322.1铁矿石取样和制样方法 GB/T20565铁矿石和直接还原铁术语术语和定义 GB/T20565界定的以及下列术语和定义适应于本文件 3.1 还原粉化指数reduetiondisintegrationindes RD1 还原后的铁矿石通过转鼓试验后的粉化程度,分别用转鼓试验后筛分得到的大于6,.30mm,大于 3.15mm和小于500Mm的物料质量与还原后和转鼓前试样总质量之比的百分数表示,并分别表示为: RDI十6.3，RD十3.15和RDI一0.5 基本原理 mmmm12.5mnm 取500g粒度为10.0 的试料,在固定床中,在500C温度下,用CO,CO,N 组成的还原气体进行静态还原
GB/T13242一2017 还原1h后,将试样冷却到100C以下,用低温粉化转鼓转300r,然后用孔宽为6.30mm,3.15 mm 和500Mm的方孔筛进行筛分用还原粉化指数表示铁矿石的粉化程度 5 试验条件 5.1还原气体条件本标准所用的气体体积和流量采用标准状态下0C和101.325kPa)的体积和流量 5.2还原气体成分 CO:20%士0.5%体积分数 co.;20%士0.5%<体积分数 60%士0.5%(体积分数) N 5.3还原气体纯度 co,99.9%体积分数); CO.: 99.7%(体积分数)脱水,脱氧 N.99.99%(体积分数). 5.4还原气体流量整个试验期间,还原气体的标态流量为15L/nmin士0.5L/min 5.5试验温度试样在500C的温度条件下还原,在整个试验期间保持500C士5C 试验设备 6 6.1气体的净化、配置系统气体的净化、配置系统包括 N 质量流量控制器;量程20L/min,精度不低于士1.5%F.S a b) cO 质量流量控制器;量程3L/min,精度不低于士1.5%F.S CO质量流量控制器;量程3L/min,精度不低于士1.5%F.S. c 洗气十配气室容积;<5L 使用cO发生炉发生cO时,c0的净化系统除外 d 质量流量计每年至少校准一次在没有瓶装c的地区,可以参见附录A的一氧化碳发生炉及净化系统制造c0气体 6.2还原管还原管与筛板结构示意图见图1,反应管内径75mm士1mm,由耐热不起皮金属制成,能耐 500以上的温度
GB/T13242一2017 单位为毫米 5 V 说明气体出口; 上部控温点中部控温点; 下部控温点; -铁矿石试料; -筛板; -反应管; 气体均配管; -还原气人口图1还原管与筛板结构示意图 6.3还原炉三段式加热炉,在线显示恒温区温度,试验时保证试料层在500C士5C恒温区之内三段电炉加热炉每段可单独调节控温,三段独立控温管式加热电阻炉结构示意图见图2
GB/T13242一2017 说明下段内嵌错纤维加热套; -试料底部监控热电偶; 中段内嵌错纤维加热套; -试料中部监控热电偶上段内嵌结纤维加热套; 试料上部监控热电偶图2三段独立控温管式加热电阻炉结构示意图 6.4温度控制装置 6.4.1温度控制装置有三路温度显示系统,实时显示试料层上,中、下温度,保证还原气体与试料反应时,进人试料层的气体温度、整个试料层温度稳定在500士5范围之内 6.4.2温度控制精度为500C士5,温度控制精度等级应不低于0.2级 6.4.3三点式监控热电偶结构示意图见图3,三点式监控热电偶不低于工业级级,热电偶测量端分别位于试料中心的上部、中部和下部
GB/T13242一2017 单位为毫米说明 -上段控温电偶; -中段控温电偶下段控温电偶 3 图3三点式监控热电偶结构示意图 6.5低温粉化转鼓 6.5.1恒定转速:30r/min 6.5.2转鼓内径130mm士1lnmm、内长200mm士1lmm的钢质容器,转鼓简壁厚度不小于5mm 鼓内壁有2块沿轴向对称安置的钢质提料板,长200mm士1mm,宽20mm士1mm,厚不小于2mm 鼓的一端封闭,另一端用密封盖密封密封盖应能保证粉尘不外泄,低温粉化转鼓结构图见图4 单位为毫米 200 说明: -密封盖; -固定卡子 3 -提料板转鼓壳体图4低温粉化转鼓结构图
GB/T13242一2017 6.5.3定期检查一次转鼓转数及转鼓磨损情况,如果超过300r/10min士10r/10min或鼓体尺寸不符合6.5.2要求,应及时修补和更换 6.6辅助设备 6.6.1电子天平:精度不小于0.1g 12.5 6.6.2试样筛分;符合GB/T6003.1,GB/T6003.2和GB/T6005规定,配备16.0mm,、 mm,l0.0mm 的方形筛孔 6.6.3振筛机:振幅40mm,频率120r/min. 6.6.4方孔筛6.3mm,3.15mm,500Am,木框,筛面330mm×220mm,应符合GB/T6003.1、 GB/T6003.2和GB/T6005的规定 6.6.5二分器:槽宽32mm. 6.6.6一氧化碳报警器;固定式,便携式各一台,现场操作人员需随身携带 6.6.7数粒机;粒度范围10.0mm一12.5mm. 试样制备 7.1概述试验试样应按照GB/T10322.1的规定进行取样和制样试验试样应在105C士5C温度下烘干时间不小于2h,然后冷却至室温,并保存在干燥器中低温还原粉化试验试样的总量不少于2.5kg(干料) 7.2球团矿试料制备通过筛分得到粒度范围为10.0mm12.5mm的部分,并按随机的方法缩分,制备出4份一5份作为还原粉化试验用的试样 7.3天然铁矿和烧结矿试料制备试样的粒度范围为10.0mm~12.5nmm,按下列规定制备筛出大于12.5mm的试样,并小心破碎大于12.5mm部分,直至全部通过16.0mm的筛子然后合并各部分进行筛分从试样中筛除大于12.5mm和小于10.0nmm的部分然后将得到的10.0mmm- 12.5mm部分试样混匀,并按随机的方法缩分,制备出4份一5份,作为还原粉化试验用的试样 8 试验步骤 8.1测定次数对于一次检验,至少要进行两次试验 8.2试料量试料质量为500趴(士1粒),精确至01g,并记为mn 8.3还原程序警示由于一氧化碳和含有一氧化碳的还原气体是有毒气体,还原试验应该在良好的通风环境中或抽风罩下进行为了保证操作人员的安全,应该根据国家的有关安全规则,采取预防措施
