1、中华人民共和国国家标准铁矿球团相对自由膨胀指数的测定方法G8/T 13240 91 Iron ore pellets-Determination of relative free-swelling index 1 主题内容与适用范围卒标准规定了铁矿球网(以下简称球团矿还原膨胀测定方法的基本原理、试验条件、试验设备、试样制备、试验程序和试验结果的评定等。规定的方法的特点是z球团矿在自由状态下，用co和川的混合气体进行等温还原，试样具有一定的粒度范围困本标准适用于以相对自由还原膨胀指数(简称还原膨胀指数)表示的球团矿膨胀性能的测定。本试验的结果应与其他的试验，特别是关于球团矿在还原时的其他冶金性能
2、的试验结果联系起来考虑。2 引用标准GB 6003 试验筛GB 6005 试验筛金属丝编织网、穿孔板和电成型薄板筛孔的基本尺寸6日8170数值修约规则GB 10122 铁矿石(烧结矿、球团矿)物理试验用试样的取样和制样方法GB/T 13241 铁矿石还原性的测定方法3 定义3. 1 自由膨胀(freeswelling) 球罔矿在自由状态下还原时所发生的体积膨胀。3. 2 还原膨胀指数(reductionswelling index)RSI 球川矿在等温还原过程中自由膨胀，还原前后体积增长的相对值，用体积百分数表示Q4 基本原理具有定粒度范围的球团矿，在900C的温度下等温还原，自由膨胀。还原气
3、体由co和N，组成。测定还原前后球团矿体积的变化。5 试验条件5. 1 . .般条件木标准所用的气体体积和流量采用标准状态(OC和一个大气压)干的体积和流量。i: l个大气压O.101 325 MPa. 5.2 还原气体的组成国家技术监督局1991-11-06批准1992-07-01实施CO 30%士口.5%(1/1)N, 70%士0.5%(V/Vl5. 3 还原气体的纯度还原气体中的杂质含量不得超过zH, 0.2% (V/V) CO, 0.2% (1 /1) , O.I% (V/V) H20 0.2% (V!V) 5.4 述原气体的流量GB/T 13240-91 在整个试验期间，还原气体的标
4、态流量保持在15+1L/mino 5. 5 试验温度试样在900C的温度F还原。在整个试验期间保持在900土10C之间。6 试验设备6.1 CO还原气体的制备系统包括CO还原气体的发生、配制、净化、分析和调节装置。口f以使用瓶装高纯CO配制还原气体。也可以在试验室发生co配制还j束L休k通过11叫七、分十.1 调节，达到5.2和5.3条要求的成分和纯度。6.2 还原管由耐热不起皮的金属板制成，能耐900(;以上的混度。还原管内管的内tzft为75-+1 nJ Ifl 6. 3 还原炉H有足够的加热能力，能保证全部试祥和与试样接触的还原气体在整个试验l明P11以f;(川忖10C之间(1，1.图1
5、)。G/T 13240-91 4 5 2 COII !l. 3 -4 4 1 2 国1还原膨胀试验装置示意图1 气体瓶;2流量计;3混合器;4 还原炉;5-试样;6 热电偶$7 煤气进口;8煤气出口叶一还I8(管;1。一试样容器6.4 装试样的容器用耐热不起皮的金属制成，能耐900.C以上的温度，可装粒度为10.0mm至12.5 mm的球B:I矿18个(见!到2)。, :-; CB/T 1 3240 - 91 。12 3 出 ., H 叫a s 。aB 试样容器示量图孔径一2.5mm，孔距4.0 mm , 板厚一24 mm; 边商8mrn L盟宣蚕豆旦l一煤气进口，2一热电偶，3一煤气出口川内
6、管，5 外管，6 试样容器;7一球团矿试样C 三层容器中格最布置示意图图2试样容器和还原管示意图6.5 体积测定装置附录以补充件为体积测定装置的两个实例。其他测量球团矿体和、精度能够达到o.2.时，的方t均可采用。6.6 试验筛符合GB6003和GB6005的规定，并具有以下公称尺寸的正方形筛孔，10.0mm和12.5mm.o 7 试样准备7. 1 概述试验试样应按照GB10122的规定进行取样和制样。试验前试验试样应在105土5C的温度下烘干，烘干时间不小于2h.然盯怜剑l金交凯，并保有在干燥器中。G/T 13240-91 7. 2 (1E11膨胀试验的试样通过筛分得到IJ;位度月I10.0
7、 mm至12.S mm的试验试样，质量约1kg 0从中随机取，.Uj_ 8个球网矿作为丰民验的试悻.它的全称叫做试验试样部分。但在木标准中均简称为试验试样或试忡。?iz如果这18个球团矿中存在若有裂纹的球阳布，则应将它们更换成无裂纹的球回矿。纯有关各方同意后，也可以采肘其他粒度规格的JJ团矿作试样。8 试验程序8. 1 测定次数对于J次检验，至少要进行两次试验。8.2 迹!底前体积的测定测定试样08个球回矿)的总体积参照附录以补充(牛门，然后将试样烘干、才能进行还J);(膨胀试院。8.3 jT原先在装球网矿的容器中的每一层放6个球团矿，然后将容器放入还原管内，关闭还原管的顶部。将惰性气体(或矶
