時間：2023-06-15 17:26:47
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鋼鐵化學成分分析，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】鋼材；化學成分；機械性能
前 言
鋼鐵仍是21世紀占據主導地位的結構材料，在我國快速發展的現階段，對鋼材的需求更是極其迫切。鐵礦石含量有限，優質的鐵礦石更是稀缺，研究提升我國鋼材的性能是科研技術工作者的艱巨任務。鋼材的顯微組織決定了鋼材的機械性能，而其化學組成和熱處理工藝又決定了其顯微組織。因此對鋼材的化學成分與其機械性能進行統計分析，研究之間的關系，對提升鋼材質量有指導意義。至十九世紀五十年代以來，不少國外研究者開展了化學分析、顯微結構與機械性能之間關系的研究工作，通過這些工作探究了成分與性能之間的關系，并通過鋼材成分預測其機械性能，早期的文獻有報道。國內因為痕量檢測技術方面不足，對鋼材這方面的研究還很少。隨著近年來試驗檢測設備技術的進步，計算機的發展，通過計算機對合金鋼進行性能設計已經在簡單的材料中得到了驗證，并且將向復雜材料發展，因此，對一些常用鋼材數據積累有著重要的意義。
本文對比了我國某鑄鋼廠生產的20鋼和寶鋼集團的20鋼的化學成分與機械性能，并對它們之間的關系進行了探究。
1.試驗部分
本文從我國南方某鋼鐵廠選取60爐次20鎮靜鋼?30mm棒材作為試樣，以寶鋼的20鋼軋材做鋼樣。
試驗為了排除軋制板材終了溫度的影響，對鋼樣進行了熱處理，采用900℃保溫1.5h后進行空冷，然后加工成需要測試的要求的試樣尺寸。在北京鋼研總院14室對鋼材的化學成分進行了詳細的分析。用金相顯微鏡對鋼材的微觀晶粒度及珠光體的百分含量進行了分析。利用萬能試驗機對鋼材的常規拉伸力學性能進行了測試，同時采用沖擊試驗機對鋼材的沖擊韌性進行了評估，測試除了部分試樣的裂紋萌生功和裂紋擴展功。
兩生產廠家的樣品測試的化學成分分析如表1，基本力學性能及微觀組織參數對比如表2.
從上面兩表數據可以看出，這兩家鋼材廠的鋼材在碳含量控制方面平均值相同，說明兩者的技術要求一致，但是從標準差來看，這家鋼材廠在控制方面相對于寶鋼仍有較大差距。其他成分方面，寶鋼也都將標準差控制低于這家鋼材廠，說明寶鋼在鋼材雜質控制水平方面較高。這也在表2中性能穩定可靠性方面得到了體現。
2.數據的分析
因為篇幅關系，本文僅對部分回歸方程結果進行討論，回歸方程系數的推導計算過程不做描述。
以化學成分為自變量，機械性能作為因變量，按照多元線性回歸統計分析建立回歸模型。由鋼材的性能、化學成分和組織參數組成對稱矩陣。通過矩陣求解得到回歸方程系數。
上述方程中——拉伸強度，MPa；
——斷裂伸長率，%；
——碳元素含量，%；
——常溫沖擊功、低溫沖擊功，J。
3.結論
從線性方程可以看出，幾乎所有的性能指標都與碳元素含量有關，說明對鋼的性能來說碳的控制最為重要。其他常規元素如硅、錳、硫也很重要，磷的影響稍弱，其次是鋁，而其他痕量元素相對來說對鋼材性能影響很小。適當的調整和控制化學成分能一定程度提升鋼材性能，在冶金過程中對常規五元素的控制仍然是關鍵所在。
參考文獻
關鍵詞：鋼鐵材料；顯微鏡；檢測
中圖分類號：F416文獻標識碼： A
隨著金相顯微鏡的不斷發展，鋼鐵材料越來越受到廣大人們的關注，使人們愿意對其進行研究、開發和應用，特別是對Fe-Fe3C系相圖的建立，是金屬材料科學的基礎。隨之建立了金屬學、金相學以及相變和合金鋼等。隨著對微觀組織理論的具體分析，大大加快了顯微鏡的發展進程。電子顯微鏡的出現，不但使人們看到了鋼中第二相沉淀析出的具體情況，而且還可以看到位錯的滑移行為，并且發現了不全錯位、層錯、亞結構等現象。
一、顯微鏡下對鋼鐵材料的具體分析
鋼鐵材料是極為重要的工業原料，因為鋼鐵材料可以覆蓋較寬的強度水平。對于結構材料來說，要求其必須具備各種性能，最為基本的就是強度和韌性。
鋼鐵材料是碳含量低于2%Wt的鐵碳合金，根據不同的用途加入各種合金元素，形成合金鋼。人們之所以能發現鋼鐵材料的范圍非常寬的強度水平，是因為鋼鐵材料起源于鐵和碳合金。鐵在室溫內是體心立方晶格鐵索體，當溫度升高時就會變成面心立方晶格奧氏體，這種行為稱之為相變。
在高溫下存在與低溫不同的固相r是鐵碳合金的重要特征。正是由于此特征的存在，才能通過熱處理方法來改變鋼鐵材料的室溫組織，這個重要特征被稱為同素異構。金屬能夠具備非常寬的強度水平是因為要滿足人們的在生產生活中的需要。例如建立規模較大的建筑物以及汽車、鐵路、船舶、電機等機械設備都需要用到金屬材料。由于金屬材料具有同素異構的特征，促使人們可以根據不同的冶金工藝使同素異構結構發生改變，也就是利用相變來獲得不同強度水平的材料，滿足人們的需求。Fe―C合金中加入合金元素形成合金鋼，形成多種代位固溶體、間隙固溶體、碳化物、金屬問化合物。
固態相變發生相的晶體結構發生改變或者化學成分發生細微的變化，需要原子遷移方可完成。如果由于原子的遷移導致原有原子的鄰居關系被破壞，屬于擴散型相變。如果不破壞原有原子的鄰居關系，原子位移不超過原子間距，稱為無擴散型相變。無論是擴散相變，還是無擴散相變，對于同種固態相變，根據不同的外部條件以及內在因素，系統自組織“能動”地形成各種組織，使之具有形形的相貌，例如珠光體的組織中有片狀、細片狀、極細片狀、粒狀、點狀、針狀、類珠光體等多種形態。馬氏體有板條狀、片狀、碟狀、凸透鏡狀、薄片狀、薄板狀等形態。貝氏體形態較為復雜。這些都是在成分、溫度以及冷卻的條件下，也既在遠離平衡態、隨機漲落和非線性相互的條件下，系統自組織的杰作。相變機理一元化，組織形貌具有多樣性。
二、概述金相檢驗
人們利用顯微鏡觀察材料的微觀組織結構，可以看到材料具有的獨特魅力。此過程稱之為金相檢驗。金相檢驗的內容有如下幾點：第一，材料基體相的組織結構以及材料組織結構的不足之處；第二，顯微組織的取向以及狀態的不均勻性。例如帶狀、分布以及晶體大小等；第三，第二相的類型、結構、組成、數量、形態、尺寸和分布；第四，研究原子按鍵力分布的晶體結構和電子按能量分布的原子、離子結構。在金相檢驗中應用的測試技術主要有如下三種：第一，顯像技術：利用顯像技術更透徹的觀察材料的顯微組織，斷口處的形貌特征以及各種缺陷的形貌特征，表面狀態等，此類技術主要包括兩個方面，一個是腐蝕技術，一個是成像技術。腐蝕技術按不同的檢測項目，從而選擇不同的試劑和方法進行腐蝕。成像技術主要根據顯微鏡的成像原理，例如光學顯微鏡，主要記錄以及顯示材料的微觀組織結構。第二，衍射技術：主要用衍射技術對晶體的結構、晶體缺陷及晶向關系等問題進行研究和分析。在衍射技術中，常用的實驗儀器就是X一射線儀、電子衍射儀等。第三，成分分析結構：運用化學成分分析方法對材料的基體、第二相、夾雜物以及腐蝕產物的組成加以研究，特別是材料中的微量元素或者痕量元素對材料性能的影響等。在進行化學成分分析時，常用到的儀器有電子或離子探針、譜儀等。沒有任何一種方法可以全面的檢測金屬材料的性質，利用不同的技術方法只能獲取金屬材料中某一個方面的信息。不夠充分，只有綜合的對結果進行分析，利用不同的研究發現金屬材料的特點，并進行全方位的分析，從而做出較為明確的解釋。所以，要清楚的了解各種冶金研究技術的能力，并且要清楚冶金技術在使用上的局限性。
三、理化檢測的全新理念
從顯微鏡的發展給冶金設計帶來了革命性的變化來看，分析技術是合金設計的基礎。人們冶煉金屬，只通過各種途徑對合金工藝過程、特性和使用性能的千年歷史加以了解。直至金相顯微技術的問世，便形成了現今的冶金科學。顯微組織與宏觀力學關系認識，為成分一組織―性能半定量或定量的研究和關系式的建立創造了條件，為冶金設計提供了一定的基礎。隨著檢測技術的不斷完善，現在已經可以從宏觀尺度到電子和原子尺度來研究材料的組織和成分，從而建立組織和性能之間的關系。隨著科學技術的不斷發展，對于材料檢測的要求越來越高，空間分辨率以及原位表征，從二維發展成三維，得到實際晶體的對稱性。檢測技術的發展和研究是為了能夠更加準確、更加及時的將結果呈現給人們，還能有效的降低成本。這便是理化檢測的全新理念。
理化檢測的檢驗結果的準確性包括如下幾點：第一，檢測標準要準確。無論任何檢驗標準都會有適應性的問題，例如顯微組織評定方法標準GB/T13299―1991中組織狀態評級圖有三套，每一套圖片對應一定的含碳量，必須根據所檢鋼種的含碳量選擇對應的圖片進行評定。
對力學性能試樣的加工也有標準執行問題，化學分析也有化學分析的試驗方法及標準，人們在工作中必須要根據試驗的材料和檢測項目嚴格執行。第二，上報的數據要準確。進行比對工作是提高數據準確的有效方法。第三，判斷的結果要準確。是金相檢測人員必須要做到的一點。如果對組織的判斷不夠準確，數據準確也沒有任何實質性的意義。
隨著科技的不斷發展，按部就班的工作完全不能滿足人們的要求，特別是在工藝調整階段，要求快速進行檢驗分析工作。這就要求檢測人員必須緊跟發展的腳步，必須對需要檢測的設備的狀態了如指掌，確保設備保持最佳的狀態。
現如今在醫院看病有一個不成文的規定，無論大病小病都要進行各種各樣的檢驗，花費許多檢驗費用。有許多專家學者就此提出建議，大力杜絕此類現象發生，低倍檢驗能進行判定的就不要進行高倍檢驗，能夠用光學顯微鏡解決的問題就不使用電鏡。總而言之，根據不同的檢驗目的，選擇相應的檢驗儀器設備和方法，從而有效的降低檢驗費用，使檢驗成本達到最低。
結語：
本文從微觀的角度對鋼鐵材料進行深入的分析和談論，對鋼鐵的材料組織和性能之間的關系給出了較為合理的解釋，在對材料的研究過程中起著至關重要的作用。在材料的研究過程中，必須對材料的性能、組成、結構進行深入的研究，選擇較為合適的材料，獲得最理想的內部組織結構，從而滿足人們的使用要求。
參考文獻：
[1]王建萍,王家平,許建廣.數字圖像處理在定量金相分析中的應用[J];材料導報;2012(01).
