铁矿石 同化性能测定方法

ICS73.060.10

CCSD31

中华人民共和国国家标准

GB/TXXX—202X

铁矿石同化性能测定方法

Methodfordeterminationoftheassimilationperformancetestingofironores

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/T—XXXX

铁矿石同化性能测定方法

1范围

本文件规定了铁矿石同化性能测定方法的试验设备、试验条件、试样制备、试验步骤、数据采集和

试验报告。

本文件适用于铁矿石同化性能的测定。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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/T10322.1铁矿石取样和制样方法

GB/T6005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

GB/T1481-1998金属粉末在压制（不包含硬质合金粉末）在单轴压制中压缩性的测定。

3定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

铁矿石的同化性能assimilabilityoftheironorefines

铁矿石的同化性是指铁矿石粉中铁氧化物与CaO的反应能力，反映了铁矿石粉在烧结过程中生成

液相的难易程度，对烧结矿成矿有至关重要的作用。

3.2

同化反应开始assimilationreactionstarting

同化过程中铁矿石粉试样和CaO试样接触界面出现润湿现象判定为同化反应开始，此时在铁矿石

粉试样和CaO试样的界面上铁酸钙系液相已经形成，铁矿石粉试样与CaO试样接触处的润湿角小于

90°，表明同化反应开始。

3.3

同化反应结束assimilationreactionfinishing

同化过程中，观察到在3min内铁矿石粉试样外形不再变化，表明同化反应结束。

3.4

同化开始温度assimilationstartingtemperature

Ts

同化反应开始时的温度。

3.5

同化开始时间assimilationstartingtime

ts

同化反应开始时的时间。

3.6

同化结束温度assimilationfinishingtemperature

Te

试样外形不变化的最低温度。

3.7

同化结束时间assimilationfinishingtime

te

记录同化结束温度时的时间。

3.8

平均同化温度meanassimilationtemperature

T

同化反应开始温度到同化反应结束温度的平均值。

3.9

同化反应时间assimilationtime

t

同化反应结束与同化反应开始的时间差。

3.10

同化反应体积分数assimilationreactionvolumefraction

φ

铁矿石粉同化反应的体积占铁矿石粉试样最初体积的百分比，单位%。

3.11

升温速率heatingrate

β

1100℃以上的升温速率，单位℃/s。

3.12

烧结温度sinteringtemperature

T烧

烧结过程中的最高烧结温度，单位℃。

3.13

同化反应参数assimilationindex

R

表征铁矿石粉同化反应温度与烧结生产温度差别的影响。

3.14

同化反应速度assimilationreactionvelocity

Vz

同化反应体积分数与同化反应时间之比。

3.15

修正的同化反应速度modifiedassimilationreactionvelocity

VR

修正后的同化反应速度。

3.16

修正参数modifiedparameter

2n

同化反应速度的修正参数。

3.17

修正参数的指数exponentofmodifiedparameter

n

平均同化温度与烧结温度的差值除以10所得值。

3.18

同化反应特征数characteristicnumberofassimilationreaction

TR

表征铁矿石粉自身同化反应温度与烧结生产温度之差对同化反应速度的影响。

4原理

将由规定粒度制成的特定尺寸的铁矿石粉试样放置在由规定粒度制成的特定尺寸的CaO试样的中