8、，以下同)通入还原管，标态流量为5L/min.接着将还原管放入电炉中，此时的炉内温度不得大于20(丁。然后开始加热。升温速度不得大于10C/mino当试样温度接近900r时，增大惰性气体标态流i达到15L/min。在900C恒温30min，使温度恒定在900士lOC之间。由于今氧化碳及含有一氧化碳的还原气体是有毒和危险的，在下列试验程序中，试验应在有良好的通风环境中或在怕风取下进行。为f保护操作人员的安全，应根据国家有关的安全规则，采取防护措施。以标态流主主为15L/min的还原气体代替惰性气体，连续还原1h. 还原1h后，切断还原气体，并向还原管内通入标态流量为5L/min的惰性气体，然后将
9、还原管连同i式样.，提出炉外进行冷却。冷却终点温度低于lOOC。8. 4 压原;i体积的测定从还原管中取出冷却后的试样，并测定试样的总体积参照附录BC补充件刀。9 试验结果表示9. 1 还!反膨胀指数RSI的计算用公式(1)计算还原膨胀指数，以体积百分数表示:V , - Vo 还原膨胀指数RSI(%)一气了一X100 . . . .( 1 ) 式，t八i五以前试样的体积，mL;V , .T原J试样的体积，mL还原膨胀指数精确到小数点后-位数。9. 2 允许iZif和试验次数9. 2. 1 允许误是还j反膨胀指数的每一对试验结果值之差(即极差)绝对值应小于3%。9.2.2 试验次数假如这二对坯房
10、、膨胀指数之差符合9.2. 1规定的允许误差，则试验可以结束。否则应按附录A规泛的棋)(迸行9. 3 最终结果去示j主l反膨胀指数RSII哎根据附录A(补充件)的规定，按试验结果的平均值报出.用体积百分数去求精确到小敬JU丁子位数，搜GB8170中取舍姐则修约。 ,.1 I 10试验报告试验报告应包括以F内容-3. 试验单位;b. 试验报告发表日期pc 参照本标准，d i式验试祥说明$t 还原膨胀指数RSI，GB;T 13240-91 f 根据质量的损失计算还原度。进行与否可以自行决定。计算方法参见附录口参号ft) GS/T 13240 91 附录A重复性和试验次数(补充件)连)京膨胀指数RS
11、I两个试验结果之极差的大小.将决定是否需要进行补充试验冲撞22范围的等级列于表A1, (绝时值)如;(V/V)o表的极萍1:tI-,T21 等级A R 球因矿3. 0 3.6 最终试验结果数值的确定程序如AlA4o平均指数精确到小数点后位数。规定川、川和.1.4分别为第一次、第二次、第兰次和第四次的试验结果。坝定Xmn和Xmin分别为本次检验的3个或4个结果中的最大值和最小值。Al 如果Ix，-:r21运A，1)(1取两次结果的平均值。A2 如果ixlZ21A4B，目1进行第三次试验。得出x，oA2.1 如果工叩xrninB ，则取三次结果的平均值。A2.2 如果r叫xm,oB .1J1做第四
12、次试验，得出x，0 A2.3 如果J叩ZmLnz三C.取四次结果的平均值。A2.4 如果r叩XminC，则舍去Xnlll.1C，一次就要再做两次试验，得出X3和X，A3. 1 如果.Trn真-XminC，则取四次结果的平均值。A3.2 如呆Xm.且.r miC.则舍去Zz阳阳0%C，贝则u一次就要再做两次试验，得出I冉3和z副舍去其中的I阳叩x和J川，取其中两个中间值的才乎L均值。附录B球团矿的体积盟定(补充件B1 OKG法(Oleate-Kerosine-GakushinMethod) (或称油浸法)B1. 1 试验原理在球团矿表而上形成疏水的油酸纳水溶液薄膜，并用煤油稳定这层薄膜之后，通过
13、称撞得出球团矿在空气中科l水中的两个质量。B1.2 试验设备B1. 2. 1 盛放试剂(油酸倒水溶液和煤油)的容器各时个容器盛放油酸销水溶液和煤油。设计这种容器!要考虑到浸在试剂中的吊篮可以自由移动。这种容器应该用不与他酸纳水溶液或煤油发生化学反应的材料制成。7吓二GB/T 13240-91 B1. 2. 2 浸在试剂中的吊篮吊篮(见图Bl)用来把球团矿浸在油酸纳水溶液或煤油中，以使用振动的方法使球团矿中的气泡加速排除。这种吊篮可以把试祥堆成二层或三层，并可以避免由于球团矿落到容器底部寻|赳的震动而造成球团矿的破裂。吊篮也JiY:该用不与油酸销水溶液或煤油发生化学反应的材料制成。B1. 2.