關鍵詞 金相檢驗;發展;重要性
中圖分類號TF1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)24-0166-01
1 金相檢驗在材料研究中的重要性
物理冶金學的任務在于研究金屬和合金的成分、組織和性能之間的關系,而這些研究的深度與廣度主要依賴于人們對金屬內在組織的結構的識別,即金相檢驗。
在材料的研究過程中:一方面,材料的確切組成、結構和性能結果的獲得是通過大量的理化檢驗研究和測試工作所完成的;另一方面,其材料的組成、結構和性能之間相互關系及變化規律的研究和確定也是大量的理化試驗研究和測試工作的參與而得以實現的。在這兩個方面中,金相檢驗占有重要的地位,只有通過金相檢驗才能完整的解釋組成、結構和性能之間的相互關系。許多制備具有優異性能材料的重大進展常?？勺匪莸綄τ谒鼈冿@微組織結構的確定和控制。所有工藝的目的都是為了得到可控的微觀組織結構,從而得到所需要的性能。金相學的進步與發展對冶金、機械制造、動力、能源、建筑、國防和其它許多部門無論現在還是將來都會產生巨大的影響。由此可見,在材料的研究與發展中,金相檢驗是必不可少的,是材料研究的重要組成部分,這是金屬材料發展史上人們最深刻的體會。同時也促進了金相檢驗技術和檢測設備的發展。
2 金相檢驗在現代材料研究中的作用
新一代鋼鐵重大基礎研究項目以3類典型鋼材作為代表開展研究。第一類為熱軋普碳鋼材,通過工藝優化來優化顯微組織結構,生產廉價的金屬材料;第二類為低合金鋼高強度熱軋鋼材;第三類為合金結構鋼。在這3類鋼材研究開發的整個過程,始終貫穿一條主線,就是顯微結構組織的確定和優化控制。金相檢驗在現代材料研究中的作用主要體現在如下幾個方面。
2.1 化學成分與金相組織
合金設計的根本任務是滿足工程構建或用戶提出的各項性能要求。而這些性能受控于成分、內部顯微組織、雜質和缺陷、表面組織及應力狀態等,其中主要是成分和組織。成分和組織在很大程度上控制著所有組織敏感性能。合金設計中首先要做組織設計,選擇滿足性能要求的組織結構?？刂平M織結構的第一個因素就是化學成分。化學成分通過相變等方式控制組織中的相、體積分數和形態,如馬氏體形態、貝氏體形態等首先受控于碳的含量。低碳鋼淬火后得到板條狀馬氏體,而高碳鋼淬火后得到針狀馬氏體。所以,金相檢驗是驗證和解釋所設計成分是否合理的強有力的手段。
2.2 組織演變規律與工藝制度
化學成分確定之后,控制組織結構的主要因素就是制造的裝備和制造工藝,包括冶煉、鑄造、鍛軋、熱處理等。從冶煉到成品各環節中,每一個生產環節,對最終產品的組織結構都起到至關重要的作用。金相檢驗就是各種檢驗、檢測儀器設備和一定的方法,顯示、判定、測量材料顯微組織隨工藝變化的規律,從而制定合理的工藝制度?，F代冶金工藝之一連鑄連軋一個重要組織因素就是鑄造樹枝晶的破碎和混晶。原始鑄造粗大的樹枝晶奧氏體再結晶不完整或再結晶組織不均勻是導致最終鐵素體組織混晶的主要原因。
2.3 金相學與材料科學
顯微鏡的發展給合金設計帶來了革命性的變化。眾所周知,人類冶煉金屬通過各種途徑了解合金工藝過程、特性以及使用性能的漫長歷史,直到有了金相顯微鏡后才形成了當今的冶金科學。顯微組織與宏觀力學關系的認識,為成分―組織―性能半定量或定量的研究和建立關系式創造了條件,為材料的發展奠定了理論基礎。其中,最典型的就是Hall―Petch關系式(σs=σo+kd-1/2)。該關系式是細晶強化的理論依據,是20世紀下半葉與鋼的組織細化相關的5個重大成就之一。所以,必須依靠實際的金相研究和金相檢驗工作,來證實材料設計的科學性,制定工藝的合理性。
金相檢驗分析,不僅有組織識別還有評定,即有定性還有定量、半定量的檢測。金相檢驗的內容歸納起來有一下幾項:1)材料基體相的組織結構及其缺陷;2)顯微組織的取向和狀態的非均勻性,如帶狀、分布不均、晶粒度等;3)第二相的類型、結構、組成、數量、形態、尺寸和分布;4)研究原子按鍵力分布的晶體結構和電子按能量分布的原子、離子結構。就顯微組織檢驗來說,顯微組織檢驗是通過一個二維截面視圖來建立一個三維結構圖形的,這樣在顯微組織檢驗中就分為4個級次。A正確識別是什么顯微組織;B定性的顯微組織狀態;C定量的顯微組織狀態;D顯微組織與性能之間的關系。
3 金相檢驗的主要應用技術
一、實驗部分
1.試劑
硝酸（HNO3）：分析純，密度1.42g/mL，科龍化學試劑廠。
鹽酸（HCl）：分析純，密度1.19g/mL，科龍化學試劑廠。
氫氟酸（HF）：分析純，密度1.13g/mL，科龍化學試劑廠。
丙酮：分析純，科龍化學試劑廠。
標準貯備液1：含Al、As、B、Ba、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Sr等元素，各元素濃度均為1mg/mL。
標準貯備液2：含Mo、Pd、Si、Sn、Ti、W、Sb等元素，各元素濃度均為1mg/mL。（所用試劑除特殊說明外，均為符合國家標準的分析純試劑和高純水）
2.儀器和設備
等離子體發射光譜儀（ICP-AES）：型號IRIS-HR-DUO，全譜直讀，美國Thermo公司。
電子天平：AG-245型，，感量0.05mg，瑞士梅特勒公司。
微波爐：Galanz格蘭仕，型號G08F23CSP-Q5（R0）。
聚乙烯瓶：100mL。
微波消化罐：70 mL。
其他實驗用玻璃器皿。
3.樣品的處理
將不銹鋼樣品用丙酮清洗后再用高純水沖洗干凈，轉移至經過干燥恒重的燒杯中，放入烘箱中于110℃烘干2h，然后放入干燥器中冷卻至室溫，稱重并記錄樣品的實際重量。
將稱好的樣品放入微波消化罐中，加入適量高純水和14mL濃鹽酸，擰緊蓋子，放入微波爐中，微波消化5min，冷卻后加入5滴氫氟酸，待樣品完全溶解后，轉移至準備好的100mL容量瓶中，用高純水定容至刻度，并盡快轉移至100mL塑料瓶中。
在不加入樣品條件下，按照樣品的溶解方法制備空白溶液。
4.標準溶液的配制
1）空白標準溶液STD0的配制
采用濃硝酸用高純水稀釋至5%的硝酸體系溶液作為標準空白溶液。
2）標準溶液STD1的配制
取1mL標準貯備液1于干凈的100mL容量瓶中，并加入5mL硝酸，用高純水定容至刻度。溶液中含Al、As、B、Ba、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Ni、Pb、Zn、Cd、Sr等元素，各元素濃度均為10mg/L。
3）標準溶液STD2的配制
取1mL標準貯備液2于干凈的100mL容量瓶中，并加入5mL硝酸，用高純水定容至刻度。溶液含Mo、Pd、Si、Sn、Ti、W、Sb等元素，各元素濃度均為10mg/L。
5.樣品測量
按照ICP-AES光譜儀使用操作程序進行儀器預熱及使用前的準備，使用儀器控制軟件設定測量參數。改變RF功率、霧化器壓力、進樣泵速等主要參數，對儀器標樣測量進行優化，采用折中方法選擇所有要測量的元素及具有較好的靈敏度和穩定性的參數條件，作為儀器最終的測量參數，儀器參數見表1。在選定的條件下對所選擇的每一條譜線進行準確定位后，依次測量標準溶液STD0、STD1、STD2，并對儀器進行標定。
二、結果與討論
1.標準溶液中部分元素的線性相關性
在測量過程中，測量了Si、Mo、Ti等主要元素的濃度為1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L、20.0mg/L系列標準溶液的標準曲線，測得的部分結果見表2。
由表2可以看出：各元素在所選擇的譜線處都具有很好的線性相關性，能夠滿足分析的需要。
2.不銹鋼化學成分分析結果
不銹鋼化學成分中元素含量按照下面公式計算：
式中：c—不銹鋼樣品中待測元素的含量，%；ci—試樣中待測元素的濃度，mg/L；c0—試樣空白中待測元素的濃度，mg/L；V—測量時試樣溶液的體積，L；m—樣品的重量，mg。
三、結論
關鍵詞:燒結 專家系統 SPMS 智能控制 PLC
1 前言
河北鋼鐵集團唐鋼公司煉鐵廠南區現有燒結機一臺,自2007年10月投產以來為4#高爐提供了足量的燒結成品礦。為了適應現代化生產的需要,滿足日益提高的生產要求,提高燒結生產的成品率,通過對公司其他燒結機和兄弟單位燒結機生產情況的考察研究,公司決定為該燒結機增設專家系統。
2 燒結專家系統的組成
2.1 燒結專家系統概述
燒結過程智能控制管理系統(即SPMS)是按燒結工藝的要求,確定符合生產實際全過程的控制方案,對配料、加水、混合、燒結機布料及點火、機尾燒成等工藝環節分別進行模型化處理。SPMS分一級控制和二級人工智能控制兩方面內容,即L1和L2。每級控制都包含諸多子模型,其中一級控制模型所含的子模型有混合料控制模型、燃料比控制模型、混合料水分控制模型、燒結機布料控制模型、燒結機點火控制模型、混合料槽料位控制模型;二級控制模型所含的子模型有基本配料模型、動態配料模型、BRP偏差控制模型、BRP位置控制模型和生產報表及歷史趨勢分析管理等。
2.2 SPMS一級、二級硬件配置