GB/T13242一2017 8.3.1铁矿石低温粉化实验工艺流程图见图5,把试样放到还原管中,放人三点式热电偶,将试料表面铺平,封闭还原管将N，通人还原管,标态流量为5L/min,然后把还原管放人还原炉中放人还原管时的炉内温度不得大于200C 8.3.2试样放人还原管后,还原炉开始加热,升温速度不得大于10C/min 当试样温度为500C时，增大N，流量到15L/min 在500恒温30min,使温度恒定在500C士5C之间 8.3.3通人15L/min士0.5L/min标态流量的还原气体,代替惰性气体,连续还原1h 还原1h后,停 ,然后将还原管提出炉外进行冷却止通人还原气体,并向还原管中通人惰性气体,标态流量为5L/ mir 1 到100C以下,试验结束 co 说明: CO钢瓶; cO钢瓶; 钢瓶; -CO减压阀; CO减压阀 -N，减压阀 co质量流量控制器; CO，质量流量控制器; N，质量流量控制器还原气混气室 10 1l1 控制柜; 12 三点控温偶; 下加热段 1 14 中加热段; 15 上加热段; l 还原炉体; 1 反应管; 18- -电动升降机构图5铁矿石低温粉化实验工艺流程图 8.4转鼓试验从还原管中小心倒出试样,测定其质量为mw,然后把它放到转鼓里,固定密封盖,以30r/min士
GB/T13242一2017 lr/min的转速转300r 从转鼓中取出所有试样,用振筛机筛分60s 测定并记录留在6.30 mm(mm),3.15 mm(me)和 500 4m(m)各粒级筛上的试样质量在转鼓试验和筛分中损失的粉未可视为小于500m的部分,并记人其质量中 G 结果计算 9.1计算公式还原粉化指数RD用质量分数表示,按式(1),式(2)和式(3)计算 m RDI ×100% mx m十m2 RDI 100% I+3.1s m m-m十m十m RDI ×100% + 3 -0.5一 m 式中 -还原后转鼓前试样的质量,单位为克(g); m 留在6.30mm筛上的试样质量,单位为克(g); mn1 留在3.15mm筛上的试样质量,单位为克(g): m2 -留在5004m筛上的试样质量,单位为克(g) mx 试验结果精确到小数点后一位数,按GB/T8170规则修约试验结果的评定,以RDL真的结果为考核指标,RDL和RDL_0只作为参考指标 9.2重复性和试验次数还原粉化指数RD两个试验结果之间的极差的大小,将决定是否需要进行补充试验,极差范围的等级列于表1 表1极差范围极差范围 x X1一还原粉化指数平均值RDl(质量分数)/% 100 95 l.5 1.8 2.0 90 3.0 3.6 3.9 85 4.5 5.4 5.9 80 7. 6,0 7.8 75 7.5 9.0 9.8 50 7.5 9.0 9.8 25 7.5 9.0 9.8 20 6.0 7.2 7.8 15 4.5 5.4 5.9 10 3.0 3.6 3.9 1.5 l.8 2.0
GB/T13242一2017 最终试验结果数值的确定程序见a)d),平均指数精确到小数点后一位数字规定X1、X,X和X分别为第一次,第二次,第三次,第四次试验的结果规定X和X分别为本次检验的3个或4个结果中的最大值和最小值如果X1-X |C,则舍去X和X,取其余两个中间值的平均值 -X 如果B< -次就要再做两次试验,得出X、X 包括下面两种情况: 1如果X XmmC,则舍去X和x.,取其次两个中间值的平均值如果X max" d 如果X1一X>C,则一次就要再做两次试验,得出X、X1,舍去其中的Xm和Xmmn,取其中两个中间值的平均值 0试验报告本标准的试验结果应与其他试验,特别是那些表示铁矿石在还原时的其他治金性能的试验结果联系起来考虑试验报告应包括以下内容试验单位 a 试验报告发表日期; b 参照本标准; c 试样说明;包括试料编号,原始质量、粒数和粒度范围 d 还原粉化指数RD e 还原气体组成; 筛分方法、筛分时间 8 h)人鼓前后试料的总质量; 本标准中没有规定的但可能影响实验结果的其他操作和实验条件
GB/T13242一2017 附录A 资料性附录) -氧化碳发生炉警示- -氧化碳是无色,无味对人体有伤害有毒的气体本实验使用一氧化碳发生炉时,一氧化碳要随产随用,不允许储存使用完毕后,要用氮气或空气清扫试验设备及管路,室内应安装一氧化碳报警仪,试验在有良好通风条件的场合中进行,室内的一氧化碳浓度不允许超过50×10- 原理 A.1 将木炭装人金属反应器中,加热到900C通人氮气,通过干溜,使木炭脱水、脱氢及去除其他挥发分,然后通人cO气体,与木炭反应生成co气体 A.2原料 N,CO、木炭 N99.99% CO.;99.5%; 木炭;灰分<5.0%;固定碳>70%;小于10mm的颗粒<10% A.3设备 C0发生炉工艺流程图见图A.1,包括反应罐;材质GH3044,带汽水分离器 a b 加热炉:工作温度;l000C 控温装置:控温范围,常温~1000C c d 净化装置: 净化气体末端安装三级过滤器脱水剂;变色硅胶 cO 吸附剂:碱石灰 e 气体流量计 N流量控制器;量程0I/min5L/min,精度<1.0%F.S; CO流量控制器:量程0L/min5L/min,精度<1.0%F.S; CO流量检测器;量程0L/min~5L/min,精度<1.0%F.S. A.4co发生步骤 A.4.1木炭干憎 Co发生炉启动,200C时向炉内通人流量为5L/min的氮气,加热到950C时恒温,开始干憎过程,以脱除木炭中的水分与挥发分,恒温60min后,停止干榴过程 10
GB/13242一2017 A.4.2co发生、,洗气与配气向发生炉内通人1.5L左右cO.,产出cO经过脱水,脱cO.,脱尘,进人cO流量检测器,通过调节cO流量保证cO流量达到3.00L/min士0.01L/min,气体进人混合器与3.00L/min士0.01L/minm 的cO.,9.00L/min士0.01L/min的N混合,配制成合格的试验用还原气后方可开始试验 A.4.3气路清洗试验结束后，cO切换为N,流量为5L/min,排清反应罐、管路、洗气系统中的CO,试验结束 18 16 15 co N 0oo 说明: co钢瓶; 气体出口反应管; -N 钢瓶; 12 CO流量控制器 13 脱水器 N，流量控制器脱co 14 控温仪; 15 气体分析; 16 控温热电偶混气罐加热端子; 17 转换阀; 18 Co出口; 加热炉体; 气体人口排空出口 l9 0- 木炭; 图A.1co发生炉工艺流程示意图