心位置，并将二者放入高温炉中，按一定升温制度开始升温。记录同化开始温度（Ts）、同化开始时间

（ts

）、同化结束温度（Te）、同化结束时间（te），计算同化反应时间（t）、平均同化温度（T）、同化

反应速度（Vz）、修正参数的指数（n）、修正的同化反应速度（VR）、同化反应参数（R）和同化反

应特征数（TR）。

5试验设备

5.1鼓风干燥箱

温度能控制在105℃±5℃。

5.2震动磨样机

5.2.1装料粒度：≤25mm。

5.2.2装料重量：≤500g。

5.2.3出料粒度：0.074mm~0.15mm。

5.3试验筛

方孔筛，符合GB/T6005的规定，尺寸：0.106mm、0.074mm。

5.4电子天平

量程≥500g，精度≤0.001g。

5.5模具

模具见图1。

说明：

1——CaO试样模具上模冲

2——CaO试样模具阴模

3——CaO试样模具下模冲

4——CaO试样

5——铁矿石粉试样模具上模冲

6——铁矿石粉试样模具阴模

7——铁矿石粉试样模具下模冲

8——铁矿石粉试样

9——脱模器

10——铁矿石粉试样脱模杆

11——CaO试样脱模杆

图1模具图

模具应满足如下要求：

5.5.1模具材质：不锈钢、碳素工具钢或者硬质合金

5.5.2上下面平行精度：0.02

5.5.3孔面垂直精度：0.02

5.5.4孔面精度：0.2

5.5.5摸冲与阴模间隙：0.12mm

5.5.6CaO试样模具上下模冲间距：4mm±0.1mm

5.57铁矿石粉试样模具上下模冲间距：5mm±0.1mm

5.6压片机

试验机的压制力为50~100kN，在不大于10kN/s速度下平稳加压。

5.7试验用高温炉

卧式高温炉炉体机构见图2。

1234567

说明：

1——热电偶

2——刚玉管

3——电炉

4——样品

5——瓷舟

6——摄像机

7——计算机

图2卧式高温炉炉体机构

试验用高温炉，应满足如下要求：

5.8.1炉体结构：卧式电阻炉。

5.8.2加热材料：U型硅钼棒（恒温区域＞150mm）

5.8.3炉膛熔积：Ф100mm×500mm

5.8.4使用温度：1600℃。

5.8.5控温位置：控温点设在加热体横向中心位置。

5.8.6瓷舟位置：加热体横向中心位置

5.8.7样品位置：加热体横向中心位置

5.8.8控温精度：试验全程±3℃。

5.8.9摄像头像素：≥1000万。

5.8.10摄像拍摄间隔：3s。

5.8.11试验气氛：氧化性或弱还原性

5.8.12测量精度：符合国标GB/T219—2008

6试验条件

6.1气氛：空气。

6.2CaO分析纯：符合国标GB1262-92，白色或带灰色块状或颗粒，CaO含量（灼烧后）≥98%。

7试样制备

7.1取样与制样

按照GB/T10322.1的规定进行取样和试样的制备。

7.2烘干

烘干温度：105℃±5℃，烘干时间：≥2h。

7.3磨样

时间：1min。

7.4制样

7.4.1铁矿石粉试样制备

研磨后的铁矿石粉通过筛分得到0.106mm~0.074mm铁矿石粉，数量不少于50g，秤取0.8g±0.01g

放入铁矿石粉制样模具内，在压片机上压制得到Ф8mm×5mm的铁矿石粉试样。将铁矿石粉试样的两

个平面用100目砂纸打磨，去掉毛刺，便于与CaO试样紧密接触。

如果铁矿石粉试样不能压制成型，需要重新制样，可在压制时给铁矿石粉加入纯净水等粘结剂，并

在试验报告中注明。

7.4.2CaO试样制备

秤取CaO分析纯粉末2.0g±0.01g，放入CaO制样模具内，在压片机上压制得到Ф25mm×4mm的

CaO试样。

8试验步骤

8.1试验次数

对同一样品，至少测定2次。

GB/T34211-2017

8.2装样

将CaO试样放在瓷舟中间位置的平面上，然后将铁矿石粉试样放在CaO试样的中心位置，如图3

所示，再将瓷舟推入高温炉内的指定位置。

1

2

说明：

1——CaO试样

2——铁矿石粉试样

图3铁矿石粉试样与CaO试样叠放图

8.3升温程序控制

高温炉温度低于900℃时，升温速度为15℃/分钟；900℃至试验结束，升温速度为5℃/分钟。

8.4数据采集

试验过程的图像由摄像头通过高温炉透视孔的栅格玻璃进行记录。按照图4所示，根据铁矿石粉试

样与CaO试样接触处的润湿角是否小于90°、试样外形是否继续变化来判定同化反应开始或结束，并