一級系統是專家系統PLC基礎控制級:由AB公司的Logix5000系列產品組成,共有6個上位機、4對冗余CPU和對應4個遠程站IO,將燒結工藝流程分為配料系統、燒結順控系統、燒結儀控系統和燒結主抽系統。系統網絡依據現場環境干擾大,采用了AB公司的ControlNet同軸電纜進行連接,通過1756-ENBT通訊模塊實現上位機與PLC、CPU與遠程站之間的可靠通訊。并采用冗余通訊方式,分為A、B兩路,如果一條通訊鏈路出現故障,系統會自動在幾百ms范圍內切換到另外一條鏈路工作,確保PLC的正常工作。
一、二級系統通過通訊程序交換數據。通訊程序采用Microsoft Visual C# 2005開發,通訊程序把通過RSLinx OPC服務采集到的一級數據直接寫到二級數據庫表中,同時讀取數據庫中需要傳到一級的計算數據并寫到一級系統。二級系統采用C/S結構,即客戶端/服務器模式。由一臺服務器和兩臺客戶機、一臺打印機組成并通過100M交換機組成以太網絡。
3 一級控制模型概述
3.1 燒結混合料量控制模型
其功能是根據一級配料設定值或二級動態配料模型計算的配料設定值自動控制各品種物料切除量,并根據混勻礦的下料量動態調整其它料種下料量,保證混合料配比(化學成分)穩定。模型控制每種料總下料量穩定的同時還根據混勻礦的實際下料量動態調整其它料種的下料量,目標是保證混合料化學成分穩定。
3.2 混合料槽料位控制模型
該模型根據混合料礦槽的料位變化情況,自動調整配料室混勻礦的下料量,并以混勻礦下料量為基礎,按預先的比例,調整其它物料的下料量。最終保證混合料槽位始終控制在一個穩定的水平,設計控制精度達到目標槽位的10%范圍內。這樣的直接作用是混合料槽不會裝冒也不會斷料,保證了燒結生產的穩定運行。
3.3 燃料比率控制模型
該模型用于在線控制燒結混合料中的燃料量,目標是保證混合料中配碳量合理穩定。
燃料比率控制模型采用矢量跟蹤技術,對實際的物料下料量進行跟蹤,對燃料總量進行控制,并對生產過程中混勻礦、生石灰和返礦產生的波動,根據燃料中的碳含量通過配比計算動態調整燃料的切出量,確保燒結混合料中的碳含量保持恒定
3.4 燒結混合料水分控制模型
該模型的工作原理是:首先根據參加配料的各單品種物料切出量和原始水分值(水份測量值或二級傳入),計算得出原始混合料的干料量和水量,使用矢量跟蹤技術,按照一、二混后混合料目標水分率計算出一、二混需要補水量,再結合一混、二混后水份測量值,通過水分修正系數解決水分檢測過程中的純滯后問題,根據混合料料量變化控制污泥、水、蒸汽的流量。
3.5 燒結混合料布料控制模型
燒結機布料控制模型根據一級設定或二級燒透偏差計算值動態調節六個燒結機布料閘門開度,保證料層橫斷面形狀符合要求,使混合料同時在目標燒透位置燒透,燒結礦燒結均勻合格,降低了返礦率。該模型還接收二級燒透位置模型計算的燒結機速度設定值,控制燒結機速度,保證燒透點位置在指定范圍內。
3.6 燒結混合料點火控制模型
該模型原設計思想是保證單位燒結機面積上的點火熱值保持恒定,但由于我廠沒有安裝煤氣熱值儀,因此我們對原模型設計思想進行了修改,使之可在線控制點火爐煤氣及空氣流量,即模型通過設定的點火爐溫度控制煤氣流量,根據空燃比設定值控制助燃空氣流量。
4 二級子模型功能概述
二級系統在一級自動化控制的基礎上,根據羅德羅基公司開發的人工智能系統利用VB設計開發的智能模糊控制模型。主要完成基本配料計算、動態配料計算、點火爐溫度控制、燒透點控制和數據存儲和報表管理功能。
4.1 基本配料模型
基本配料模型是優化配料的計算工具,根據目標燒結礦成份計算出需要的原料干配比。該模型提供多種計算方式,計算原理是根據輸入的目標燒結礦堿度和新原料中的含碳量,依據輸入的原料化學成分分析數據,通過科學計算,得出每種原料的干配比。在原料成分變化大時運行。
4.2 動態配料模型
動態配料模型是在基本配料決策模型的基礎上,結合要求的燒結礦產量和實際的燒結礦成分數據,計算出合適的濕配比,使得生產的燒結礦成分盡可能的達到基本配料模型給出的目標水平,燒結礦產量達到目標值。一般在燒結礦成分發生變化時應使用該模型進行計算,對配料進行調整。
4.3 BRP偏差控制模型及BRP位置控制模型
實現過程是使用安裝在機尾5個風箱熱電偶矩陣(每個風箱電偶矩陣在燒結機寬度方向上8個測點,共40個溫度測點)測量臺車下的廢氣溫度,在燒結機寬度方向上形成8個BRP溫度趨勢數據,根據8個BRP 溫度趨勢數據的變化趨勢計算得出料層厚度偏差值,并向一級燒結機布料控制模型時實傳送,改變微調閘門開度,對料層厚度進行調整,從而確保料層斷面燒透均勻。根據廢氣溫度均值變化情況調節燒結機速度,使廢氣溫度上升點控制在沿燒結機長度方向上的某一位置。
【關鍵詞】金屬材料；職業道德；專業素能；綜合素質
中圖分類號： [TB31] 文獻標識碼： A
1引言
當今世界可以說是鋼鐵世界：從日常生活到社會經濟發展，從基礎建設到重大建設工程，從運載工具飛天入海到鉆山掘土，都離不開金屬材料。隨著新材料不斷的被開發、被研制，用途越來越廣，改變人們的生活，改變了世界。
1.1金屬材料的性能與檢測
金屬材料不斷的被應用到各行各業：機械加工、設備制造、建筑、電力、通信、航空航天等等，它們的用途決定了材料必須保證質量才能滿足使用的功能和安全，材料的質量是通過檢測來驗證材料力學性能和化學成分是否滿足需求。
檢測主要是對已知材料進行力學性能試驗和化學成分分析，確定材料是否符合國家標準和技術要求，判定材料質量合格與否，確定金屬材料是否具有應有的性能
1.2檢驗工作的作用
金屬材料的質量由檢測來驗證，檢驗的結果又去指導生產和確定材料是否可以作為原材料用于產品加工，材料的性能決定了產品的質量和使用功能、使用安全。
檢驗工作指導生產服務于生產，保證產品質量持續穩定，檢驗質量保障了產品質量。
1.3檢驗工作的性質決定檢驗員應具有的品質
材料的力學性能和化學成分決定材料的質量，質量影響材料的用途和安全，質量必須靠檢測來確認，決定了材料理化檢驗員必須具有全面、較強的專業知識和能力。
金屬材料的質量牽涉到經濟利益和安全，稱職的材料理化檢驗員還必須具有良好的職業道德，堅持工作原則，對材料做出真實、正確的判定，保證材料的使用性能和使用安全。
材料發展的趨勢及檢測新方法、新原理、新設備的出現，要求檢驗員要不斷的提高自身素質，拓寬知識視野，始終走在科技前沿，具有獨樹一幟的專業素能和高尚的職業道德。
2材料檢驗員的職業道德品質
檢驗員要遵守相關的法律法規，依據檢驗規程，按一定的程序、工藝和方法對材料進行檢測和判定。在檢驗過程中可能受到客觀和主觀的影響，因此工作中必須堅守職業道德。
2.1材料檢驗員的職能劃分
根據材料生產和使用過程，可以將檢驗工作劃分為：研發檢測、生產控制檢測、使用檢測和仲裁檢測。研發檢測是根據使用的需要或者金屬元素的性質去開發新性能的材料，滿足需要和推進科技進步；生產控制檢測是對已有標準和技術要求的材料去生產，通過檢測控制產品質量持續合格，生產有序進行；使用檢測非常重要，是對直接用于產品加工的金屬原材料進行檢測，確定材料使用功能和安全；仲裁檢測就是對有爭議的金屬材料性能由有檢測能力和資格的第三方進行鑒定的檢測。
2.2材料檢驗員應具有的職業道德
材料檢驗員必須有嚴謹的工作態度，堅持工作原則，堅持職業道德和職業操守，獨立、客觀、公正開展材料檢測工作，依據檢測規程和程序得出科學結論并對自己的工作成果負責。
研發檢測是對新材料開發的輔助，本文僅對生產檢測、使用檢測和仲裁檢測進行論述。
2.2.1金屬材料生產檢驗員應具有的職業道德
金屬材料的生產主要是通過一系列的工藝、配方和方法等，生產出已知的、具有固定要求性能的材料，理化檢驗是對產品制造質量的控制，從材料配方到產品出廠，保證材料的化學成分和力學性能符合國標和技術要求，確定材料的制造工藝、方法滿足要求。
生產廠商生產的金屬材料雖然滿足經濟發展需要，但最終的目的是追求利潤，追求利益最大化，用最低的成本追求最大的利潤，許多廠商玩起球，一些添加的貴重合金金屬都在國標要求下限，致使力學性能也在國標要求下限，給金屬材料制品留下許多安全隱患。
在工作中，檢驗員也許會受到各方面的干擾，有來自行政上的命令，有經濟利益上面的驅動等等，造成工作成果失準。如為過分追求效益，檢驗過程中接到上級的暗示，甚至命令，要求檢驗結果必須合格；有的為經濟利益驅動，違背良知出不正確的結果，使檢測結果的客觀性、公正性和獨立性受到影響，失去了對產品質量控制的本質，不能作為過程控制的指針，造成質量隱患，甚至不合格，降低公司信譽，對社會產生不良影響甚至造成經濟損失等等。決定了材料檢驗員必須堅守職業道德，依據程序獨立工作，做到客觀、公正性和科學性。
2.2.2金屬材料使用檢驗員應具有的職業道德
材料的質量決定了產品使用功能和使用安全，由于質量造成經濟損失和安全事故時有發生，危害社會和人身安全。如2008年雪災中電力鐵塔的倒塌，屢見不鮮的建筑物、橋梁垮塌，設備產品等使用壽命的降低等。為杜絕安全事故和降低經濟損失必須加強檢測控制。
