鐵礦石 同化性能測(cè)定方法

ICS73.060.10

CCSD31

中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)

GB/TXXX—202X

鐵礦石同化性能測(cè)定方法

Methodfordeterminationoftheassimilationperformancetestingofironores

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

GB/T—XXXX

鐵礦石同化性能測(cè)定方法

1范圍

本文件規(guī)定了鐵礦石同化性能測(cè)定方法的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)條件、試樣制備、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)采集和

試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于鐵礦石同化性能的測(cè)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10322.1鐵礦石取樣和制樣方法

GB/T6005試驗(yàn)篩金屬絲編織網(wǎng)、穿孔板和電成型薄板篩孔的基本尺寸

GB/T1481-1998金屬粉末在壓制（不包含硬質(zhì)合金粉末）在單軸壓制中壓縮性的測(cè)定。

3定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鐵礦石的同化性能assimilabilityoftheironorefines

鐵礦石的同化性是指鐵礦石粉中鐵氧化物與CaO的反應(yīng)能力，反映了鐵礦石粉在燒結(jié)過程中生成

液相的難易程度，對(duì)燒結(jié)礦成礦有至關(guān)重要的作用。

3.2

同化反應(yīng)開始assimilationreactionstarting

同化過程中鐵礦石粉試樣和CaO試樣接觸界面出現(xiàn)潤濕現(xiàn)象判定為同化反應(yīng)開始，此時(shí)在鐵礦石

粉試樣和CaO試樣的界面上鐵酸鈣系液相已經(jīng)形成，鐵礦石粉試樣與CaO試樣接觸處的潤濕角小于

90°，表明同化反應(yīng)開始。

3.3

同化反應(yīng)結(jié)束assimilationreactionfinishing

同化過程中，觀察到在3min內(nèi)鐵礦石粉試樣外形不再變化，表明同化反應(yīng)結(jié)束。

3.4

同化開始溫度assimilationstartingtemperature

Ts

同化反應(yīng)開始時(shí)的溫度。

3.5

同化開始時(shí)間assimilationstartingtime

ts

同化反應(yīng)開始時(shí)的時(shí)間。

3.6

同化結(jié)束溫度assimilationfinishingtemperature

Te

試樣外形不變化的最低溫度。

3.7

同化結(jié)束時(shí)間assimilationfinishingtime

te

記錄同化結(jié)束溫度時(shí)的時(shí)間。

3.8

平均同化溫度meanassimilationtemperature

T

同化反應(yīng)開始溫度到同化反應(yīng)結(jié)束溫度的平均值。

3.9

同化反應(yīng)時(shí)間assimilationtime

t

同化反應(yīng)結(jié)束與同化反應(yīng)開始的時(shí)間差。

3.10

同化反應(yīng)體積分?jǐn)?shù)assimilationreactionvolumefraction

φ

鐵礦石粉同化反應(yīng)的體積占鐵礦石粉試樣最初體積的百分比，單位%。

3.11

升溫速率heatingrate

β

1100℃以上的升溫速率，單位℃/s。

3.12

燒結(jié)溫度sinteringtemperature

T燒

燒結(jié)過程中的最高燒結(jié)溫度，單位℃。

3.13

同化反應(yīng)參數(shù)assimilationindex

R

表征鐵礦石粉同化反應(yīng)溫度與燒結(jié)生產(chǎn)溫度差別的影響。

3.14

同化反應(yīng)速度assimilationreactionvelocity

Vz

同化反應(yīng)體積分?jǐn)?shù)與同化反應(yīng)時(shí)間之比。

3.15

修正的同化反應(yīng)速度modifiedassimilationreactionvelocity

VR

修正后的同化反應(yīng)速度。

3.16

修正參數(shù)modifiedparameter

2n

同化反應(yīng)速度的修正參數(shù)。

3.17