铁矿石低温粉化试验静态还原后使用冷转鼓的方法GB/T13242-2017

1. 引言

铁矿石是炼钢过程中必不可少的原料之一，而其还原率是影响钢质品质的关键因素之一。为了提高铁矿石的还原率，需要采用适当的烧结试验方法。本文介绍了一种适用于难还原性铁矿石的低温粉化试验方法——静态还原后使用冷转鼓法。

2. 测试原理

在低温粉化试验中，将铁矿石与还原剂混合后，在高温条件下进行还原反应，反应产物经冷却后即为还原矿。该方法的关键在于如何提高铁矿石的还原率，以便获得高质量的还原矿。

静态还原后使用冷转鼓法是一种先将铁矿石进行静态还原处理，然后通过冷转鼓来进一步提高其还原率的方法。具体步骤如下：

将铁矿石与还原剂按一定比例混合均匀；
将混合料加入烧结试验装置中，进行实验烧结；
在烧结结束后，将试样进行静态还原处理，使其中的氧化物得到还原；
将还原后的试样放入冷转鼓中，进行冷还原过程，进一步提高铁矿石的还原率。

3. 实验结果

经过多次实验验证，静态还原后使用冷转鼓法可以显著提高铁矿石的还原率，从而获得更高质量的还原矿。同时，该方法也适用于难还原性铁矿石的烧结试验，具有广泛应用价值。

4. 结论

静态还原后使用冷转鼓法是一种可行的铁矿石低温粉化试验方法，可以有效提高铁矿石的还原率。在实际应用中，需要根据铁矿石的特性和实验条件进行调整和优化，以获得最佳的试验效果。