材料使用檢測是使用單位對采購的金屬原材料質量的驗證，在原材料入庫或使用前進行物理性能和化學成分的檢測，以求滿足產品生產和使用的性能需求，使材料既能滿足功能要求又能降低成本，達到提高經濟效益的目的，促進企業持續發展。
為保證材料性能和安全，檢驗員要堅持原則和職業道德，遵守法律法規，遵守工藝和操作規程，依據工作程序，獨立、公正，避免任何干擾得出結論，指導生產、服務生產。
2.2.3金屬材料仲裁鑒定檢驗員應具有的職業道德
材料生產和使用單位因質量發生糾紛，需要由有資質的第三方檢測鑒定，獨立地出具客觀、公正、可信度檢驗結論，確定材料質量。比如前段時間鬧得沸沸揚揚不粘鍋錳超標事件。
鑒定檢驗更容易受到各種干擾，特別是經濟利益的誘惑，稍有不慎就會出現社會問題。理化檢驗員必須堅守職業道德，堅持工作原則，加強自身素質建設。正如業內所說：一個稱職的理化檢驗員首要的任務就是堅持原則，不違背道德良知，促進檢驗工作健康有序的發展。
3檢驗員應具有的專業素能
合格的檢驗員必須具有相應的專業素能：專業素質和工作能力，它決定工作成果的科學性和可靠性，對產品進行判定，發現問題、為原因分析提供依據，提出糾正措施和預防措施。
3.1檢驗員自身必備的專業素質
檢驗員的業務素質不僅要通過系統的理論學習，而且要通過實踐，在工作中不斷的總結、積累，并再次應用到工作中去指導工作；再者要加強繼續教育，學習專業中出現的新理論、新原理、新材料和新方法，提高自身的專業素質和工作成果質量。
檢驗工作中要排除對檢測環境影響的各種因素，對檢驗結果進行不確定度評定，使用可接受性的檢驗程序和方法，加強數理統計，使檢測更具有客觀性和科學性，保證產品質量。
3.2檢驗員應具有的工作能力
檢驗員不僅要有相適應的專業素質，還必須有相應的工作能力，它決定檢驗員的成功與否，決定能否果斷、快速得出正確結論，能否將專業知識應用到日常工作中。在工作中必須遵守法律法規，堅定的貫徹執行標準和方法，做到舉一反三和融會貫通，將與檢測相關的知識能夠成功的運用到自己的專業知識中，指導工作。
工作能力在檢測結果的失效分析本質和重大的失效案例中都能得到驗證，無論你的專業知識多么淵深，在實際工作中你的能力不能拓寬，視野不夠寬廣，將直接影響你的知識發揮，工作中就不能有的放矢切中要害，得出正確的結果。
3.3綜合素能的提高
為做好檢測工作，就要不斷的提高綜合素能，適應不斷發展的檢測工作，日臻完善檢測方法。不僅要堅持繼續教育，而且要不斷的涉獵各方面相關的知識。比如，從事化學元素分析要涉獵物理專業，物理要涉獵數學專業，常規化學分析要涉獵直讀光譜元素分析等。科技的進步促使我們要孜孜不倦涉獵各方面的知識，鞭笞我們去學習、去提高自身的綜合素能。
4檢驗工作的發展趨勢必須與時俱進
新材料不斷被研發，新品種不斷出現，性能不斷的提高，滿足了各種需要，也要求檢測工作必須滿足材料發展需要，必須與之相適應，保證材料性能得到驗證和確定。
傳統的檢測方法，已有的材料標準和檢測程序，有的已經與材料發展不相適應，主要反映在方法繁瑣、復雜、陳冗和結果精確度上。特別是新材料出現及對合金元素的性質再認識上，確定了檢驗工作必須與材料發展相適應，與材料發展做到與時俱進。
近年來，各種檢測儀器不斷的更新換代，檢測精度不斷提高，使材料中一些未知的微量元素被檢出、被認知，這些元素在材料中的作用需重新認識。材料標準不斷完善、更具科學性；標準物質各種指標更完整、準確，分析要求更嚴格；檢測方法更完善、科學，使得檢測更便利、快捷，結果更準確、完善，準確度更高。特別是近年來發展的原子譜分析技術，直讀光譜儀的應用，提高了工作效率和經濟效益。同時要求檢驗工作必須符合材料發展趨勢，材料理化檢驗員必須不斷學習新知識，提高自己的綜合素質，滿足材料發展和檢驗工作需要。
關鍵詞：質量監督；創新質監；效能管理
中圖分類號：
F2
文獻標識碼：A
文章編號：16723198（2015）22002602
1內外環境因素決定了質檢機構需要對檢驗業務、檢驗能力和科技發展進行重新定位和戰略規劃
機構改革，食品職能劃轉，決定質檢機構必須盡快擺脫食品業務的依賴，回到非食品檢驗業務主導的軌道。認監委對質檢機構和國家中心建立“市場化、專業化、服務化質檢機構”的定位等外部因素需要我們重新規劃和部署。
目前，湖北省大多數質檢機構業務求大求全，不聚焦、機構資源配置和維護入不敷出，僅有的盈利在為不盈利的買單，不能產生績效。機構的科技規劃沒有圍繞定位展開，不利于長期發展規劃和資源配置及投入。各檢測中心負責人更多的關心內部經營，而很少關注外部政府政策、轄區企業機構情況、企業需求情況及行業情況等外部因素。機構的目標管理只分解到部門層級，個人層級的目標未展開。未形成自上而下的層層展開網狀結構，員工不是主動參與，而是被動做事，個人目標和部門目標無法融合，也形成不了自下而上的層層保證，這樣不利于調動員工的熱情、參與感、歸屬感和成就感。
綜上，所有問題的源頭在于缺乏立足現有基礎的長期科技規劃，而長期的規劃立足的基礎是地方經濟狀況、企業和行業發展狀況以及目前檢測機構的情況。
2地區經濟產業行業、檢測機構二維度調研概況
湖北省共有產業集群75個（截止2014年12月）主要涵蓋生物醫藥、光電子信息、紡織服裝、石油化工、鋼鐵有色金屬及其制品、機電及機械裝備制造、汽車零部件及整車等領域。武漢擁有漢口北、家具等一批民生消費品集群市場；蘇寧云商模式進軍武漢。事關公共安全、人身健康和生命財產安全的重點產品主要為3C產品，食品、食品接觸材料及器皿等食品相關準入產品，工業生產許可證產品以及國家強制標準產品。事關國計民生產品主要為家用電器、食品接觸材料及器皿、紡織服裝、文教用品、婦女用品、兒童用品、汽車和裝飾建筑材料。六大高耗能行業為鋼鐵、有色、非金屬、化工（水泥）、石油加工以及電力。五大產能過剩行業為鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃、造船。國家重點節能環保行業為煤炭、電力、鋼鐵、有色金屬、石油石化、化工、建材、機械、紡織行業。節能生態環保認證產品主要有生態紡織品、家電產品、照明設備、電力設備、建筑建材、辦公設備、機電產品、新能源汽車。
全國共有國家中心531家（截止2014年12月），涉及電子信息、裝備制造、鋼鐵及有色金屬、石油化工、輕工及纖維紡織、新材料、汽車及船舶、食品安全、節能環保、能源及民生計量、建筑裝飾裝修材料、特種設備安全共12個領域。其中紡織服裝領域國家中心46家，電力電器35家，電纜6家，光電子信息38家，建筑節能材料46家，鋼鐵金屬及其制品18家，汽車及零部件8家，石化21家，日化14家，光學眼鏡4家，珠寶8家，文教用品8家，玩具2家。湖北省共有國家中心14家，其中系統外5家；湖北省已批準籌建系統內國家中心8家，其中僅2家地點在武漢。
湖北省在CNAS注冊的系統內外檢測機構共169個（其中武漢市112個），其中實驗室認可機構112個（其中武漢市74個），單計量認證機構57個（其中武漢市47個）。湖北省已建成的省中心12個；湖北省已批準籌建的省中心共18個。
3調研的啟發及思考
（1）機構檢測理念定位于“安全、健康、節能、環保、生態、循環產品的守護和引導”。這符合國家中長期質量發展規劃、科技發展規劃和政策導向，符合科技項目、技裝技改項目、中小企業公共平臺建設等項目、資金和獎勵申請的導向，符合消費者及民眾的民生和消費需求，符合技術引領、產業技術轉型的企業行業需求，體現質量管理的社會責任，有益于快速提升機構的影響力，給業務發展、營銷策略、宣傳導向指引了方向。
（2）建立“有毒有害物質測試”、“非食品微生物及抗菌性能測試”、“阻火阻燃測試”、“可靠性穩定性測試”、“安全生態紡織品測試”、“電器低碳環保效能測試”、“節能環保材料測試”等特色檢測業務，實現技術行業引領、全面業務提升的以點帶面效應。
“有毒有害物質測試”、“非食品微生物測試”和“抗菌性能測試”是涉及健康的重要化學和生物監測指標，涉及食品包材接觸材料及器皿、紡織品、兒童用品、文教用品、建筑裝飾材料、日化用品、電子電器、汽車及配飾、金銀及仿真飾品等眾多消費品行業，以及生物醫藥、化肥、農藥等領域。這些領域產品的組成中可能含有各種有毒有害物質和原材料，提取這些有害原材料及其最終廢棄使用的產品全生命周期中，存在環境污染的同時對人類健康也造成危害。歐盟RoHS和國推RoHS標準對有毒有害物質的限量都有要求。
“阻火阻燃性能測試”是涉及安全的重要物理指標，近年來頻繁發生的汽車、廠房等火災事件引起對防火材料、產品的燃燒性能和阻燃性能的重視，主要涉及紡織、建材建筑材料、汽車及汽車配飾、電線電纜、電工電子產品、家具、安防等易燃材料涉及領域。“可靠性穩定性測試”是涉及汽車零部件、航空航天、船舶、軌道交通、工程機械、家用電器、電子電氣電工產品、元器件和基礎件的穩定性測試，建筑材料、涂料油漆產品、塑料及塑料產品、橡膠及橡膠產品、金屬材料及產品耐候性測試，水敏感材料、建筑材料涂料、通訊電器設備外殼、汽車摩托車配件的老化測試?！犊萍家巹潯访鞔_“十二五”期間提升以上重點行業的可靠性，加強產品可靠性設計、試驗及生產過程質量控制，提升可靠性水平，而我市是以上重點領域元器件主要制造市之一，開展穩定性測試有堅實的市場基礎和市場需求，即能在武漢經濟騰飛中分一杯羹又符合單項能力建立投入的經濟要求。
