(高清版)GBT 42524-2023 散装铁矿粉 适运水分限量的测定 压实曲线法

散装铁矿粉适运水分限量的测定压实曲线法CompactioncurvetestproI本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国钢铁工业协会提出。本文件由全国铁矿石与直接还原铁标准化技术委员会(SAC/TC317)归口。本文件起草单位：中国检验认证集团福建有限公司、青岛查鑫智能科技有限公司、方格检测技术(青岛)有限公司、烟台检验认证有限公司、日照市质量检验检测研究院、冶金工业信息标准研究院。1散装铁矿粉适运水分限量的测定压实曲线法警示——使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未指出所有可能的安全问题，使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。本文件描述了用于测定散装铁矿粉适运水分限量(TML)的压实曲线法。本文件适用于同时满足以下两个条件的铁矿石的适运水分限量的测定：a)交货批粒度小于1mm的质量分数大于或等于10%;b)交货批粒度小于10mm的质量分数大于或等于50%。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T6379.1测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分：总则与定义GB/T6379.2测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第2部分：确定标准测量方法重复性与再现性的基本方法GB/T6730.2铁矿石水分含量的测定重量法GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定GB/T10322.1铁矿石取样和制样方法GB/T10322.7铁矿石和直接还原铁粒度分布的筛分测定GB/T20565铁矿石和直接还原铁术语GB/T24586铁矿石表观密度、真密度和孔隙率的测定3术语和定义GB/T20565界定的以及下列术语和定义适用于本文件。试样达到塑性流动的状态。注：大量的颗粒状物质内液体饱和到一定程度时，由于震动、撞击或船舶摇摆等外部因素的影响，丧失其内部抗剪强度而呈现如同液体一样的特性。使用非特定船舶运输时，散装铁矿粉可安全运输的最大水分含量。2最适宜的水分含量optimummoisturecontent;OMC在特定的压实状态下，货物的最大压实程度(最大干散货密度)相应的水分含量。4原理根据样品初始水分含量，设计一系列不同含水量的样品，使其含水量能全部包括从样品不完全干燥到接近饱和状态，并用压实试验设备对不同含水量的样品分别进行压实试验，试验结果用一条具体的压实曲线表示，通过压实曲线与表示饱和度S=80%直线的交点确定适运水分限量。5仪器5.1压实设备：由一个圆柱形的铁模(带可调节松紧装置)及其连带的一个可卸延伸件(压实圆筒)和一个在下端底部中心位置有开口并有导向管的压实工具(压实锤)组成(见附录A)。铁模及压实圆筒应具备足够强度，不会因压实试验导致产生形变。5.2干燥盘：表面光滑、干燥无污染，可容纳规定数量试验样品的器皿，如搪瓷盘或不锈钢盘。5.3量筒：容量分别为100mL和10mL带有刻度的玻璃量筒。5.4搅拌容器：能盛放约5kg铁矿粉的搅拌容器。确保搅拌容器的使用不会改变试验样品的物理性质。5.5天平：量程8000g,分度值0.1g。5.6干燥箱：带有自动控温和鼓风装置，温度可控制在105℃±5℃。5.7真密度测试仪：用于测定固体物质的密度。6试样的制备6.1一般要求试样制备阶段和试验过程温度变化应控制在士3℃以内，相对湿度变化应控制在士2%以内，并应在相对封闭试验场所中进行。另外，装试样的容器宜选用密闭容器或使用塑料薄膜及其他合适的材料覆盖。为防止散装铁矿粉流态化特性可能发生的改变，试样在保存、盛装、转运、制备等过程中不应改变原粒度及其分布。6.2取制样按GB/T10322.1的规定进行取制样，将采取的具有代表性铁矿粉试样充分混匀，然后将试样缩分成7份～12份子样。其中一份子样，用以确定试样“收到时”的水分含量；另一份子样用于制备出粒级小于0.063mm的粉样，用真密度测试仪测量固体物质的真密度；其他5份～10份子样根据实际需要调整样品含水量(每份子样含水量的调整应在执行该份子样压实操作时进行，不应过早调整所有子样水分，以防水分损失),以便能全部获取从不完全干燥到接近饱和状态样品进行压实试验，通过压实试验获得准确完整的压实曲线。6.3装填圆模把在搅拌容器中充分搅匀的试样分五层装填到圆模里。经夯实后的每层样品厚度应约占圆模深度的1/5。当最后一层试样被夯实后，卸下延伸件。36.4压实程序用带有导筒的压实器进行压实(见附录A),150g的捣锤自由落体下落25次，每次捣锤升至导筒顶端落下，升落高度为0.15m,压实方式见图1。