修正參數(shù)的指數(shù)exponentofmodifiedparameter

n

平均同化溫度與燒結(jié)溫度的差值除以10所得值。

3.18

同化反應(yīng)特征數(shù)characteristicnumberofassimilationreaction

TR

表征鐵礦石粉自身同化反應(yīng)溫度與燒結(jié)生產(chǎn)溫度之差對(duì)同化反應(yīng)速度的影響。

4原理

將由規(guī)定粒度制成的特定尺寸的鐵礦石粉試樣放置在由規(guī)定粒度制成的特定尺寸的CaO試樣的中

心位置，并將二者放入高溫爐中，按一定升溫制度開始升溫。記錄同化開始溫度（Ts）、同化開始時(shí)間

（ts

）、同化結(jié)束溫度（Te）、同化結(jié)束時(shí)間（te），計(jì)算同化反應(yīng)時(shí)間（t）、平均同化溫度（T）、同化

反應(yīng)速度（Vz）、修正參數(shù)的指數(shù)（n）、修正的同化反應(yīng)速度（VR）、同化反應(yīng)參數(shù)（R）和同化反

應(yīng)特征數(shù)（TR）。

5試驗(yàn)設(shè)備

5.1鼓風(fēng)干燥箱

溫度能控制在105℃±5℃。

5.2震動(dòng)磨樣機(jī)

5.2.1裝料粒度：≤25mm。

5.2.2裝料重量：≤500g。

5.2.3出料粒度：0.074mm~0.15mm。

5.3試驗(yàn)篩

方孔篩，符合GB/T6005的規(guī)定，尺寸：0.106mm、0.074mm。

5.4電子天平

量程≥500g，精度≤0.001g。

5.5模具

模具見圖1。

說明：

1——CaO試樣模具上模沖

2——CaO試樣模具陰模

3——CaO試樣模具下模沖

4——CaO試樣

5——鐵礦石粉試樣模具上模沖

6——鐵礦石粉試樣模具陰模

7——鐵礦石粉試樣模具下模沖

8——鐵礦石粉試樣

9——脫模器

10——鐵礦石粉試樣脫模桿

11——CaO試樣脫模桿

圖1模具圖

模具應(yīng)滿足如下要求：

5.5.1模具材質(zhì)：不銹鋼、碳素工具鋼或者硬質(zhì)合金

5.5.2上下面平行精度：0.02

5.5.3孔面垂直精度：0.02

5.5.4孔面精度：0.2

5.5.5摸沖與陰模間隙：0.12mm

5.5.6CaO試樣模具上下模沖間距：4mm±0.1mm

5.57鐵礦石粉試樣模具上下模沖間距：5mm±0.1mm

5.6壓片機(jī)

試驗(yàn)機(jī)的壓制力為50~100kN，在不大于10kN/s速度下平穩(wěn)加壓。

5.7試驗(yàn)用高溫爐

臥式高溫爐爐體機(jī)構(gòu)見圖2。

1234567

說明：

1——熱電偶

2——?jiǎng)傆窆?/p>

3——電爐

4——樣品

5——瓷舟

6——攝像機(jī)

7——計(jì)算機(jī)

圖2臥式高溫爐爐體機(jī)構(gòu)

試驗(yàn)用高溫爐，應(yīng)滿足如下要求：

5.8.1爐體結(jié)構(gòu)：臥式電阻爐。

5.8.2加熱材料：U型硅鉬棒（恒溫區(qū)域＞150mm）

5.8.3爐膛熔積：Ф100mm×500mm

5.8.4使用溫度：1600℃。

5.8.5控溫位置：控溫點(diǎn)設(shè)在加熱體橫向中心位置。

5.8.6瓷舟位置：加熱體橫向中心位置

5.8.7樣品位置：加熱體橫向中心位置

5.8.8控溫精度：試驗(yàn)全程±3℃。

5.8.9攝像頭像素：≥1000萬。

5.8.10攝像拍攝間隔：3s。

5.8.11試驗(yàn)氣氛：氧化性或弱還原性

5.8.12測(cè)量精度：符合國標(biāo)GB/T219—2008

6試驗(yàn)條件

6.1氣氛：空氣。

6.2CaO分析純：符合國標(biāo)GB1262-92，白色或帶灰色塊狀或顆粒，CaO含量（灼燒后）≥98%。

7試樣制備

7.1取樣與制樣

按照GB/T10322.1的規(guī)定進(jìn)行取樣和試樣的制備。

7.2烘干

烘干溫度：105℃±5℃，烘干時(shí)間：≥2h。

7.3磨樣

時(shí)間：1min。

7.4制樣

7.4.1鐵礦石粉試樣制備

研磨后的鐵礦石粉通過篩分得到0.106mm~0.074mm鐵礦石粉，數(shù)量不少于50g，秤取0.8g±0.01g

放入鐵礦石粉制樣模具內(nèi)，在壓片機(jī)上壓制得到Ф8mm×5mm的鐵礦石粉試樣。將鐵礦石粉試樣的兩

個(gè)平面用100目砂紙打磨，去掉毛刺，便于與CaO試樣緊密接觸。

如果鐵礦石粉試樣不能壓制成型，需要重新制樣，可在壓制時(shí)給鐵礦石粉加入純凈水等粘結(jié)劑，并

在試驗(yàn)報(bào)告中注明。

7.4.2CaO試樣制備

秤取CaO分析純粉末2.0g±0.01g，放入CaO制樣模具內(nèi)，在壓片機(jī)上壓制得到Ф25mm×4mm的

CaO試樣。

8試驗(yàn)步驟

8.1試驗(yàn)次數(shù)