14、3 吸收器2 因Bl装球团矿的吊篮示意图l 筐矗，2一吊篮悬挂线用孔(3个吸收器由一对表面上覆盖纱布的泡沫塑料组成。Iil 它的作用是吸收残留在浸泡过试剂的球团矿表面上的试剂。纱布要用4层(见图B2)0 所选用的泡沫塑料应该保证试样稳定地放在上面，并且其表面积要与放置的球团矿数目相适合。3 2 图B2吸收器示意图l 一对吸收器，2一球团矿.海绵或泡沫塑料.，纱布四层对f每种试剂应各准备一组(两对以上吸收器，可以规定吸收油酸纳、煤油和水的吸收器的编号:为第1组、第2组、第3组。B1. 2. 4 称最装置称量装置的感量不低于0.00180B1. 2. 5 浸在水里的吊篮这种吊篮用于在水中浸泡球团矿
15、，并在该条件下称量。为了使气泡离开吊篮，设计时要考虑吊篮与球团矿的接触面尽可能小。7 i):; (;/T 1 3240 -_ 91 吊篮应由不粘附气泡的材料制成。B 1. 2. 6 吊拉线采用钓鱼线(在径大约0.3nn飞1)吊拔，用这种吊于Hl(，把浸在水熙的吊篮悬挂在夭干f:, B1. 2. 7烧杯烧杯旧来1年水里球团旷的质量，其容坠J市该足够大，使吊篮不碰烧杯U烧杯的底面积也应该足够大，在科量样品时，保证水平面不会发生明显的变化。B1.2.8 支架支承烧杯的支架用木材或金属制成不要用塑料支架(例如丙稀酸树脂做的支架等).以免受静电作用的影响。支架的高度可以调节。B 1. 2. 9 温度计最
16、小刻度为O.5C或小于O.5 C 0 B1.3 水和试lfiJB1.3.1水使用蒸馆水或离F交换水，)坐在需用时现配制。时.3. 2 如11酸纳水溶液油酸纳水济液的浓度为O.1 rnol/L需用时现配制。B1. 3. 3煤汕使用试剂煤油，需用时现配制。B1.4 试验程序B1.4.1 将球闭矿放到浸油酸销水溶液用的吊篮里，然后将这个装了球团矿的吊篮浸到汹酸销水溶液中，保持30minC见图B3(a门。4 6 5 (c) (a) (b) 图B3OKG法操作程序示意罔l 油般纳事情液煤油:3水;- 天平;5 沉锤;6 钓鱼线，7吊篮，日球团矿山主架;10烧杯挺起It篮之前，将吊篮上下振动儿下，使粘附在
17、试样表面的气j包迅速排除。7日JG8/T 13240-91 81. 4. 2 取出浸在溶液巾的球团矿，放到第l组泡沫塑料吸收器中，彼此离开，排列成行。然后4J手将它轻轻地向F压10S.以吸收粘附在球团矿上的泊酸纳残留物。然后将试样按垂直方向转动900，并放在第1组中的另一对吸收器中彼此离开，排列成行。再向下用吸收器10s 以保证所有球团矿的全部表面去除残留物。使用纱布时，干净的一面朝外。81. 4. 3 把在程序B1.4. 2中排除了残留物的球团矿放在浸煤油的吊篮里，并把这个装有球闭矿的的篮浸没在煤油里保持10s左右见图B3(b门。1. 4. 4 取出浸在煤油耳其的球团矿.并把它放在第2组吸收
18、器内，按程序B1.4. 2吸收煤油钱留物81. 4. 5 把上面B1.4. 4排除f残留物的球团矿放到用来浸水的吊篮里，并把这个装有球j;tJ矿的吊篮在水里振动儿下以排除粘在试样麦丽的气泪，紧接着把它悬挂在天平上。记录试样在水中浸1min后称出的质量为叫，精确到小数点后第-位数，l见图B3(c门。为r保证小气泡不粘附在吊篮t，预先把它浸在水里，可以避免气泡粘附在上面。81.4.6 完成上面的程序B1. 4. 5后，从吊篮里取出球团矿，把它放到第3组吸收器内，以l吸收粘附在试样麦丽的水分。81.4. 7 完成上面的程序B1.4. 6后，称出试祥在空气中的质量为叫，精确到小数点后第兰位蚊。81.4
