直接還原鐵指數(shù)、還原度和化率的測定

直接復(fù)原爐料用鐵礦石－復(fù)原挃數(shù)終復(fù)原度和金屬化率的測定范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種在氣體直接復(fù)原條過測定復(fù)原挃數(shù)終復(fù)原度和金屬化率來評價氧從鐵礦石中去除的難易程度的試驗方法。本標(biāo)準(zhǔn)適合于塊礦和球團礦。標(biāo)準(zhǔn)性引用文件以下文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條隨后全部的修改單〔不包括訂正的內(nèi)容〕或均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓舞依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達成協(xié)議的各方爭論是否可使用這適用于本標(biāo)準(zhǔn)。ISO2597-1:2023鐵礦石－全鐵量的測定－第1局部：三氯化錫復(fù)原滴定法ISO3082:2023鐵礦石－取樣和制樣方法ISO5416:2023直接復(fù)原鐵－金屬鐵含量的測定－溴－甲醇滴定法ISO9035:1989鐵礦石－酸溶亞鐵含量的測定－滴定法ISO9507:1990鐵礦石－全鐵量的測定－三氯化鈦復(fù)原法ISO11323:2023鐵礦石和直接復(fù)原鐵－名詞術(shù)語術(shù)語和定義本標(biāo)準(zhǔn)中承受ISO11323中的術(shù)語和定義。原理將試驗樣固定在試樣床后，在800℃時通入由氫氣、一氧化碳、二氧化碳和氮氣組成的復(fù)原氣體對試驗樣進展等溫復(fù)原。在90分鐘的復(fù)原時間內(nèi)，連續(xù)或間隔肯定的時間稱量試驗樣。在氧鐵比為0.9時計算復(fù)原度，同時通過90分鐘后氧質(zhì)量的損失〔R90〕來計算最終復(fù)原度。通過化學(xué)分析復(fù)原后的試樣或R90的公式計算金屬化率。取樣、制樣和試驗樣制備取樣和制樣依據(jù)ISO3082進展取樣和試樣的制備。球團礦的粒度組成：10.0mm～12.5mm占50%，12.5mm～16.0mm占50%。塊礦的粒度組成：10.0mm～16.0mm占50%，16.0mm～20.0mm占50%。上述粒度組成的枯燥試樣至少需要2.5kg。試樣在105℃±5℃的爐中烘干至恒重，然后冷卻至室溫。注：假設(shè)連續(xù)兩次枯燥試樣的質(zhì)量變化不超過試樣原始質(zhì)量的0.05%，則認(rèn)為試樣到達恒重狀態(tài)。試驗樣制備試驗樣從試樣中隨機取出。注：試驗樣也可以通過ISO3082中的二分器等手工縮分方法獲得。從試樣中至少要制備5仹1200g左右的試驗樣，每仹試驗樣稱準(zhǔn)至1g。其中，4仹用于試驗，1仹用于化學(xué)分析。設(shè)備通則本試驗設(shè)備由以下局部組成：常規(guī)試驗設(shè)備，例如加熱爐、手工具、時間掌握裝置和安全裝置；復(fù)原罐組件；配備天平的爐子，能連續(xù)測量試驗過程中試驗樣的質(zhì)量；供氣和流量掌握系統(tǒng)；稱量裝置。1是試驗設(shè)備的示意圖。復(fù)原罐：由抗變形、耐800℃高溫的無氧化層金屬制成，內(nèi)徑為75mm±1mm。復(fù)原罐內(nèi)通過安裝一可移動的孔板來承載試驗樣該孔板由耐1050℃高溫的無氧化層金屬制成，孔板板厚4mm，直徑比復(fù)原罐的內(nèi)徑小1mm。孔板上的小孔直徑為2mm至3mm，孔間距4mm至5mm。圖2是復(fù)原罐的示意圖。電熱爐：加熱力量足以使整個試樣床的試驗樣與進入試樣床的氣體溫度保持在800℃±5℃。瓷球：大小在10mm到12.5mm之間，具備足夠的數(shù)量，能在孔板上形成一個雙層的試樣床。夠?qū)ㄔ囼灅釉趦?nèi)的復(fù)原罐組件稱準(zhǔn)至1g個適宜的裝置將天平懸掛在復(fù)原罐組件上。供氣系統(tǒng)：能夠調(diào)整確保供氣系統(tǒng)和復(fù)原罐間的無摩擦連接不影響復(fù)原期間質(zhì)量的測定。稱量裝置：能保證試樣和試驗樣稱準(zhǔn)至1g。試驗條件通則本標(biāo)準(zhǔn)中所用氣體的體積和流量是在0℃、101.325kPa的條件下測量的。復(fù)原氣體復(fù)原氣體的成分CO30%±1%(體積分?jǐn)?shù))CO15%±1%(體積分?jǐn)?shù))2H45%±1%(體積分?jǐn)?shù))2N10%±1%(體積分?jǐn)?shù))2復(fù)原氣體的純度復(fù)原氣體中的雜質(zhì)不應(yīng)超過：O0.1%(體積分?jǐn)?shù))2HO0.2%(體積分?jǐn)?shù))2復(fù)原氣體的流量試驗期間復(fù)原氣體的流量應(yīng)保持在50L/min±0.5L/min。加熱和冷卻用氣體應(yīng)使用氮氣作為加熱和冷卻用氣體，其雜質(zhì)含量不應(yīng)超過0.1%〔體積分?jǐn)?shù)〕。在試驗樣加熱至800℃的過程中，氮氣的流量掌握在25L/min；當(dāng)試驗樣到達800℃后，氮氣的流量應(yīng)掌握在50L/min。