對(duì)同一樣品，至少測(cè)定2次。

GB/T34211-2017

8.2裝樣

將CaO試樣放在瓷舟中間位置的平面上，然后將鐵礦石粉試樣放在CaO試樣的中心位置，如圖3

所示，再將瓷舟推入高溫爐內(nèi)的指定位置。

1

2

說明：

1——CaO試樣

2——鐵礦石粉試樣

圖3鐵礦石粉試樣與CaO試樣疊放圖

8.3升溫程序控制

高溫爐溫度低于900℃時(shí)，升溫速度為15℃/分鐘；900℃至試驗(yàn)結(jié)束，升溫速度為5℃/分鐘。

8.4數(shù)據(jù)采集

試驗(yàn)過程的圖像由攝像頭通過高溫爐透視孔的柵格玻璃進(jìn)行記錄。按照?qǐng)D4所示，根據(jù)鐵礦石粉試

樣與CaO試樣接觸處的潤濕角是否小于90°、試樣外形是否繼續(xù)變化來判定同化反應(yīng)開始或結(jié)束，并

記錄同化開始溫度Ts、同化開始時(shí)間ts、同化結(jié)束溫度Te、同化結(jié)束時(shí)間te。

111

222

333

（）同化前

a（b）同化開始

11

22

33

（c）同化結(jié)束

說明：

1——鐵礦石粉試樣

2——柵格

3——CaO試樣

圖4同化反應(yīng)過程示意圖

9結(jié)果計(jì)算

9.1平均同化溫度的計(jì)算

根據(jù)式（1）計(jì)算平均同化溫度，其數(shù)值以℃表示。

T=（Te-Ts）/2（1）

計(jì)算結(jié)果精確到十分位。

9.2同化反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算

根據(jù)式（2）計(jì)算同化反應(yīng)時(shí)間，其數(shù)值以s表示。

t=te-ts（2）

計(jì)算結(jié)果精確到個(gè)位。

9.3同化反應(yīng)速度的計(jì)算

根據(jù)式（3）計(jì)算同化反應(yīng)速度，其數(shù)值以%/s表示。

Vz=φ/t（3）

計(jì)算結(jié)果精確到百分位。

9.4修正參數(shù)的指數(shù)的計(jì)算

根據(jù)式（4）計(jì)算修正參數(shù)的指數(shù)，其數(shù)值以常數(shù)表示。

n=（T-T燒）/10（4）

計(jì)算結(jié)果精確到十分位。

9.5修正的同化反應(yīng)速度的計(jì)算

根據(jù)式（5）計(jì)算修正的同化反應(yīng)速度，其數(shù)值以%/s表示。

n

VR=Vz×2（5）

計(jì)算結(jié)果精確到百分位。

9.6同化反應(yīng)參數(shù)的計(jì)算

根據(jù)式（6）計(jì)算同化反應(yīng)參數(shù)，其數(shù)值以常數(shù)表示。β

R=Vz·T/（1000β）（6）

計(jì)算結(jié)果精確到百分位。

9.7同化反應(yīng)特征數(shù)的計(jì)算

根據(jù)式（7）計(jì)算同化反應(yīng)特征數(shù)，其數(shù)值以常數(shù)表示。

TR=VR·T/（1000β）（7）

計(jì)算結(jié)果精確到百分位。

9.8允許誤差和試驗(yàn)次數(shù)

同一試樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合附錄A的規(guī)定，如果同一試樣兩次試驗(yàn)之差值在范圍之內(nèi)，試驗(yàn)合格。

不在上述范圍之內(nèi)，則按照附錄A中規(guī)定的程序進(jìn)行。

9.9最終結(jié)果表示

Ts、ts、Te、te應(yīng)根據(jù)附錄A中的規(guī)定按照試驗(yàn)結(jié)果平均值報(bào)出。

t、T、Vz、n、VR、R、TR作為參考指標(biāo)，t精確到個(gè)位，T、n精確到十分位，Vz、VR、R、TR

精確到百分位。

10實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括以下內(nèi)容：

1）實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；

2）實(shí)驗(yàn)報(bào)告發(fā)布日期；

3）本標(biāo)準(zhǔn)的編號(hào)；

4）試料本身必要的說明；

5）分析結(jié)果；

6）測(cè)試過程中存在的任何異常特性和在本標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定的可能對(duì)試樣分析結(jié)果產(chǎn)生影響的任何