19、.8 完成上面的程序B1.4. 7后，把已经取出了球团矿的吊篮挂在天平上，并浸在水里，称fi1阶段在水屯的质量为矶，精确到小数点后第三位数。1. 4. 9 为了知道水在测定温度下的密度，测定烧杯里水的温度。1.5 体积计算用公式(Bl)计算球因矿的体积，单位为毫升，精确到小数点后第气;位数。v = mz一(m1- m 3 ) .- . . ( B1 ) p 式中，V球团矿体积，mId，mj 装有球团矿的吊篮浸在水里的质量(B1.4.5)，g;Tn，一一球团矿在空气中的质量(B1.4.门，g;m.l一-，币1在浸在水里的质量(B1.4. 8) ,g; 测定温度下水的密度，g/mL，街效数字四位数
20、。2 水浸法2. 1 试验设备2. 1. 1 吊篮:在水里测定试样用(见图Bl)。 2.1 .2 吊挂吊篮的线直径为0.3mm的钓鱼线。2. 1. 3 烧杯架:高度可以调节，木制或钢制(不宜采用容易产生静屯的材料，例如丙磷酸树脂L2. 1.4 水浸杯:要求该杯子在测量试祥或吊篮的质量时，杯子里的水面不会发牛明显的变化u2. 1. 5 称量装置2天平的感最不低于O.OOlgo2. 1. 6 温度计2该温度计刻度单位小于或等rO. 5C。2. 1. 7 吸收器:见图B202.2 试验程序2. 2. 1 将试样在水用保持20rnin以后，在水型科景，称出的质量为叫。使用预先浸过水的吊篮，将装了试样的
21、吊篮浸入水中咽同时上下振动若干次.以去除气泡吨j是fUm 记录歪1)小数点后第三位数。浸球姿用蒸馆水或离子交换水，而且每次试验都要旦换新水。, GB!T 13240-91 应该预先减去吊篮在水里的质量。B2. 2. 2 从吊篮里取出试样。B2. 2. 3 用吸收器(罔B2)把试样斗的所有球团矿轻轻地压下10s 。此后，更换纱布的位景，重复同一操作。收湿时应该使用没有用过的纱布表面。B2. 2. 4 从吸收器中取出试样后，立刻称量得出质量为叫。B2.2.5 为了得到该试验温度下水的密度，需要测定水的温度。密度需要记录四位有效数字。B2. 2. 6 由公式(B21计算球团矿的体积zv=些，二m1.
22、 . ( B2 ) 式中V 球团矿的体积，mL;阴1球团矿在水里的质量，自m，一一浸水后在空气中球团矿的质量，g，p-测定温度下水的密度，g!mL.P 附录C还原度RI，的计算(参考件)盯在测定球团矿还原膨胀指数RSI的同时，如果还需要了解相应的还原度，可用公式(C1)计算还原1 h后的还原度RI.，以三价铁状态为基准，用质量百分数表示。称球团矿试样的天平的感量不低于0.1g. 10.111W,. m一酬，. . I 且1，%)=1:一一一十一一一一一r;TXI00)X100(Cl ) O. 430W, mo X O.430W2 .-.V I 式中2刑。还原试验前试样的质量，如mt一一还原1h后试样的质量，如W , 试验前试样中FeO含量.%(m!ml;W , 试验前试样的TFe含量.%(m!mC2 试验结果以平均值报出，精确到小数点后一位数，试验次数决定于还原膨胀指数RSI，C3 RI.仅作参考，该种球团矿交货批量的还原度指数以GB!T13241的结果RI为正式考核指标。附加说明:本标准由中华人民共和国冶金工业部提出。卒标准出包头钢铁稀土公司、长沙黑色冶金矿山设计院等负责起草。7扫飞
