一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111474319 A(43)申请公布日 2020.07.31

(21)申请号 202010361075.8(22)申请日 2020.04.29

(71)申请人 马鞍山钢铁股份有限公司

地址 243041 安徽省马鞍山市雨山区九华

西路8号(72)发明人 段再基　李永付　宋云锋　盛敏江　

陈连发　春铁军　陈峰　端飞　赵岚　(74)专利代理机构 芜湖安汇知识产权代理有限

公司 34107

代理人 曹政(51)Int.Cl.

G01N 33/202(2019.01)G01N 1/04(2006.01)G01B 21/10(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

(54)发明名称

一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法(57)摘要

本发明公开了一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，通过测量球团矿内部夹心数据，快速计算磁铁矿成品球FeO含量，避免化验时间长和误差率大的缺点，为磁铁矿球团生产线的操作调整提供快速指导。

CN 111474319 ACN 111474319 A

权　利　要　求　书

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1.一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，包括如下步骤：1)准备圆头锤；2)取样，取粒度在10～16mm球团矿，用圆头锤砸球团矿，测量裂开后的球团矿的数据；数据包括有球团矿的截面直径和对应的未完全反应核的直径；如果没有未完全反应核结构，则该球团矿的未完全反应核直径即夹心直径为0mm；

3)砸开10个球团矿，测量每个球的截面直径和对应的夹心直径；4)通过在EXCEL表格里设计球团矿FeO含量的计算表格，输入测量所得的夹心直径、截面直径数据，自动计算球团矿FeO含量。

2.如权利要求1所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4)步包括如下步骤：

4.1)输入栏项目包括球团矿的截面直径D、夹心直径d、球团初始FeO含量W1、夹心结构FeO含量修正系数A、球团矿FeO修正值B；

4.2)输出栏项目含单球FeO含量W2、成品球FeO含量W。

3.如权利要求2所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4.1)步中，截面直径D：砸球后测量所得；夹心直径d：砸球后测量所得，同一个球的夹心直径与截面直径应在同一截面上测量；球团初始FeO含量W1：根据原料FeO含量以及原料配比计算所得，计算公式：球团初始FeO含量W1＝∑各种原料带入球团矿的FeO量。

4.如权利要求3所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4.1)步中，夹心结构FeO含量修正系数A：由于球团矿夹心结构并不是没有发生氧化反应，而是氧化反应没有完全，所以需要对夹心结构FeO含量进行修正，修正系数取值范围应大于0且小于1，修正系数A具体值由球团矿夹心数据与成品球FeO含量的对应实验来确定。

5.如权利要求4所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4.1)步中，球团矿FeO修正值B：实际生产中，当砸球时，10个球团矿没有夹心结构时，但测定球团矿FeO含量在0.15％～0.30％之间，所以需要对FeO含量再次修正。

6.如权利要求5所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4.2)步中，单球FeO含量通过截面直径、夹心直径、球团初始FeO含量、夹心结构FeO含量修正系数计算所得，计算公式：

7.如权利要求6所述的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法，其特征在于，上述第4.2)步中，成品球FeO含量W：成品球FeO含量W＝10个单球FeO含量的平均值。

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CN 111474319 A

说　明　书

一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法

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技术领域

[0001]本发明属于黑色冶金行业技术领域，尤其涉及一种磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法。

背景技术

[0002]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：[0003]高炉炼铁讲究“七分原料、三分操作”，随着高炉的大型化、自动化以及最大限度地降低燃料比的要求，对高炉炉料的质量要求越来越高。一般认为，高炉入炉原料的还原度每提高10％，焦比可降低8％-9％，氧化亚铁含量每降低1 ％，焦比降低l％。球团矿FeO含量是磁铁矿球团的主要理化指标之一，降低球团矿FeO，有利于改善球团矿冶金性能，能提高球团矿还原度和机械强度，有利于提高高炉指标。实际生产中，球团矿由于原料、热工参数以及设备工况等影响，磁铁球团矿FeO经常发生波动，而目前球团矿FeO含量测定的依据是 GB/T6730.8-1986《铁矿石化学分析方法重络酸钾容量法测定亚铁量》，此方法受试剂、仪器、取样、制样以及分析等影响，存在化验时间长、误差率大的缺点，因此给球团和高炉生产带来不利影响，不利于炼铁工序的节能减排。发明内容

