[发明专利]球团矿显气孔率的测定方法和测定装置

说明书

技术领域

本发明属于理化检验技术领域，尤其是一种球团矿显气孔率的测定方法和测定装置。

背景技术

球团矿是高炉入炉原料的主要组成部分，具有品位高、强度好、粒度均匀等优点，球团矿的化学成分、抗压强度、转鼓指数和冶金性能等指标是衡量其品质优劣的重要依据，目前已广泛应用于企业生产中，而球团矿的显气孔率同样是衡量球团矿的重要指标，该指标反应了球团矿的内部结构的致密程度，它对球团矿还原性能、转鼓指数及抗压强度均有重要的影响，因此测定球团矿显气孔率非常必要。

球团矿是由铁精粉造球后经高温焙烧而成的球状物，气孔度低且全部为微气孔，主要矿物为赤铁矿，固结方式为固相固结。球团矿的孔隙是由粒子之间的孔隙相互连接形成的圆形通道，在焙烧过程中粒子再结晶和聚晶长大，通道收缩，球团致密，孔隙率减少。因此成品球团矿显气孔率反映了赤铁矿的结晶程度，同时也可反映出球团生产的焙烧温度曲线设定的合理与否，通过测定球团矿显气孔率可以指导生产改进工艺、合理化热制度。而球团矿显气孔率测定方法未列入国家标准中，各钢铁企业和研究机构对球团矿显气孔率的测定方法也各不相同，且鲜有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种快捷、准确的球团矿显气孔率的测定方法；本发明还提供了一种球团矿显气孔率的测定装置。

为解决上述技术问题，本发明方法所采取的技术方案是：首先称量干燥试样的重量；然后将试样开口空隙中的空气排除，充以液体；再将饱和了液体的试样在液体中称量、计算其重量及湿重；最后计算试样开孔体积和总体积，即可得到试样的显气孔率。

本发明进一步的测定步骤为：（1）将试样烘干、清洁后，称量干燥试样的质量M₁；

（2）先在真空状态下将称量的试样用液体浸泡，再在常压状态下浸泡，使试样吸附液体至饱和状态；

（3）将吸附液体至饱和状态的试样浸没在液体中，然后称取、计算试样的浮重F和湿重M₂，根据公式（一）即可计算得到试样显气孔率P；所述M₁、M₂和F的度量单位相同；

P＝（M₂－M₁）/F    （一）。

本发明所述步骤（1）中的试样的粒度等级为10～15mm；每次测定18～24粒试样。所述步骤（1）中的试样于105±5℃下烘干2～3小时，然后冷却至室温；所述试样的清洁方式为用高压氮气进行吹刷至表面没有灰尘为止。

本发明所述步骤（2）中的试样在抽真空至负压70±5 KPa的条件下用液体浸泡30～50min。所述步骤（2）中的试样在常压状态下浸泡20～40min。

本发明所述的液体为水。

本发明所述步骤（3）中的称量过程为：A、称量吊篮的重量M₀；

B、将吊篮浸入液体中，称量吊篮的浮重F₀；

C、擦去吸附液体至饱和状态的试样表面的液滴，然后放入吊篮内；将吊篮和试样悬挂浸入液体，称取二者的浮重F₁；

D、脱离上述悬挂，将吊篮和试样沉入液体底部，称量二者的重量M₃；

E、根据公式（Ⅰ）和（Ⅱ）即可计算得到试样的浮重F和湿重M₂；

F＝F₁－F₀    （Ⅰ）

M₂＝M₃－M₀    （Ⅱ）。

本发明用于上述方法的测定装置结构为：其包括有用于称量的电子天平；用于吊装试样的吊篮；用于盛装液体的烧杯；以及用于悬挂吊篮的横杆和S形挂钩。

本发明装置所述吊篮由三层支架和中心轴构成；每层支架有6～8根支杆放射状固接在中心轴上，所述支杆上固接有2圈圆环；所述中心轴顶部设有吊挂环。所述圆环9的环距为8mm，外环直径为60mm。

显气孔率系指试样的所有开口气孔的体积与其总体积之比值，本发明是根据阿基米德原理进行测定的。测定时先称量干燥试样的重量，然后将试样开口空隙中的空气排除，充以液体，然后将饱和了液体的试样放在多层吊篮上，称量挂吊在液体中的重量及湿重，然后计算试样开孔体积和总体积，最后得到试样的显气孔率。