（3）發展“認證-檢驗-標準、咨詢培訓、認證”、“全生命周期、全產業鏈、全供應鏈檢驗”、“以特色帶動全面發展”的業務、人才和科研的循環發展模式。
以生態紡織品業務為例，以生態紡織品染料和化學品助劑Eco -Passport認證、生態紡織品Intertek Eco-Certification和Oeko-Tex 100生態產品認證的檢測指標和標準為最高要求。按照“問題/實施內容=最高要求-現狀”的公式，對現有紡織品檢驗能力梳理，確定要完善和建立的能力，圍繞需要完善和建立的能力進行檢驗設備、設施環境的添置和改造，并可進行技裝技改項目的申報；對檢驗人的檢驗能力再培訓、確定“人才引、聘、評、考”的科技和檢驗技能的崗位內容。梳理標準要求限值和精度，我們目前GB方法標準是否有且是否能滿足要求，不能滿足的是否有ISO等國際標準，考慮是否可以等同采用ISO標準制定GB標準；若ISO等國際標準也無，考慮制定標準；有指標方法標準但GB產品標準中無要求的，考慮對GB標準的修訂，并可對以上類型申報標準制修訂項目。
以生態紡織品特色檢測逐步帶動紡織染料商、助劑商、化學品商、輔料商、各類纖維商、紗線商、織物商，服裝商，家用紡織品及室內裝飾用品商，特種紡織品商，成衣及附配件等生產商、加工商、經銷商、商、批發商和零售商全供應鏈業務發展。以紡織服裝為核心帶動相關皮革、鞋類、箱包、服飾配飾、珠寶檢測領域全產業鏈業務發展。
“安全生態紡織品測試”、“電器低碳環保效能測試”、“節能環保裝飾材料測試”分別以“紡織服裝國家中心”、“電器效能國家中心”和“國家環保與節能材料國家中心”為平臺。“紡織服裝國家中心”走以生態紡織品為特色的產業化鏈服務?！半娖餍車抑行摹币怨澞?、低碳、環保的電子電工、電力電器、電線電纜的元件、配件及相關產品為主要檢測對象；以強制認證、工業產品許可產品和準入產品為基礎業務，開展產品的有毒有害物質測試、微生物定性定量測試、抗菌性能測試、食品接觸測試、物理和機械測試、電氣性能測試、電氣安全試驗、電磁兼容性（EMC）測試、可靠性測試、材料測試、易燃性測試、環境安全性和環境適應性測試；深入開展資源、能源節能環保認證產品；探索電子信息產品、信息設備產品、激光產品、光纖光伏產品、自動化識別產品如防偽產品、射頻產品、條碼產品和生物特征識別產品檢測。
“國家環保與節能材料國家中心”定位“節能環保產品測試和材料分析測試”，綜合運用常量、微量和痕量檢測技術，并重有機和無機分析、成分與生產工藝流程分析，進行材料的定性定量分析、組織結構分析、化學成分分析、表面及微區的形貌、力學性質、物化性能等測試；以儀器分析手段和數據處理為支撐，為企業提供材料及相關產品的成分分析、未知物分析、配方分析、診斷分析和材質鑒定。服務企業實現材料成分鑒定、配方還原、對比分析，指導企業工藝配方、工藝改進，縮短研發周期，降低技術成本，探索全方位檢測服務業務思路。
4科技管理方面的若干建議
（1）抓好科研管理的3個核心內容：項目信息收集、申報的內容和質量的引導、項目過程的內部管理和項目的外聯溝通。主要涉及包括項目選擇和可行性分析的項目范圍管理、項目人力資源管理、項目采購管理、項目溝通管理、項目財務管理、項目時間管理、項目質量管理和項目風險管理8個項目管理要素。每個要素又包含一整套相應的規章、制度、程序和過程管理表格。通過計劃、組織、監督、控制和指導基本職能具體展開實施?？蒲泄芾碜裱白钚≠Y源”實現目標的原則，按重要性在時間和精力上合理比例分配，實現項目管理的效能管理，即利用系統軟件工具進行項目的數字信息化管理。
（2）質檢機構的經營發展以“價值經營為導向”比較符合檢測市場發展的趨勢和要求，主要包括提升檢驗能力，積極開拓以檢驗為基礎的綜合服務市場，提高檢驗質量及效率，加強檢驗檢測業務的營銷手段，建立質檢機構的品牌形象。對內，建立機構自身的獨特價值；對外，明確目標市場和目標對象，內外兼修，量身定制適合機構自身的均衡、穩健的長遠發展規劃。
（3）建議實行真正意義的目標管理，全員參與，上下溝通，使員工了解機構目標，機構了解員工需求，達成共同目標，使員工績效和機構績效一致，從而實現機構的整體目標。建議績效指標體系分任務完成指標，成本指標，顧客滿意度指標和員工滿意度指標四部分，設立不同的權重，且具體指標設置時適當增加過程指標和能力指標。其中任務完成指標包括科技、質量和業務任務完成指標；顧客滿意度指標符合以顧客滿意導向的市場化經營理念；員工滿意度指標有利于各部門創造一個和諧、激勵的氛圍，實現個人目標和機構目標的一致，員工滿意度直接影響顧客滿意，員工滿意忠誠度高工作效率提高，提供更好的服務和產品，這樣客戶感到滿意對機構的忠誠度提高，必然給機構帶來更多效益，而員工收入增加，進一步提高員工滿意度。
參考文獻
[1]愛德華茲.戴明W.戴明論質量管理[M].鐘漢清，戴久水譯.?？冢汉Ｄ铣霭嫔?，2003.
關鍵詞：土聚物、搶修補材料、低品位、高嶺土
土壤聚物的概念來源于法國教授Davidovits。Davidovits教授在對古建筑物的研究過程中發現，耐久性的古建筑物中有架狀的硅鋁酸鹽化合物的存在，這類化合物與地殼中大量存在的佛石類物質結構相似，被稱為土聚物[1-3]。
世界高嶺土總產量約為4000萬t，但精制高嶺土不到50%。隨著社會的進步和科技的發展，需要的高嶺土(尤其是優質高嶺土)會越來越多。今后若干年，國內外高嶺土市場將保持穩定發展，貿易量將呈不斷增長的趨勢，尤其是優質高嶺土，因而我國高嶺土工業應著眼于國內外兩大市場，重點發展深加工，開發新產品，盡快改變目前產品結構不合理的狀況，從傳統的應用領域轉向高科技、高效益的領域。
本研究的目標是研發出一種用低品位高嶺土激發的土聚物搶修補材料，其砂漿常溫養護下一天的抗壓強度>20MPa,28天抗壓強度>60MPa；砂漿28天抗滲壓力>1.0MPa；與混凝土的界面有高的粘結強度（＞1.5MPa）；初凝時間3-5小時，終凝聚時間4-6小時并且砂漿流動度>180mm的搶修補材料。
1 試驗
1.1 試驗用原材料
(1)高嶺土本試驗采用二種高嶺土進行比對試驗,優質高嶺土采用廣東湛江華鼎礦業生產的高純度高嶺土粉,低品位高嶺土采用取自清遠，直接在地面采集。其化學成分如下：
從表1―2中可知，這種低品位的高嶺土的二氧化硅含量為74.31%,氧化鋁的含量僅為17.38%，而氧化鎂和氧化鐵的含量都小于1.0%。而從表1-1中優質高嶺土的化學成分可以看到二氧化硅的含量僅為47.90%，氧化鋁含量為36.17%，而氧化鐵和氧化鎂的含量相差不大。對比這二種高嶺土的化學成分可知，低品位的高嶺土二氧化硅的含量比優質高嶺土的含量多多出了高達25%，而氧化鋁的含量則少了接近20%，可以猜測到這種低品位高嶺土的主要問題是雜質石英砂的含量過高，導致其中可用的高嶺石等有用成分含量降低。由于高嶺土中摻入的鋁的雜質是基本上是沒有的，因此可以根據化學式和化學分析中氧化鋁的含量來推導二氧化硅中非石英砂的含量。低品位高嶺土中氧化鋁的含量為17.38%,根據化學式推導出來的二氧化硅中非石英砂的含量為20.45%，則石英砂的含量則為53.86%；優質高嶺土中氧化鋁的含量為36.17%，根據化學式推導出來的二氧化硅中非石英砂的含量為42.55%，則石英砂的含量則為5.35%。這種低品位的高嶺土是直接在地面上采集的，沒有經過任何加工，而地面上的石英砂是非常多的，因而摻雜在其中。
(2) 礦渣：本研究均采用韶關鋼鐵集團公司產的同批?；郀t礦渣。化學成份如表3―1。
(3) 水泥：采用珠江水泥廠生產的越秀牌P.Ⅱ.42.5水泥。
(4) 水玻璃：模數為1.0,濃度為35%的水玻璃。
1.2 試驗方法
(1) 膠砂試體的制備：強度性能用膠砂試體的制備參照GB/T 17671進行。
(2) 強度性能的測定：試體為40mm×40mm×160mm的棱柱體。按照GB/T 17671測定膠砂試體的抗折、抗壓強度。膠砂試體的養護齡期為1d、3d和28d。
(3) 膠砂流動度試驗：參照GB2419《水泥膠砂流動度測定方法》。
(4) 粘結強度試驗：參照《普通混凝土力學性能試驗方法》GBJ81。
(5) 凝結時間的測定：按照配比稱取一定質量的偏高嶺土（或礦渣粉）和硅酸鈉溶液后，把材料共同攪拌，攪拌方法參照GB/T1346《硅酸鹽水泥的標準稠度、凝結時間和安定性檢驗》，攪拌好的漿液做凝結時間試驗。
1.3低品位高嶺土的加工
1 原礦的打散
由于低品位高嶺土是從高嶺土礦直接裝袋運回來的，因此高嶺土中有大量的雜質，且顆粒較大，不可能直接煅燒成偏高嶺土。所以先把所有的低品位高嶺土混均勻后，把樹枝等雜物挑出來，然后用錘子把大塊的顆粒敲成小塊的，再在實驗室小磨中打散5分鐘。把這種高嶺土命名為DY。
