鐵礦球團混合料的混勻度的測試方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種鐵礦球團混合料的混勻度的測試方法，尤其涉及鐵礦燒結球團領 域的原料混合，屬于鋼鐵冶金領域。
【背景技術】
[0002] 在鋼鐵冶金行業，球團法和燒結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。球團法出現較晚，但是相對燒結法，在環保、節能、原料適 應性、提高高爐產量、降低生產成本等方面具有優勢，因此，球團法造塊工藝正逐漸引起業 界的重視，發展速度日益加快。21世紀以來，各大鋼鐵企業紛紛開始建設球團生產線，國內 球團技術進入快速發展期，生產水平不斷提高，球團礦已成為行業內普遍認可的理想高爐 爐料結構中的一部分。
[0003] 球團工藝中原料主要是鐵精礦和膨潤土，因鐵礦本身無黏性，沒有較好的成球性 能，所以需在鐵精礦中加入一定量的具有粘結性的膨潤土，通過造球設備使之促進鐵精礦 粉較快、較好的成球。因此球團礦品質的好壞（粒度、均勻性、強度），很大程度上取決于鐵 精礦和膨潤土的混勻程度，能夠有效的檢測球團原料混合后的混勻度，確保原料的混勻效 果，對球團工藝的生產有重要的意義。
[0004] 原料的混合效果、均勻程度是用混勻度來衡量的。雖然球團礦生產工藝在我國得 到快速發展，但球團原料混合均勻度檢測卻沒有有效的解決方法，以至混勻效果無法準確 評價，球團的成品質量受到制約。
[0005] 借助肉眼準確評價球團原料的混勻度十分困難，其原因在于組成球團原料的鐵精 礦和膨潤土都是極細的粉狀物料，且粒度都小于-200 (小于0. 074mm)目占80%以上，最大 粒度不超過〇.2mm。鐵精礦成份復雜，許多都是來自不同的礦山，各自成份不同，物性各異。 膨潤土在原料中的配比僅1%~3%，占比極低。因此，盡管鐵精礦與膨潤土在顏色上有差 異，但經混合后，混合料的整體顏色基本與鐵精的單一組份顏色一致，肉眼是無法分辨各成 分分布。
[0006] 目前在物料混合方面，有許多測試混勻效果的方法，如掃描電鏡法、分布分形維數 法、像素格分析法、元素含量測定法等。這些大多在醫藥、食品和飼料行業應用，且大部分都 受到一定的局限性，存在極明顯的缺陷，在冶金球團原料混勻度測試上幾乎無法實現。
[0007] 掃描電鏡法是對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，也不能對粉體的均勻性加以定量地描述，且掃描電鏡價格昂貴，測試成本過 高；分布分形維數法利用粒度分布分形維數來分析均勻度，但粒度分布分形維數值個別會 出現負數，說明在計算分維時，計算方法有一定的局限性；像素格分析法是利用計算機灰度 相差較大的混合粉體分割成像素格來進行對比，此法直觀、簡單、易于操作且可以避免取樣 時帶來的問題，但拍照覆蓋的范圍太小、代表性差，且只能對灰度相差較大的混粉進行比較 好的分析；元素含量測定發是對物料中某一元素進行定量檢測，所測元素必須在物料中含 量穩定且易于檢測，通過多次取樣測量，與標準含量比較得出物料混合效果，次方法元素含 量測定比較復雜，且因冶金球團領域的混合物料鐵精礦和膨潤土各元素含量變化大，難以 找到穩定的易于檢測的元素，故無法適用此方法。
【發明內容】
[0008] 本發明的目的是提供一種鐵礦球團混合料的混勻度的測試方法。本發明實質上是 一種混合效果檢測方法，更具體地說，為一種鐵礦球團物料的含水量的測定法。冶金球團 領域混合料中含有一定量的膨潤土，當造球質量達到要求時，膨潤土用量會保持在相對穩 定的量下，雖然膨潤土成份比較復雜，含有蒙脫石、伊利石、高嶺石、埃洛石、綠泥石、沸石、 石英、長石、方解石等，但是其主要成份為蒙脫石，含量可達85%~90%，所以膨潤土某些 性質都是由蒙脫石所決定。蒙脫石具有很強的膨脹性，使膨潤土體積膨脹可達到數倍至30 倍，而且球團混合料中鐵精礦粉和膨潤土的密度差異大，膨潤土比重為0. 9g/cm3,而鐵精礦 粉比重可以達到1. 8~2. 2g/cm3。如果所述球團混合物料得到有效均勻的混合，混合后的物 料將被視為各處比重都保持一致，而如果膨潤土混合不均，混合后物料中膨潤土分布會有 很大差異，那么各處物料中比重就也會差異，膨潤土積聚多的地方比重會小。利用這一重要 物性，可對混合物料的質量取樣進行測定，根據所測數據進行混勻度計算，得出混合效果。