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种经过测量球团矿内部夹心数据，快速计算磁铁矿成品球FeO含量，避免化验时间长和误差率大的缺点，为磁铁矿球团生产线的操作调整提供快速指导的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法。[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种磁铁球团矿FeO 含量的快速分析方法，其特征在于，包括如下步骤：[0006]1)准备圆头锤；[0007]2)取样，取粒度在10～16mm球团矿，用圆头锤砸球团矿，测量裂开后的球团矿的数据；数据包括有球团矿的截面直径和对应的未完全反应核的直径；如果没有未完全反应核结构，则该球团矿的未完全反应核直径即夹心直径为 0mm；[0008]3)砸开10个球团矿，测量每个球的截面直径和对应的夹心直径；[0009]4)通过在EXCEL表格里设计球团矿FeO含量的计算表格，输入测量所得的夹心直径、截面直径数据，自动计算球团矿FeO含量。[0010]上述第4)步包括如下步骤：

[0011]4.1)输入栏项目包括球团矿的截面直径D、夹心直径d、球团初始FeO含量W1、夹心结构FeO含量修正系数A、球团矿FeO修正值B；[0012]4.2)输出栏项目含单球FeO含量W2、成品球FeO含量W。[0013]上述第4.1)步中，截面直径D：砸球后测量所得；夹心直径d：砸球后测量所得，同一个球的夹心直径与截面直径应在同一截面上测量；球团初始FeO 含量W1：根据原料FeO含量以及原料配比计算所得，计算公式：球团初始FeO 含量W1＝∑各种原料带入球团矿的FeO

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CN 111474319 A

说　明　书

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量。

上述第4.1)步中，夹心结构FeO含量修正系数A：由于球团矿夹心结构并不是没有

发生氧化反应，而是氧化反应没有完全，所以需要对夹心结构FeO含量进行修正，修正系数取值范围应大于0且小于1，修正系数A具体值由球团矿夹心数据与成品球FeO含量的对应实验来确定。

[0015]上述第4.1)步中，球团矿FeO修正值B：实际生产中，当砸球时，10个球团矿没有夹心结构时，但测定球团矿FeO含量在0.15％～0.30％之间，所以需要对FeO含量再次修正。[0016]上述第4.2)步中，单球FeO含量通过截面直径、夹心直径、球团初始FeO 含量、夹心结构FeO含量修正系数计算所得，计算公式：

[0017][0018][0014]

上述第4.2)步中，成品球FeO含量W：成品球FeO含量W＝10个单球FeO 含量的平均

值。

[0019]

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，经过测量球团矿内部夹心数据，快速计算磁铁矿成品球FeO含量，避免化验时间长和误差率大的缺点，为磁铁矿球团生产线的操作调整提供快速指导。

附图说明

[0020]图1为本发明实施例中提供的磁铁球团矿FeO含量的快速分析方法的球团矿的结构示意图；

具体实施方式

[0021]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。[0022]参见图1，磁铁矿球团未完全反应核模型理论。微细颗粒磁铁精矿(-200 目比例80％以上)经造球工序制成10-18mm的生球，FeO含量10-30％。生球进入焙烧工序后，在高温空气作用下，磁铁精矿颗粒氧化首先在球团矿表面进行 (FeO氧化成Fe2O3)，随着反应的进行，反应界面逐渐向内部推进直至反应完全，即未完全反应核模型，如图1所示。[0023]1)准备圆头锤一把。参数：锤面直径30mm，锤头宽度80mm，手柄长度 335mm；[0024]2)制作砸球装置一个。砸球装置有3个组件组成，材质均为普通钢。关键参数设计：钢板A到钢件B间距8mm；钢件B高度30-50mm；钢板A高度比钢件B的高度高约7mm。[0025]3)取样(粒度10～16mm球团矿)砸球，测量“夹心”数据。球团矿置于砸球装置的钢件B上(并紧靠钢板A)；检测人员手握圆头锤砸成品球，球团矿在锤头与砸球装置钢件B之间的剪切力作用下，球团矿裂开成两片(避免球团矿粉碎，有利于观察球团矿内部焙烧情况)，如有夹心结构，测量其中一片的截面直径和对应的夹心直径。[0026]如果没有夹心结构，则该球团矿的夹心直径为0mm。[0027]4)同样方法，砸开10个球团矿，测量每个球的截面直径和对应的夹心直径。[0028]5)通过在EXCEL表格里设计球团矿FeO含量的计算表格，输入测量所得的夹心直径、截面直径等数据，自动计算球团矿FeO含量。计算球团矿FeO含量公式说明如下：