2 原礦的淘洗
參照陶瓷工業中淘洗高嶺土的方法，利用石英砂和偏高嶺土密度的差異，讓它們在水中靜置分層。把DY放在水箱里，然后加水并且攪拌，使低品位高嶺土充分分散，然后讓它靜置分層。由于石英砂的密度較高嶺土大，所以石英砂沉降到水箱的底部，而中間則為高嶺土，上層則為水。然后把上層的水倒掉，再把中層的高嶺土放在托盤里放到烘箱在105℃下烘干，而下層的砂就倒掉。烘干后的高嶺土冷卻后把它放在球磨機里打散5分鐘。把這種高嶺土命名為DT。
3 原礦的濕磨
要濕磨高嶺土，必須加入一定的水，使高嶺土粉變成漿體并且使其有一定的流動度才能把磨完的漿體從濕磨機里面倒出來。經過試驗，在1.2的水灰比下配成的低品位高嶺土漿體的流動度較好，所以我們把高嶺土DY以1.2的水灰比放在濕磨機里面，濕磨300分鐘，倒出后放在托盤里在105℃的烘箱里面烘干，等它冷卻后放在球磨機里面打散5分鐘。把這種高嶺土命名為DYS。
4 淘洗后濕磨
參照三中的方法，把DT以1.2的水灰比放在濕磨機里面，濕磨300分鐘，倒出后放在托盤里在105℃的烘箱里面烘干，等它冷卻后放在球磨機里面打散5分鐘。把種高嶺土命名為DTS。
然后放在實驗電爐中在800℃保溫2h，燒成偏高嶺土。
2 結果
2.1 凝結時間
將上述的四種低品位的高嶺土及優質高嶺土燒成的偏高嶺土按下配方測定其凝結時間，結果如表2―1：
表2―1 配比及凝結時間結果(W%)
注：Y為優質高嶺土
從表中可以看到，摻入了30%的高活性礦渣后，堿激發低品位偏高嶺土及優質高嶺土的凝結時間均能控制在6h以內，基本上達到要求。
2.2 抗壓抗折強度
按上配方制成的土聚物的膠砂流動度及抗壓抗折強度結果如下。
1 膠砂工作性能
膠砂流動度結果如表2―2。
表2―2 膠砂流動度結果
從表2―2中可以看到膠砂流動度的規律為DY>DT>DYS>DTS。原因之一是DY和DT顆粒分布比較寬，原因二就是含砂率的差異，含砂率越高，其流動度越大，這是因為砂和偏高嶺土的顆粒形狀不同，因此砂的需水量較偏高嶺土的需水量少，所以含石英砂量多的偏高嶺土制成的砂漿的膠砂流動度較大，而石英砂量少的膠砂流動度變小。而優質偏高嶺土在相同的配方中的流動度為195mm，比由這四種低品位偏高嶺土成型的流動度都要差，這是因為這四種偏高嶺土的含砂量比優質高嶺土的要大；而經過濕磨的低品位偏高嶺土雖然級配較差，但是由于砂含量的因素，在相同配比下其流動度還是比優質偏高嶺土的要好。
2 抗壓抗折強度
抗壓強度結果見表2-3。
表2―3 抗壓抗折強度結果
從表中可以看到，隨著齡期的增長，各配方的抗壓和抗折強度不斷增大。在1d的時候，各配方中的抗壓強度均相差不大，在20MPa左右浮動，這是由于摻了30%的礦渣，礦渣是一種高活性的礦物，所以在1d的時候，由于礦渣和偏高嶺土的活性差異，反應的原料應該大部分是礦渣，偏高嶺土反應量比較小。1d的時候抗折強度差別相對來說較大，DT和Y差別不大，比DY的大了1MPa左右，又比DYS和DTS大了約0.5MPa左右
低品位高嶺土中3d的抗壓強度DT仍然為最高，超過了44MPa，和Y差別不大，比最低的DYS高出了8MPa左右，而DY和DTS居中大約40MPa，可以看見，在這個齡期礦渣還是發揮絕大部分的作用，偏高嶺土的活性作用還不明顯，所以顆粒的堆積效應還是發揮較大的作用?？拐蹚姸群涂箟簭姸鹊囊幝上嘁恢?，最大的還是DT，最小的是DYS。
低品位高嶺土中28d的抗壓強度規律比較復雜，DT>DY>DYS>DTS。和1d和3d相同的是DT的抗壓強度仍然是最大的。但是經過濕磨磨細的料做出來的抗壓強度比沒有經過磨細的料的抗壓強度要低。在這齡期的抗折強度數據都在7MPa以上，但是DT是最低的，而DTS最好，DYS次之。抗折與抗壓不同步，相差很遠。而在這齡期無論是抗壓強度還是抗折強度，優質高嶺土均好于低品位高嶺土，說明到達28d的時候，優質高嶺土的品位優勢才能顯現出來。
3 抗滲強度
結果如表2―4。
表2―4 抗滲強度結果
從表中可見，這五個配方的抗滲強度均大于1.6MPa，超過了試驗機量程（1.6MPa），在達到了抗滲機能達到的最大的抗滲強度后仍沒有被擊穿滲水，說明它們都有很好的抗滲能力。
4 與混凝土界面的粘結能力
結果如表2―5。
表2―5 界面粘結強度結果
從表中可以看到，各配方中的劈裂抗拉強度差別不大，均大于2.3MPa。
3結論
（1）摻入30%的礦渣后，以低品位高嶺土為原料的配方的凝結時間均能控制在6h以內；而以DYS為原料的配方終凝時間更是縮短到4.28h。從凝結時間的要求來看符合搶修補材料凝結時間的要求，而且具有較好的膠砂流動性。
（2）摻入30%礦渣后，四個配方的1d抗壓強度均在20MPa左右，而最高的為DT為原料的配方1d達到20.2MPa，28d達到66.4 MPa。從抗壓強度的要求來看達到了搶修補材料的要求。
（3）上述四個配方均有較好的抗滲能力和粘結能力，也能達到搶修補材料的要求。
（4）摻入30%礦渣后，優質高嶺土到達28d的齡期時候的品位優勢才能顯現出來。
參考文獻
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摘要：
本文系統研究鉻鐵礦球團的焙燒固結特性．結果表明:預熱時間對于預熱球強度影響不大，在預熱時間為10min時，隨著預熱溫度的提高，預熱球強度和氧化率呈直線型增加，適宜溫度為1050℃，此時預熱球強度可達每個400N以上;與傳統鐵礦球團相比，鉻鐵礦球團焙燒所需的溫度高，焙燒時間為10min時，焙燒溫度從1250℃提高到1350℃，球團強度從每個1078N提高到1973N．在鉻鐵礦球團預熱和焙燒過程中，鉻尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4氧化生成富鎂的(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4和鉻鐵鋁復合氧化物(Cr，Fe，Al)2O3，當溫度高于1000℃時，(Cr，Fe，Al)2O3新相生成，其主要以環狀分布在顆粒外層，顆粒內部為針狀與(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交織結構，降低Cr/Fe比或升高焙燒溫度均有助于(Cr，Fe，Al)2O3向顆粒外層富集和再結晶長大，有利于球團的固結，提高球團強度．
關鍵詞：
鉻鐵礦;球團;焙燒;氧化;固結
鉻鐵合金冶煉的主要原料包括鉻鐵塊礦和鉻鐵粉礦(＜8mm)，由于在冶煉過程中對爐料透氣性的要求，通常鉻鐵塊礦更適合冶煉［1］．然而，世界上每年開采的鉻鐵礦中，塊礦僅占20%，粉礦約占80%．相對于塊礦來說，粉礦品位高，價格低［2-5］．我國鉻礦資源貧乏，95%以上鉻鐵礦依靠進口［6-7］．因此，有效利用廉價粉礦是降低我國鉻系鐵合金生產成本，提高市場競爭力的有效途徑之一［8］．鉻鐵粉礦冶煉前需對其進行造塊，以滿足冶煉對爐料塊度和性能的要求．目前，芬蘭奧圖泰公司的氧化球團技術(OutocumPu法)和日本的球團回轉窯預還原技術(SRC法)由于其產量大、造塊產品質量穩定等諸多優點而得到廣泛使用［9-10］．但我國生產球團礦以鏈篦機-回轉窯工藝為主，由于鉻鐵礦球團所需的焙燒溫度高，給回轉窯工藝生產帶來一定的困難，同時也不利于節能降耗．Tathavadkar等［11］在空氣氣氛下對南非鉻鐵粉礦進行熱處理，分析了鉻鐵礦在氧化過程中物相的變化規律;王海娟等［12］研究了燒結溫度對鉻鐵燒結礦強度的影響，表明燒結溫度達到1300～1350℃時，溫度的提高才明顯增加燒結礦的抗壓強度．然而國內外的研究多集中于鉻鐵礦的氧化行為及其造塊新工藝的研究［13］，對于鉻鐵礦球團固結的機理及球團強度影響因素的研究則相對較少．因此，本文模擬鏈篦機-回轉窯的生產條件，對鉻鐵礦球團的氧化固結行為以及Cr/Fe比對其焙燒的影響進行了研究，揭示其氧化固結特性，為工業生產提供理論指導．
1原料性能及研究方法
1.1原料性能
本試驗采用的原料包括四種鉻鐵粉礦(其中鉻鐵礦B和C由鉻鐵礦A和D配礦而成)和一種膨潤土，化學成分如表1所示．鉻鐵礦A屬于低Cr/Fe比的鉻鐵礦，Cr/Fe比為1.35，而鉻鐵礦D的Cr/Fe比則相對較高，為2.55，鉻鐵礦B和鉻鐵礦C的Cr/Fe比分別為1.51和1.70;由于鉻鐵礦中主要為鉻尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4，Mg和Al分別晶格取代Fe和Cr，因而Fe含量低的鉻鐵礦其MgO含量相對較高，而Cr含量低的鉻鐵礦其Al2O3含量相對更高．本試驗采用的膨潤土為鈉基膨潤土，物理性能如下:每15g膠質價98mL，膨脹容16.25mL•g－1，吸水率(2h)367%，每100g吸藍量26.75g，蒙脫石質量分數60.52%.對鉻鐵礦A和鉻鐵礦D進行了X射線衍射分析，結果如圖1所示．可知雖然兩種鉻鐵礦在化學成分分析結果上有所差異，但是主要的礦物組成均為鉻鐵尖晶石((Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4)．