[0009] 根據本發明的一個實施方案，提供鐵礦球團混合料的混勻度的測試方法，該方法 包括以下步驟：
[0010] 1)取樣：1. 1)以距離間隔取樣：在鐵礦球團混合設備（作為一次混合機或初級混 合機）的物料出口之后在傳送皮帶上以該出口作為起點和以距離該出口有3 - 15米距離 處作為終點來確定一個取樣的區間（即該區間的長度是3-15米，例如3-12米，如3-10米 或3-6米，如4米），并且將該取樣區間分為N個區段以便從這些區段中同時或幾乎同時或 同步取樣，所取樣品編號為1-N(即1，2, 3, 4…N);或，1. 2)以時間間隔取樣：在鐵礦球團混 合設備的物料出口處，以規定的時間間隔（例如3-20秒，優選4-15秒，更優選5-10秒的時 間間隔）取樣，所取樣品編號為1-N(即1，2,3,4-N);
[0011] 2)將1號樣品經由一個漏斗導入到一個質量為叫的稱量用的容器（下文簡稱容 器）中，直至漏斗下的該容器中堆滿了所測物料樣品（例如，使得物料堆積后堆積角達到其 休止角）；
[0012] 3)用刮刀將步驟2)中容器口上部多余物料刮除，使容器內物料與容器口齊平，然 后放置于稱量儀器（如天平或電子秤）中測量其質量，測得容器+樣品的質量為ml(或叫， 其中i= 1);
[0013] 4)對于剩下的第2至第N號的樣品，分別重復以上步驟2)和3)，所測容器+樣品 的質量記為叫，i= 2-N(即2、3…N);
[0014] 5)對步驟4)所測N個樣品的質量求平均值（平均值記為:
[0015]
[0016] 6)將步驟4)中所測N個樣品質量叫和步驟5)中平均值#，求質量標準差S:
[0017]
[0018] 7)用步驟5)所得平均值藏和步驟6)中得到的標準差S，由下式求得本測試所需 質量的變異系數CV值（％ )[-般，此值至少保留兩位小數]:
[0019]
[0020] 通常，經由各類礦種的精礦粉儲料倉、膨潤土料倉以及各自相應的配料電子皮帶 秤依次將各種鐵礦粉、膨潤土添加到在膠帶輸送機的運動皮帶上，然后將皮帶上的物料輸 送到一次混合機中進行一次混合，獲得混合物料或鐵礦球團混合料（這兩種術語或者被稱 作球團礦原料）。
[0021] 這里所述的"鐵礦球團混合料"是指在一次混合機中混合后所得到的物料。該鐵 礦球團混合料被輸送至造球機（即二次混合機）中進行造球。一般，在二次混合機中完成 燒結用物料的制粒或制球團的過程（可以增加水蒸汽或霧化水，以提高制粒或造球效果）。 即，在二次混合機中獲得燒結用的鐵礦粒料或球團。
[0022] N的數值一般是 5 以上，更優選是 6, 7,8,9,10,11，12,13,14,15,16,17,18,19, 20。 例如，當N是6時，取樣區段的編號或所取樣品的編號依次為1，2, 3, 4, 5, 6。依此類推。
[0023] 步驟1)中所使用的鐵礦球團混合設備是立式強力混合機或者臥式強力混合機。 立式強力混合機的結構是：物料從設備上部進料，在混合桶中經攪拌槳攪拌混合后，于混合 桶底部卸料口排出，所述設備攪拌槳、混合桶及卸料口均可調節運行參數。臥式強力混合機 的結構是：設備橫向擺放，物料從混合桶一端上部進入，于另一端下部開口排出，臥式混合 機設備運行參數不可調節。
[0024] 從鐵礦球團混合設備的物料出口排出的混勻物料經由傳送皮帶輸送至造球機。
[0025] 對于稱量用的容器，一般采用敞口的容器。例如，容器的口與容器內的底部具有相 同或幾乎相同的橫截面形狀和橫截面尺寸。
[0026] 在本申請中優選的是，當CV低于4時，球團物料的混勻度是允許的或理想的。更 優選的是，CV值低于3 (例如低于2. 5)，進一步優選低于2,如1. 5。
[0027] 當求得的CV值偏高，例如高于4時或高于4. 5時，應當采取以下措施：對于立式強 力混合機，可調節混合設備的運行參數，如攪拌槳轉速、混合桶轉速或者卸料速度，使之CV 值降低理想狀況。對于臥式強力混合機，監測CV偏高時，為滿足生產的球團質量，可適當增 加膨潤土配比。