记录同化开始温度Ts、同化开始时间ts、同化结束温度Te、同化结束时间te。

111

222

333

（）同化前

a（b）同化开始

11

22

33

（c）同化结束

说明：

1——铁矿石粉试样

2——栅格

3——CaO试样

图4同化反应过程示意图

9结果计算

9.1平均同化温度的计算

根据式（1）计算平均同化温度，其数值以℃表示。

T=（Te-Ts）/2（1）

计算结果精确到十分位。

9.2同化反应时间的计算

根据式（2）计算同化反应时间，其数值以s表示。

t=te-ts（2）

计算结果精确到个位。

9.3同化反应速度的计算

根据式（3）计算同化反应速度，其数值以%/s表示。

Vz=φ/t（3）

计算结果精确到百分位。

9.4修正参数的指数的计算

根据式（4）计算修正参数的指数，其数值以常数表示。

n=（T-T烧）/10（4）

计算结果精确到十分位。

9.5修正的同化反应速度的计算

根据式（5）计算修正的同化反应速度，其数值以%/s表示。

n

VR=Vz×2（5）

计算结果精确到百分位。

9.6同化反应参数的计算

根据式（6）计算同化反应参数，其数值以常数表示。β

R=Vz·T/（1000β）（6）

计算结果精确到百分位。

9.7同化反应特征数的计算

根据式（7）计算同化反应特征数，其数值以常数表示。

TR=VR·T/（1000β）（7）

计算结果精确到百分位。

9.8允许误差和试验次数

同一试样，实验结果应符合附录A的规定，如果同一试样两次试验之差值在范围之内，试验合格。

不在上述范围之内，则按照附录A中规定的程序进行。

9.9最终结果表示

Ts、ts、Te、te应根据附录A中的规定按照试验结果平均值报出。

t、T、Vz、n、VR、R、TR作为参考指标，t精确到个位，T、n精确到十分位，Vz、VR、R、TR

精确到百分位。

10实验报告

实验报告包括以下内容：

1）实验室名称和地址；

2）实验报告发布日期；

3）本标准的编号；

4）试料本身必要的说明；

5）分析结果；

6）测试过程中存在的任何异常特性和在本标准中没有规定的可能对试样分析结果产生影响的任何

操作。

GB/T

附录A

（规范性附录）

实验结果重复精度与试验次数

两个试验结果之极差的大小，决定是否需要进行补充试验，极差范围的等级列于表A.1。

表A.1极差范围

温度（℃）ABC

极差∣x1-x2∣极差范围

Ts101520

Te101520

最终试验结果数值的确定程序见a）~d），平均指数精确到十分位。

a）如果∣x1-x2∣≤A，则取两次结果的平均值。

b）如果A＜∣x1-x2∣≤B，则进行第三次试验，得出x3。包括下面四种情况：

1）如果xmix-xmin≤B，则取三次结果的平均值。

2）如果xmix-xmin＞B，则做第四次试验，得出x4。

3）如果xmix-xmin≤C，则取四次结果的平均值。

4）如果xmix-xmin＞C，则舍去xmix和xmin，取其余两个中间值的平均值。

c）如果B＜∣x1-x2∣≤C，一次就要再做两次试验，得出x3、x4。包括下面两种情况：

1）如果xmix-xmin≤C，则取四次结果的平均值。

2）如果xmix-xmin＞C，则舍去xmix和xmin，取其余两个中间值的平均值。

d）如果∣x1-x2∣＞C，一次就要再做两次试验，得出x3、x4，舍去xmix和xmin，取其余两个中间值

的平均值。

x1、x2、x3、x4分别是第一次、第二次、第三次、第四次试验的结果。

xmix和xmin分别是本次检验的3或4次结果中的最大值和最小值。

GB/T—XXXX

前言

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。

本文件负责起草单位：山东钢铁股份有限公司莱芜分公司、北京科技大学、冶金工业信息标准

研究院。

本文件主要起草人：

I

GB/T—XXXX

铁矿石同化性能测定方法

1范围

本文件规定了铁矿石同化性能测定方法的试验设备、试验条件、试样制备、试验步骤、数据采集和

试验报告。

本文件适用于铁矿石同化性能的测定。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是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/T10322.1铁矿石取样和制样方法

