[发明专利]一种铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量方法及装置，属于冶金行业铁矿石烧结技术领域，包括用于承载模拟料的装料盒，该装料盒具有固定部和可移动的活动部；在装料盒的顶部加载有一垂直载荷，在活动部的侧面加载有一横向剪切载荷，并设有用于控制和测量横向剪切载荷的力学试验机。在以上测量装置的装料盒中填充料能有效代表铁矿石烧结的准颗粒粘附层中的物料种类、含量、粒径等组成，解决了准确评价烧结准颗粒粘附层的剪切强度的问题。通过测量装置获取的剪切强度数值能评价准颗粒在堆积过程中的变形程度，可以指导烧结配矿，使配矿过程中尽可能实现准颗粒具有较强的粘附层强度，能使烧结料床具有良好的透气性。

技术领域

本发明涉及冶金行业铁矿石烧结技术领域，具体地说，涉及一种铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量方法及装置。

背景技术

铁矿石烧结是钢铁生产流程中通过高温熔融使物料团聚，向高炉提供炼铁原料的重要加工环节。铁矿石造块的主要方法之一。将贫铁矿经过选矿得到的铁精矿，富铁矿在破碎和筛分过程中产生的粉矿，生产中回收的含铁粉料(高炉和转炉炉尘，连铸/轧钢铁皮等)、熔剂(石灰石、生石灰、消石灰、白云石和菱镁石等)和燃料(焦粉和无烟煤)等，按要求比例配合，加水混合制成颗粒状烧结混合料，平铺在烧结台车上，经点火抽风烧结成块。

因使用的物料种类多且成分差异较大，粒径分布宽泛，烧结前必须对物料配矿并进行加水混匀和制粒操作，使细小的颗粒粘附在核心大颗粒的周围，形成具有中心内核与边缘粘附层的典型结构的“准颗粒”。再将制粒后的准颗粒堆积至烧结机的过程中，准颗粒粘附层易变形脱落从而降低堆积床的孔隙率。制粒后的准颗粒具有较大的粒径、较窄的粒径分布、较高的粘附层强度，才能使烧结料床具有良好的透气性，从而获得高质高产的烧结矿。量化衡量准颗粒粘附层的强度，以确定粘附层在堆积过程中的变形程度，对于深入揭示决定烧结床层孔隙率的形成机理，精确控制烧结过程生产具有重要意义。

对组成准颗粒内核和粘附层的原始物料分析表明，不同粒级的物料在制粒过程中成为内核颗粒还是成为粘附颗粒与物料本身特性、水分或粘结剂添加量、制粒设备参数等紧密相关。通常而言，小于0.25mm的颗粒主要作为粘附颗粒，大于1mm的颗粒主要作为内核颗粒，0.25～1mm的中间粒级的颗粒按比例部分成为粘附颗粒，部分成为内核颗粒。原始物料中过多的0.25～mm的颗粒不利于制粒过程中准颗粒的形成。

目前烧结专业文献和教科书上关于烧结物料颗粒强度的测量中，仅有将部分种类矿石制成小球测定其压缩破裂强度的先例，这类测量方法存在假设过于简化、考虑因素不周的问题，不能严格代表粘附层中的颗粒组成，单纯的压缩破裂强度值也提供的信息有限。

发明内容

本发明的目的为提供一种铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量方法，解决了目前铁矿石烧结的颗粒粘附层的剪切强度的测试及判定盲区问题。

本发明的另一目的为提供一种铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量装置，该装置可用于实现上述测量方法，其结构简单，操作方便。

为了实现上述目的，本发明提供的铁矿石烧结的颗粒粘附层剪切强度的测量方法包括以下步骤：

(1)将铁矿石粉、溶剂、燃料、冷返矿按配比称重混合成为混合物料；

(2)将混合物料进行烘干成为烘干物料；

(3)对烘干物料进行筛分，并收集各个粒级的烘干物料，将其重量记为m_i；

(4)选取组成粘附层的细粒级烘干物料，分别称重并记为M_ti，混合成总重量为M的模拟料；

(5)模拟料按需测定的水分条件加水搅拌混匀后，填充入剪切测量装置中进行测量。