冷卻的過程中，氮氣的流量掌握在25L/min。試驗樣的溫度復(fù)原試驗期間試驗樣的溫度應(yīng)保持在800℃±5℃，同時復(fù)原氣體在進入復(fù)原罐前應(yīng)預(yù)熱。試驗步驟試驗測定的次數(shù)依據(jù)附錄A中的流程進展試驗。化學(xué)分析從5.2制備的試驗樣中隨機抽取一仹進展化學(xué)鐵〔w按ISO9035測定，1全鐵含量〔w〕按ISO2597-1或ISO9507測定。2復(fù)原5.制的中質(zhì)m復(fù)原，平坦其外表。注：為了得到均勻的氣流，需要在孔板和試驗樣間放置兩層大小在10mm到12.5mm之間瓷球。蓋上復(fù)原罐蓋子，插入熱電偶，確保其頂端處于試驗樣層的中間。將復(fù)原罐放入加熱爐〔6.3〕內(nèi)，并將其懸掛在天平〔6.5〕的中心，避開與爐壁或加熱元件接觸。連接供氣系統(tǒng)。接通電源，對試驗樣進展加熱，與此同時，在復(fù)原罐中通入氮氣，其流量至少為25L/min±0.5L/min。當(dāng)試驗樣溫度到達800℃時，調(diào)整氮氣流量至50L/min±0.5L/min。連續(xù)加熱并保持氮氣流量直到試驗樣質(zhì)量穩(wěn)定，且溫度在800℃±5℃穩(wěn)定10分鐘。注：對塊礦進展復(fù)原試驗時，為削減爆裂，試驗樣升溫到800℃的時間應(yīng)大于60分鐘。危急：一氧化碳與含一氧化碳的復(fù)原試驗必需放在通風(fēng)良好或裝有排風(fēng)的地方進展。要依據(jù)每個國家的安全法規(guī)實行預(yù)防措施，確保操作人員的安全。記錄試驗樣的質(zhì)量〔m〕。切斷氮氣，改通復(fù)原氣體，流量掌握在50L/min±0.5L/min。開1始15分鐘內(nèi)，至少每3分鐘記錄一次試驗樣的質(zhì)量〔mt〕，然后每隔10分鐘測量一次。經(jīng)過90分鐘復(fù)原后，記錄試驗樣的質(zhì)量〔m〕，關(guān)掉電源。切斷復(fù)原氣體，改通氮氣，流2量掌握在25L/min。保持氮氣流量直到試驗樣的溫度降至50℃以下。8.4復(fù)原試驗后的化學(xué)分析將全部復(fù)原試驗后的試驗樣進展裂開，依據(jù)ISO2597-1或ISO9507測定全鐵含量〔wt〕，按照ISO5416測定金屬鐵含量。注：假設(shè)需要測定復(fù)原后試驗樣的碳含量，可以依據(jù)ISO9686:2023直接復(fù)原鐵－碳和/或硫含量的測定－高頻燃燒紅外線吸取法進展測定。結(jié)果表示方法最終復(fù)原度〔R〕的計算90最終復(fù)原度R 以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，通過以下公式進展計算：90m──試樣量，g；m──試驗樣開頭復(fù)原前瞬間的質(zhì)量，g；m──經(jīng)過90分鐘復(fù)原后試驗樣的質(zhì)量，g；w──試驗樣在試驗前FeO質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示，是依據(jù)ISO9035測定的二價鐵含量乘以氧化轉(zhuǎn)換系數(shù)1.286計算得到的；w──依據(jù)ISO2597-1和ISO9507測定的試驗前試驗樣中的全鐵含量，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。計算結(jié)果保存1位小數(shù)。t──復(fù)原度到達30%時的時間，min；t──復(fù)原度到達60%時的時間，min；33.6 ──常數(shù)。9.2.3復(fù)原度為60%時的復(fù)原指數(shù)從復(fù)原曲線中讀出復(fù)原度為8095時所對應(yīng)的時間單位：min〔分鐘〕試驗報告試驗報告應(yīng)包括如下內(nèi)容：──本標(biāo)準(zhǔn)的編號；──試樣的具體狀況；──試驗室名稱和地址；──試驗日期；──試驗報告日期；──負(fù)責(zé)試驗的人員的簽名；──本標(biāo)準(zhǔn)中未做規(guī)定仸何操作和試驗條件或作為可選擇選項的，以及可能對試驗結(jié)果有影響的仸何操作；；──金屬化率M或M；R──最終復(fù)原度R；90──復(fù)原前試驗樣的全鐵含量和二價鐵含量。校驗為確保試驗結(jié)對設(shè)備進展檢檢查的頻率由各個試驗室自行打算。檢查過程中需要對如下工程的狀況進展確認(rèn)：──稱量裝置；──復(fù)原罐；──溫度掌握和測量裝置；──天平；──氣體流量計；──氣體純度；──記錄系統(tǒng)；──時間掌握裝置。推舉制備內(nèi)部參考物質(zhì)來定期檢驗試驗的重復(fù)性。上述檢查的記錄應(yīng)保存。附錄A〔標(biāo)準(zhǔn)性附錄〕試驗結(jié)果驗收程序流程圖r：見表19.1中公式的推導(dǎo)是建立在全部氧都以FeO形式與鐵結(jié)合的假設(shè)上，然而，大多數(shù)鐵礦石都2 3以FeO、FeO和精煉鐵的形式存在。因此，在全部礦石都以FeO形式結(jié)合的假設(shè)上，通過3 4 2 3復(fù)原過程中試驗樣質(zhì)量的損失乘以原始試樣不同的理論含氧量和試樣中Fe