压实方法为：如图1所示，每一个圆圈表示捣锤自由落体下落1次，即第一次捣锤下落位于压实圆筒的0°方位，第二次捣锤下落位于压实圆筒的270°方位，第三次捣锤下落位于压实圆筒的180°方位，第四次捣锤下落位于压实圆筒的90°方位，第五次捣锤下落位于压实圆筒的中心位置；第六次捣锤下落位于压实圆筒的45°方位，第七次捣锤下落位于压实圆筒的315°方位，第八次捣锤下落位于压实圆筒的225°方位，第九次捣锤下落位于压实圆筒的135°方位，第十次捣锤下落位于压实圆筒的中心位置；第十一次至第十九次捣锤下落位置应确保均匀分布于压实样品表面，第二十次捣锤下落位于压实圆筒的中心位置；第二十一次捣锤下落位于压实圆筒的0°方位，第二十二次捣锤下落位于压实圆筒的270°方位，第二十三次捣锤下落位于压实圆筒的180°方位，第二十四次捣锤下落位于压实圆筒的90°方位，第二十五次捣锤下落位于压实圆筒的中心位置。全部五层试样均采用此法压实。最后一层试样压实后，移去延伸件，小心沿圆模边缘将试样整平，确保移走试样中可能阻碍整平的大块物质，并用剩余试样代替他们并重新整平。a)图1压实方式7试样初始水分的测定7.1测定步骤按照GB/T6730.2的规定测定试样初始水分含量。试样经充分混匀后，称取约1kg试样，装入干4GB/T42524—2023燥盘内，在温度为105℃士5℃的烘箱内干燥至恒重(两次称量之差不大于0.5g),称量。7.2计算按公式(1)计算初始水分含量：式中：………H₀——初始水分含量，%;mz——烘干前试样与容器总质量，单位为克(g);m₁——烘干后试样与容器总质量，单位为克(g);计算结果按GB/T8170的规定进行修约，保留至第二位小数。8试验程序8.1压实流程调整样品的外在水分含量，以便能获取从不完全干燥到接近饱和状态的全部样品约5组～10组。若试样初始水分含量过高，或样品已处于流动状态，将具有代表性的试样在约60℃或以下的温度下进行部分干燥，以将试样水分减至合适水分。本试验中的代表性试样避免完全干燥，但水分含量测试除外。对调整好水分含量的样品按以下步骤进行压实试验：a)压实试验设备圆模连同底座进行称重，其质量用mA表示，单位为克(g);b)将调整好水分含量的其中一份子样充分搅拌混匀，在圆模中填充混匀样品，并均匀的压实，使压实后的每一层高度约占圆模深度的1/5。压实方式是通过导管落锤25次，每次落下高度均为0.15m。每次增加的物质都应当在上次增加试样的表面上，所有的5层试样都应当按照上述方式进行操作压实。当最后一层试样被压实后，卸下延伸件，小心地沿圆模边缘将试样刮平，确保移走试样中可能阻碍整平的大块物质，用剩余试样代替它们并重新整平；c)将装有压实样品的圆模连同底座称重，其质量用mg表示，单位为克(g);d)清空圆模，将样品放入105℃±5℃的烘箱中干燥，并称量干燥后试样的质量，其质量用mne)对调节好水分含量的不同试样重复步骤a)～d),完成5次～10次试验；f)按照GB/T24586的规定，用真密度测试仪测量铁矿粉的密度pa,单位为克每立方厘米(g/cm³)或吨每立方米(t/m³);g)按GB/T10322.7的规定测定样品的粒度。压实示意图见图2。5C——湿试样层；D——矿石固体层；图2压实示意图8.2计算按公式(2)计算湿试样的质量mc,单位为克(g):mc=mB—m按公式(3)计算水的质量me,单位为克(g):mE=mc—mAp)式中：Vy——进行标定或校准后的圆筒容积，单位为立方厘米(cm³)。按公式(5)计算水分净含量ey,以体积分数(%)表示：按公式(6)计算空当比e(空当体积与固体体积比):按公式(7)计算饱和度S,以体积分数(%)表示：…………(5)式中：VA——压实后圆桶中空气的体积，单位为立方厘米(cm³);Vw——压实后圆桶中水的体积，单位为立方厘米(cm³)。按公式(8)计算总含水量Wr,以质量分数(%)表示：……(7)…………(8)按公式(9)计算净含水量W,以质量分数(%)表示：6GB/T42524—2023按公式(10)计算总含水量W₁,以质量分数(%)表示：…………(9)8.3压实曲线的绘制每次压实试验后，以计算出的空当比e作为纵坐标、以水分净含量ev为横坐标，绘制曲线。全部试验构成一条具体完整的压实曲线，压实曲线示例见图3。压实曲线与饱和度线的交点(S=80%)即为适运水分限量(TML)。图3压实曲线图示例为检查该试验方法的适用性，试验期间，应评估水分含量和干货密度之间的关系，即应确定最适宜的水分含量(OMC)。最适宜的水分含量相当于在特定的压实状态下，货物的最大压实程度(最大干散货密度)。曲线空当比最小值对应的点即为最适宜的水分含量点。9精密度按照GB/T6379.1和GB/T6379.2的要求，由6个实验室对5种铁矿粉样品进行精密度试验，通过统计获得的精密度数据为：重复性限r=0.22%,再现性限R=0.46%。10试验报告试验报告应包括下列内容：a)试样的信息；b)试验地