操作。

GB/T

附錄A

（規(guī)范性附錄）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)精度與試驗(yàn)次數(shù)

兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之極差的大小，決定是否需要進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)，極差范圍的等級(jí)列于表A.1。

表A.1極差范圍

溫度（℃）ABC

極差∣x1-x2∣極差范圍

Ts101520

Te101520

最終試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的確定程序見a）~d），平均指數(shù)精確到十分位。

a）如果∣x1-x2∣≤A，則取兩次結(jié)果的平均值。

b）如果A＜∣x1-x2∣≤B，則進(jìn)行第三次試驗(yàn)，得出x3。包括下面四種情況：

1）如果xmix-xmin≤B，則取三次結(jié)果的平均值。

2）如果xmix-xmin＞B，則做第四次試驗(yàn)，得出x4。

3）如果xmix-xmin≤C，則取四次結(jié)果的平均值。

4）如果xmix-xmin＞C，則舍去xmix和xmin，取其余兩個(gè)中間值的平均值。

c）如果B＜∣x1-x2∣≤C，一次就要再做兩次試驗(yàn)，得出x3、x4。包括下面兩種情況：

1）如果xmix-xmin≤C，則取四次結(jié)果的平均值。

2）如果xmix-xmin＞C，則舍去xmix和xmin，取其余兩個(gè)中間值的平均值。

d）如果∣x1-x2∣＞C，一次就要再做兩次試驗(yàn)，得出x3、x4，舍去xmix和xmin，取其余兩個(gè)中間值

的平均值。

x1、x2、x3、x4分別是第一次、第二次、第三次、第四次試驗(yàn)的結(jié)果。

xmix和xmin分別是本次檢驗(yàn)的3或4次結(jié)果中的最大值和最小值。

GB/T—XXXX

前言

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)

定起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。

本文件由全國鐵礦石與直接還原鐵標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC317)歸口。

本文件負(fù)責(zé)起草單位：山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司、北京科技大學(xué)、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)

研究院。

本文件主要起草人：

I

GB/T—XXXX

鐵礦石同化性能測(cè)定方法

1范圍

本文件規(guī)定了鐵礦石同化性能測(cè)定方法的試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)條件、試樣制備、試驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)采集和

試驗(yàn)報(bào)告。

本文件適用于鐵礦石同化性能的測(cè)定。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T10322.1鐵礦石取樣和制樣方法

GB/T6005試驗(yàn)篩金屬絲編織網(wǎng)、穿孔板和電成型薄板篩孔的基本尺寸

GB/T1481-1998金屬粉末在壓制（不包含硬質(zhì)合金粉末）在單軸壓制中壓縮性的測(cè)定。

3定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鐵礦石的同化性能assimilabilityoftheironorefines