1.2研究方法
造球試驗是在圓盤造球機中進行的．其主要技術參數為:直徑1000mm，轉速25r•min－1，邊高150mm，傾角47°．造球時每次稱取4kg鉻鐵精礦(干基)，膨潤土添加量按試驗設定配比(1.25%)進行計算，配料后將鉻鐵精礦和膨潤土充分混勻，再進行造球試驗．造好的生球經過篩分，將12～14mm的生球作為合格生球并在105℃烘箱中進行干燥備用．為了更好地模擬鏈篦機-回轉窯生產，預熱和焙燒分別在兩段臥式管爐中進行，臥式管爐由兩段硅碳管電阻爐對接而成．將10個干球裝入剛玉瓷舟推入爐內，整個預熱和焙燒過程在空氣氣氛下進行，爐口為敞開式，保證空氣自然流通［14］．按照設定的升溫速度、加熱時間和降溫速度，球團在爐內依次經歷預熱、焙燒、均熱和冷卻四個過程，預熱球及焙燒球在智能球團抗壓機上測定其抗壓強度．結合光學顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射等微觀測試技術分析球團礦礦相鑒定及顯微結構，研究球團礦的礦物成分、結晶形態、微觀結構等．
2結果與討論
2.1預熱和焙燒條件對鉻鐵礦球團的影響
天然鉻鐵礦結構可用分子式(Fe2+，Mg)(Cr，Fe3+，Al)2O4的立方尖晶石描述，此式表示天然礦物是純尖晶石六個末端成員FeCr2O4、Fe3O4、FeAl2O4、MgCr2O4、MgFe2O4和MgAl2O4的固溶體．鉻鐵礦中的尖晶石礦物在氧化氣氛條件下加熱，可能發生的反應如下［15-16］:FeO•Fe2O3+1/4O23/2Fe2O3，(1)FeO•Cr2O3+1/6O21/3Fe3O4+Cr2O3，(2)FeO•Cr2O3+1/4O21/2Fe2O3+Cr2O3，(3)FeO•Al2O3+1/6O2l/3Fe3O4+Al2O3，(4)FeO•Al2O3+1/4O2l/2Fe2O3+Al2O3.(5)上述五個反應的標準吉布斯自由能與溫度的關系如圖2所示．可知含鐵尖晶石在正常的預熱和焙燒溫度下(一般低于1350℃)都能自發進行，反應的趨勢依次是FeCr2O4、Fe3O4和FeAl2O4．鉻鐵礦氧化的過程主要是發生的Fe2+的氧化反應，因此在研究鉻鐵球團的氧化度時以Fe2+的氧化率來表示．
2.1.1預熱條件對預熱球的影響
在鉻鐵礦B中配加1.25%膨潤土，研究了預熱溫度和預熱時間對鉻鐵礦氧化和預熱球強度的影響，結果見圖3．可知在預熱溫度1050℃條件下，隨著預熱時間從8min延長到14min，球團氧化率從70.0%增加到76.5%，預熱時間超過10min時，球團氧化率增長放緩，預熱球強度整體呈升高趨勢，但變化幅度相對較小，所以適宜的預熱時間為10min．在適宜預熱時間條件下，預熱溫度從950℃提高到1000℃，球團氧化效果明顯變好，FeO氧化率從35.6%增加到53.37%，預熱球強度從每個152N增加到283N;繼續提高溫度，球團氧化程度先快速增加，當溫度高于1050℃后增加放緩，當溫度為1100℃時，FeO氧化率為82.8%;與此同時，當溫度從1000℃提高到1100℃，預熱球強度從每個283N增加到517N，增幅較大．上述研究可知，預熱時間對于預熱球的強度影響不大，適宜的預熱時間為10min;而預熱溫度的提高，使得球團強度呈直線型增加，在溫度1050℃預熱10min的適宜條件下，預熱球強度達到每個411N，滿足鏈篦機-回轉窯生產工藝對預熱球強度大于每個400N的要求．采用X射線衍射分析研究了預熱溫度對鉻鐵礦球團焙燒過程物相組成的影響，結果如圖4所示．在低于1000℃溫度下，鉻鐵礦焙燒過程沒有新的物相生成，其主要的物相仍為鉻鐵尖晶石(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4．雖然鉻鐵礦在較低的溫度下Fe2+就會發生氧化反應，但是氧化反應進程緩慢，X射線衍射分析還檢測不到氧化產物．當溫度提高到1000℃時，明顯有新的物相(Cr，Fe，Al)2O3生成;通過比較(Cr，Fe，Al)2O3在1000℃和1100℃的衍射峰可知，在較高溫度下，(Cr，Fe，Al)2O3衍射峰的強度有所增強．
2.1.2焙燒條件對鉻鐵球團強度的影響
在鉻鐵礦B中配加1.25%膨潤土，并在適宜的預熱條件(預熱溫度1050℃，預熱時間10min)下研究了焙燒溫度和焙燒時間對焙燒球強度的影響，見圖5．可知焙燒溫度為1300℃時，焙燒時間從10min延長到18min，焙燒球抗壓強度變化不明顯，表明時間對球團固結的影響較小;在焙燒時間為10min的條件下，隨著焙燒溫度的升高，焙燒球抗壓強度增加，焙燒溫度由1250℃升高到1350℃時，焙燒球抗壓強度由每個1078N增加到1973N，增加幅度較大，表明焙燒溫度是影響球團固結的主要因素．對生球及上述三種不同焙燒溫度(1250、1300和1350℃)下得到的球團礦進行了顯微結構分析，結果如圖6和圖7所示．可知經過焙燒后的球團顆粒相互聚集，結構緊密，并且隨著焙燒溫度的升高，球團礦抗壓強度增大，球團礦的結晶越來越完整，晶粒長大明顯．當焙燒溫度為1250℃時，球團礦中礦物主要為點狀和絮狀連接，其顆粒間的孔隙多，使得連接強度低;溫度提高到1300℃時，球團礦中顆粒開始聚集，相互靠攏;繼續提高到1350℃，球團礦中開始呈互連狀的結晶形態，晶粒尺寸長大，孔隙率降低，使得球團的強度提高．溫度的升高加速了氧化反應的進行，圖7中當焙燒溫度從1250℃升高到1350℃，顆粒外層以及內部生成的(Cr，Fe，Al)2O3明顯增多，而且由于溫度的升高，離子活性增強，(Cr，Fe，Al)2O3向顆粒外層富集的速度也會加快［17］，顆粒形成的(Cr，Fe，Al)2O3氧化物環變厚，(Cr，Fe，Al)2O3在顆粒再結晶有利于球團的固結，使得球團強度提高.對1300℃焙燒所得的球團進行了掃描電鏡能譜分析，結果如圖8和表2所示．可知焙燒球的主要礦物組成為鉻尖晶石((Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4)和鉻鐵鋁復合氧化物((Cr，Fe，Al)2O3)，次要礦物組成為鎂鐵橄欖石等硅酸鹽成分以及石英．
2.2Cr/Fe比對鉻鐵球團預熱和焙燒的影響
2.2.1Cr/Fe比對球團強度的影響
在膨潤土配比1.25%、預熱(溫度1050℃，時間10min)和焙燒(溫度1300℃，時間16min)的條件下，研究了Cr/Fe比對預熱和焙燒的影響，結果見圖9．可知當鉻鐵礦Cr/Fe比從2.55降低到1.35，預熱球強度從每個190N提高到506N，焙燒球強度從每個690N提高到1900N，預熱球和焙燒球的強度都在不斷提高，而且提高的幅度均比較大，表明Cr/Fe比低的鉻鐵礦固結能力強．從球團中FeO氧化率的變化可知，隨著Cr/Fe比的降低，FeO氧化率在不斷提高．采用熱重分析儀在空氣氣氛中對Cr/Fe比為2.55和1.35的兩種鉻鐵礦進行熱重分析(TG--DSC)，升溫速率為10℃•min－1，結果如圖10所示．可知在升溫過程中，Cr/Fe比為1.35的鉻鐵礦A在700℃以下時比較穩定，溫度高于700℃時開始增重，至1200℃左右結束，即圖中的AB段，此時Fe2+發生氧化反應，增重約為1.13%，達到該礦FeO(19.75%)全部氧化理論增重的51.6%．Cr/Fe比為2.55的鉻鐵礦D的熱重曲線CDE段出現明顯的失重，CD段的溫度較低，其失重主要是鉻鐵礦D中含有一部分的結晶水在加熱的過程中分解出來，對鉻鐵礦D在450℃中性氣氛下加熱過程中產生的廢氣進行熱處理，檢測出部分水蒸氣，這與CD段的失重相吻合，而中性氣氛下檢測鉻鐵礦D600℃時焙燒釋放出的CO2質量分數為1.08%，與其在600℃左右時失重1.3%左右相吻合，因此該段失重是由碳酸鹽的熱解反應而引起．EF段加熱過程有822.5℃和1035℃兩個放熱峰，過程增重約為0.23%，同樣是發生Fe2+氧化反應，過程增重僅達到該礦FeO(12.90%)全部氧化理論增重的16.0%．說明隨著Cr/Fe比的降低，鉻鐵礦氧化難度降低，鉻鐵礦球團固結能力提高，預熱球和焙燒球的強度不斷提高．
2.2.2Cr/Fe比對焙燒球微觀結構的影響
不同Cr/Fe比的鉻鐵礦球團顯微結構如圖11所示．可知當Cr/Fe比為2.55時(圖11(a))，只在顆粒邊緣有零星的淺白色(Cr，Fe，Al)2O3生成，顆粒內部(Cr，Fe，Al)2O3生成量非常少;當Cr/Fe比降低到1.7時(圖11(b))，則在顆粒邊緣有明顯的氧化物環，并在顆粒內部生成條狀(Cr，Fe，Al)2O3，但是生成的條狀(Cr，Fe，Al)2O3并不多;當Cr/Fe比繼續降低到1.51時(圖11(c))，顆粒邊緣的氧化物環更加明顯，氧化物環的厚度增加，顆粒內部也生成一部分的針狀(Cr，Fe，Al)2O3，并與(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交織結構;當Cr/Fe比為1.35時(圖11(d))，則不論是顆粒邊緣還是顆粒內部都生成大量的(Cr，Fe，Al)2O3．因此，隨著鉻鐵礦Cr/Fe比不斷降低，由圖11(a)到(d)，氧化過程中生成的(Cr，Fe，Al)2O3越來越多，(Cr，Fe，Al)2O3的生成并向顆粒外層富集，使得顆粒外層氧化物環變厚，(Cr，Fe，Al)2O3的再結晶有利于球團的固結，從而使球團強度得到提高．