GB/T6005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

GB/T1481-1998金属粉末在压制（不包含硬质合金粉末）在单轴压制中压缩性的测定。

3定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

铁矿石的同化性能assimilabilityoftheironorefines

铁矿石的同化性是指铁矿石粉中铁氧化物与CaO的反应能力，反映了铁矿石粉在烧结过程中生成

液相的难易程度，对烧结矿成矿有至关重要的作用。

3.2

同化反应开始assimilationreactionstarting

同化过程中铁矿石粉试样和CaO试样接触界面出现润湿现象判定为同化反应开始，此时在铁矿石

粉试样和CaO试样的界面上铁酸钙系液相已经形成，铁矿石粉试样与CaO试样接触处的润湿角小于

90°，表明同化反应开始。

3.3

同化反应结束assimilationreactionfinishing

同化过程中，观察到在3min内铁矿石粉试样外形不再变化，表明同化反应结束。

3.4

同化开始温度assimilationstartingtemperature

Ts

同化反应开始时的温度。

3.5

同化开始时间assimilationstartingtime

ts

同化反应开始时的时间。

3.6

同化结束温度assimilationfinishingtemperature

Te

试样外形不变化的最低温度。

3.7

同化结束时间assimilationfinishingtime

te

记录同化结束温度时的时间。

3.8

平均同化温度meanassimilationtemperature

T

同化反应开始温度到同化反应结束温度的平均值。

3.9

同化反应时间assimilationtime

t

同化反应结束与同化反应开始的时间差。

3.10

同化反应体积分数assimilationreactionvolumefraction

φ

铁矿石粉同化反应的体积占铁矿石粉试样最初体积的百分比，单位%。

3.11

升温速率heatingrate

β

1100℃以上的升温速率，单位℃/s。

3.12

烧结温度sinteringtemperature

T烧

烧结过程中的最高烧结温度，单位℃。

3.13

同化反应参数assimilationindex

R

表征铁矿石粉同化反应温度与烧结生产温度差别的影响。

3.14

同化反应速度assimilationreactionvelocity

Vz

同化反应体积分数与同化反应时间之比。

3.15

修正的同化反应速度modifiedassimilationreactionvelocity

VR

修正后的同化反应速度。

3.16

修正参数modifiedparameter

2n

同化反应速度的修正参数。

3.17

修正参数的指数exponentofmodifiedparameter

n

平均同化温度与烧结温度的差值除以10所得值。

3.18

同化反应特征数characteristicnumberofassimilationreaction

TR

表征铁矿石粉自身同化反应温度与烧结生产温度之差对同化反应速度的影响。

4原理

将由规定粒度制成的特定尺寸的铁矿石粉试样放置在由规定粒度制成的特定尺寸的CaO试样的中

心位置，并将二者放入高温炉中，按一定升温制度开始升温。记录同化开始温度（Ts）、同化开始时间

（ts

）、同化结束温度（Te）、同化结束时间（te），计算同化反应时间（t）、平均同化温度（T）、同化

反应速度（Vz）、修正参数的指数（n）、修正的同化反应速度（VR）、同化反应参数（R）和同化反

应特征数（TR）。

5试验设备

5.1鼓风干燥箱

温度能控制在105℃±5℃。

5.2震动磨样机

5.2.1装料粒度：≤25mm。

5.2.2装料重量：≤500g。

5.2.3出料粒度：0.074mm~0.15mm。

5.3试验筛

方孔筛，符合GB/T6005的规定，尺寸：0.106mm、0.074mm。

5.4电子天平

量程≥500g，精度≤0.001g。

5.5模具

模具见图1。

说明：

1——CaO试样模具上模冲

2——CaO试样模具阴模

3——CaO试样模具下模冲

4——CaO试样

5——铁矿石粉试样模具上模冲

6——铁矿石粉试样模具阴模

7——铁矿石粉试样模具下模冲

8——铁矿石粉试样

9——脱模器

10——铁矿石粉试样脱模杆

11——CaO试样脱模杆

图1模具图

模具应满足如下要求：

5.5.1模具材质：不锈钢、碳素工具钢或者硬质合金

5.5.2上下面平行精度：0.02

5.5.3孔面垂直精度：0.02

5.5.4孔面精度：0.2

5.5.5摸冲与阴模间隙：0.12mm

5.5.6CaO试样模具上下模冲间距：4mm±0.1mm

5.57铁矿石粉试样模具上下模冲间距：5mm±0.1mm

5.6压片机

试验机的压制力为50~100kN，在不大于10kN/s速度下平稳加压。

5.7试验用高温炉