鐵礦石的同化性是指鐵礦石粉中鐵氧化物與CaO的反應(yīng)能力，反映了鐵礦石粉在燒結(jié)過程中生成

液相的難易程度，對(duì)燒結(jié)礦成礦有至關(guān)重要的作用。

3.2

同化反應(yīng)開始assimilationreactionstarting

同化過程中鐵礦石粉試樣和CaO試樣接觸界面出現(xiàn)潤濕現(xiàn)象判定為同化反應(yīng)開始，此時(shí)在鐵礦石

粉試樣和CaO試樣的界面上鐵酸鈣系液相已經(jīng)形成，鐵礦石粉試樣與CaO試樣接觸處的潤濕角小于

90°，表明同化反應(yīng)開始。

3.3

同化反應(yīng)結(jié)束assimilationreactionfinishing

同化過程中，觀察到在3min內(nèi)鐵礦石粉試樣外形不再變化，表明同化反應(yīng)結(jié)束。

3.4

同化開始溫度assimilationstartingtemperature

Ts

同化反應(yīng)開始時(shí)的溫度。

3.5

同化開始時(shí)間assimilationstartingtime

ts

同化反應(yīng)開始時(shí)的時(shí)間。

3.6

同化結(jié)束溫度assimilationfinishingtemperature

Te

試樣外形不變化的最低溫度。

3.7

同化結(jié)束時(shí)間assimilationfinishingtime

te

記錄同化結(jié)束溫度時(shí)的時(shí)間。

3.8

平均同化溫度meanassimilationtemperature

T

同化反應(yīng)開始溫度到同化反應(yīng)結(jié)束溫度的平均值。

3.9

同化反應(yīng)時(shí)間assimilationtime

t

同化反應(yīng)結(jié)束與同化反應(yīng)開始的時(shí)間差。

3.10

同化反應(yīng)體積分?jǐn)?shù)assimilationreactionvolumefraction

φ

鐵礦石粉同化反應(yīng)的體積占鐵礦石粉試樣最初體積的百分比，單位%。

3.11

升溫速率heatingrate

β

1100℃以上的升溫速率，單位℃/s。

3.12

燒結(jié)溫度sinteringtemperature

T燒

燒結(jié)過程中的最高燒結(jié)溫度，單位℃。

3.13

同化反應(yīng)參數(shù)assimilationindex

R

表征鐵礦石粉同化反應(yīng)溫度與燒結(jié)生產(chǎn)溫度差別的影響。

3.14

同化反應(yīng)速度assimilationreactionvelocity

Vz

同化反應(yīng)體積分?jǐn)?shù)與同化反應(yīng)時(shí)間之比。

3.15

修正的同化反應(yīng)速度modifiedassimilationreactionvelocity

VR

修正后的同化反應(yīng)速度。

3.16

修正參數(shù)modifiedparameter

2n

同化反應(yīng)速度的修正參數(shù)。

3.17

修正參數(shù)的指數(shù)exponentofmodifiedparameter

n

平均同化溫度與燒結(jié)溫度的差值除以10所得值。

3.18

同化反應(yīng)特征數(shù)characteristicnumberofassimilationreaction

TR

表征鐵礦石粉自身同化反應(yīng)溫度與燒結(jié)生產(chǎn)溫度之差對(duì)同化反應(yīng)速度的影響。

4原理

將由規(guī)定粒度制成的特定尺寸的鐵礦石粉試樣放置在由規(guī)定粒度制成的特定尺寸的CaO試樣的中

心位置，并將二者放入高溫爐中，按一定升溫制度開始升溫。記錄同化開始溫度（Ts）、同化開始時(shí)間

（ts

）、同化結(jié)束溫度（Te）、同化結(jié)束時(shí)間（te），計(jì)算同化反應(yīng)時(shí)間（t）、平均同化溫度（T）、同化

反應(yīng)速度（Vz）、修正參數(shù)的指數(shù)（n）、修正的同化反應(yīng)速度（VR）、同化反應(yīng)參數(shù)（R）和同化反

應(yīng)特征數(shù)（TR）。

5試驗(yàn)設(shè)備

5.1鼓風(fēng)干燥箱

溫度能控制在105℃±5℃。

5.2震動(dòng)磨樣機(jī)

5.2.1裝料粒度：≤25mm。

5.2.2裝料重量：≤500g。

5.2.3出料粒度：0.074mm~0.15mm。

5.3試驗(yàn)篩

方孔篩，符合GB/T6005的規(guī)定，尺寸：0.106mm、0.074mm。

5.4電子天平

量程≥500g，精度≤0.001g。

5.5模具

模具見圖1。

說明：

1——CaO試樣模具上模沖

2——CaO試樣模具陰模

3——CaO試樣模具下模沖

4——CaO試樣

5——鐵礦石粉試樣模具上模沖

6——鐵礦石粉試樣模具陰模

7——鐵礦石粉試樣模具下模沖

8——鐵礦石粉試樣

9——脫模器

10——鐵礦石粉試樣脫模桿

11——CaO試樣脫模桿

圖1模具圖

模具應(yīng)滿足如下要求：

5.5.1模具材質(zhì)：不銹鋼、碳素工具鋼或者硬質(zhì)合金

5.5.2上下面平行精度：0.02

5.5.3孔面垂直精度：0.02

5.5.4孔面精度：0.2

5.5.5摸沖與陰模間隙：0.12mm

5.5.6CaO試樣模具上下模沖間距：4mm±0.1mm

5.57鐵礦石粉試樣模具上下模沖間距：5mm±0.1mm

5.6壓片機(jī)

試驗(yàn)機(jī)的壓制力為50~100kN，在不大于10kN/s速度下平穩(wěn)加壓。

5.7試驗(yàn)用高溫爐