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如下表所示，计算表格含输入栏和输出栏两部分。

[0030](1)输入栏项目包括球团矿的截面直径D、夹心直径d、球团初始FeO含量 W1、夹心结构FeO含量修正系数A、球团矿FeO修正值B。[0031]①截面直径D。砸球后测量所得。[0032]②夹心直径d。砸球后测量所得，同一个球的夹心直径与截面直径应在同一截面上测量。

[0033]③球团初始FeO含量W1。根据各原料FeO含量以及原料配比计算所得，计算公式：[0034]球团初始FeO含量W1＝∑各种原料带入球团矿的FeO量。[0035]④夹心结构FeO含量修正系数A。由于球团矿夹心结构并不是没有发生氧化反应，而是氧化反应没有完全，所以需要对夹心结构FeO含量进行修正，修正系数取值范围应大于0且小于1，具体值由球团矿夹心数据与成品球FeO 含量的对应实验来确定。[0036]⑤球团矿FeO修正值B。实际生产中，当砸球时，10个球团矿没有夹心结构时，但测定球团矿FeO含量在0.15％～0.30％之间，所以需要对FeO含量再次修正。[0037](2)输出栏项目含单球FeO含量W2、成品球FeO含量W。[0038]①单球FeO含量通过截面直径、夹心直径、球团初始FeO含量、夹心结构FeO含量修正系数计算所得，计算公式：

[0039][0040][0041]

②成品球FeO含量W。成品球FeO含量W＝10个单球FeO含量的平均值。

球团矿FeO含量计算表格实例

[0042]

实施效果：

[0044](1)发明效果：通过快速且准确的分析磁铁球团矿FeO含量，迅速调整操作参数，球团矿FeO含量稳定性大幅度提高。马钢220万吨/年链篦机-回转窑运行此方法，每班通过在成品皮带取样判断成品球FeO含量，及时调整操作参数，球团矿FeO从0.72％，下降到0.35％左右，下降幅度51.38％，球团矿FeO超1.0％比例从30％左右下降到1％以下。[0045](2)效益计算

[0046]1)入炉原料FeO含量每降低1％，高炉焦比降低l％。原来球团矿FeO平均0.72％，目前球团矿FeO平均0.35％，以2019年2月马钢新区两座4000m3高炉的成本数据计算，一类冶金焦1813元/吨，高炉焦比371Kg/t-TFe，高炉月产量51.11万吨，入炉球团矿配比20％，年效

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[0043]

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益＝(0.72-0.35)×371÷1000×51.11 ×1％×1813×12×20％＝305.27万元。[0047]2)操作参数得到优化，球团矿生产线煤气单耗大幅度下降，降本效益显著。通过快速判断球团矿球团FeO，及时调整操作参数，煤气单耗降到0.587GJ/t，年效益达到658.58万元以上。

[0048]通过计算，直接经济年效益达到963.85万元以上，另外，延长生产线关键设备使用寿命、降低污染物排放等所带来的间接效益也非常明显。[0049]采用上述的方案后，大幅度减少分析球团矿FeO含量所需的时间。本法仅仅通过测量球团矿夹心直径，便可计算球团矿FeO含量，整个过程所需时间约 5分钟，比原分析法(重络酸钾容量法)减少约175分钟，基本实现在线分析球团矿FeO含量。[0050]分析结果准确度高。重络酸钾容量法检测球团矿FeO受试剂、仪器、取样、制样以及分析等影响，经常出现大幅度的误差。试验证明，本法只测量球团矿夹心直径来计算球团矿FeO含量，避免了受试剂、仪器、取样、制样以及分析等影响，有利于提高分析结果的准确度。[0051]分析过程和分析工具简单，可操作性强。

[0052]可实现球团矿抗压强度与FeO含量的一体化分析。砸球装置可升级改造，增加机械传动系统、测力控制系统以及图像测距系统等，实现由机器压球代替人工砸球，自动测量球团矿夹心直径，自动计算球团矿FeO含量，同时显示球团矿的压溃强度。[0053]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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