3結論
(1)鉻鐵礦球團在適宜的預熱條件(預熱溫度1050℃，預熱時間10min)下，預熱球強度達到每411N，滿足鏈篦機-回轉窯生產工藝對預熱球強度大于每個400N的要求;與傳統的鐵礦球團相比，鉻鐵礦球團焙燒所需的溫度高，當焙燒溫度從1250℃提高到1350℃，球團強度從每個1078N提高到1973N．
(2)在鉻鐵礦球團焙燒過程中，(Fe，Mg)(Cr，Al)2O4氧化生成(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4和鉻鐵鋁復合氧化物(Cr，Fe，Al)2O3，(Cr，Fe，Al)2O3主要分布在顆粒外層，顆粒內部為針狀(Cr，Fe，Al)2O3與(Fe，Mg)(Cr，Fe，Al)2O4形成交織結構．(3)Cr/Fe比的降低和焙燒溫度的升高均有助于(Cr，Fe，Al)2O3向顆粒外層富集，其再結晶有利于球團的固結，從而提高球團強度．因此，生產鉻鐵礦氧化球團時，在滿足不同牌號鉻鐵合金生產對Cr/Fe比要求的情況下，在高Cr/Fe比原料中可適量配加低Cr/Fe比原料，可以降低生產難度，同時有利于節能降耗．
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Abstract： Copper in low grade copper ore in Yunnan contains copper 0.33%， which is mainly sulfide of copper. The associated silver grade is 3.71g/t and the main gangue mineral is serpentine， talc etc. Due to the low grade of copper and associated silver， it is necessary to choose the proper process and reagent to enrich copper， meanwhile， silver can be also enriched. Through the study of grinding fineness test and collector， the type of inhibitor， it is used to the mixture of Z-200 and butyl xanthate （1：1） collector 80g/t， oil-2# 30g/t， lime 300g/t and technology of copper and sulfur mixed flotation -coarse concentrate regrinding flotation， obtained the grade and recovery of copper concentrate were 16.48% and 82.42%， the content of silver were 58.23g/t and the recovery rate was 27.12%. It is good beneficiation index.
關鍵詞： 銅礦；伴生銀；再磨；浮選
Key words： copper；associated silver；regrinding；flotation
中圖分類號：P618.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）14-0162-04
0 引言
銅礦類型主要有斑巖型、砂頁巖型、矽卡巖型、脈型等，其中以斑巖型銅礦為主，分別占世界儲量的一半以上。銅作為關乎國民生計的重要金屬，其用量僅次于鋼鐵和鋁。而我國銅礦主要分布在東部地區的江西、安微、黑龍江，約占全國儲量的44%，西部地區的、云南、新疆和內蒙古約占52.8%。并且銅礦的品位低，品位大于1%的銅礦僅占儲量的21%。隨著銅需求量的不斷增加和高品位銅礦的日漸枯竭，對低品位銅礦的開發利用已經成為生產銅的重要途徑[1-3]。
此外，在有色金屬礦物中回收其中的伴生金銀礦是生產金銀的一種重要方法。我國有色金屬資源豐富，其中伴生金銀等貴金屬的儲量也十分巨大，伴生金銀主要賦存在銅礦、鎳礦、鉛鋅礦中[4-5]。為了更好地利用我國儲量豐富的有色資源，本文對云南某低品位伴生銀的銅礦為研究對象，開展了探索提高銅品位及其伴生銀的實驗研究。
1 原礦性質
該低品位銅礦，礦石含銅0.33%，主要呈原生硫化銅態存在；含鎳0.13%，主要呈硅酸鎳態存在；礦石含鐵18.31%，磁性鐵占總鐵的41.56%。礦石中的脈石礦物主要是蛇紋石、滑石、綠泥石；次要礦物為磁鐵礦；少量礦物為白云石、方解石。
1.1 原礦多元素分析
經原礦光譜分析結果可知，原礦主要元素為Cu、Ni、Si、Al、Mg、Fe、Ag，其他元素少量或微量?；瘜W多元素分析是定量查明各種類型礦石中主要元素及其組分含量，以確定礦石的性質與特點。原礦主要化學成分分析結果見表1。
由多元素分析可知，礦石中的主要有價金屬為銅、鎳和鐵。
1.2 原礦銅物相分析
為了查清銅礦物的賦存狀態，對銅礦物進一步做了物相分析，銅物相分析結果見表2。
由表2可知，銅主要以原生硫化銅的形式存在，占83.33%，其次是次生硫化化銅，占10.31%。因此，從回收硫化銅的角度考慮，即使把全部的硫化銅都回收上來，回收率也只有83.33%，要想提高銅的回收率，就必須研究可回收多種物相的混合藥劑。
2 選礦試驗方案設計
根據礦石的性質，結合前期的探索性試驗情況，發現常規藥劑對銅有比較好的浮選效果，鎳有富集，但很難達到3%，難以成為合格的鎳精礦。同時發現在磨礦細度為
-200目占60%的情況下，銅粗精礦再磨-270目占90%時，銅硫進一步分離，有助于提高銅精礦的品位。綜合考慮，最終采用“銅硫混浮-粗精礦再磨浮選”的工藝[6-9]。
2.1 原礦浮選探索試驗
以丁基黃藥為捕收劑，經過一次粗選、兩次精選和一次掃選，得到探索的結果如表3所示。
由探索性試驗結果可知，以丁基黃藥為捕收劑，經過一次粗選、兩次精選和一次掃選，可以得到品位、回收率分別為6.74%和78.83%的銅精礦。同時，尾礦中銅含量較低，占有率僅為1.21%。從探索性試驗開看，目的礦物銅礦物的富集效果明顯，回收率較為理想，畝說明該銅礦可選性較好，但銅精礦品位比起合格精礦還有較大差距。
2.2 磨礦細度試驗
按照圖1的流程，在捕收劑丁基黃藥用量150g/t，2#油90g/t條件下，進行了磨礦細度試驗。
捕收劑采用丁基黃藥，用量為150g/t；起泡劑采用2#油，用量為90g/t；采用一次粗選流程，實驗結果如圖2。
由圖2可知，隨著磨礦細度的增加，銅精礦回收率逐漸提高，銅精礦品位則出現略微下降的趨勢，說明銅礦物解離效果變好；當磨礦細度達到-200目60%時，銅精礦回收率達到最大 90.83%，銅與脈石解離較為完全；繼續增加磨礦細度至-200目80%時，銅品位和回收率都有所下降，說明礦石出現了過磨現象，銅回收率降低，同時，礦石過磨后對礦漿環境造成了影響，泡沫間夾帶的微細粒脈石增加，使得銅精礦的產率增加，銅品位降低。因此，綜合考慮品位、回收率、藥劑用量以及磨礦成本等因素，采用-200目60%的磨礦細度較為合適。
2.3 藥劑選擇試驗
2.3.1 捕收劑種類試驗
對于銅精礦品位的提高，捕收劑的選擇至關重要。為了考察適合該銅礦的捕收劑，有效提高銅精礦品位和回收率，對Z-200、乙基黃藥、丁基黃藥、戊基黃藥4種捕收劑的浮選效果進行了考察。在磨礦細度-200目占60%，捕收劑用量：為80g/t，起泡劑2#油用量30g/t，掃選減半。試驗流程采用一次粗選，一次精選，一次掃選。試驗流程見圖3：試驗原則流程。驗結果見表4。
由捕收劑種類試驗可知：在磨礦細度、藥劑用量及浮選時間等條件相同時，使用Z-200作捕收劑，銅精礦品位為11.83%，較其它捕收劑具有明顯的優勢，但其銅回收率與捕收能力較強的是丁基黃藥。綜合藥劑價格等因素，試驗采用Z-200與丁黃藥進行藥劑配比試驗，以兼顧其各自的優點，以便得到更好的選別指標。
2.3.2 捕收劑用量試驗
捕收劑用量對浮選指標起到決定性的影響，為了達到最優指標。對丁基黃藥與Z-200組合捕收劑的用量進行了考察。試驗中粗選捕收劑用量（丁基黃藥：Z-200為1：1）分別為60g/t、80g/t和100g/t。試驗流程見圖4原則流程，結果見表5。
由組合捕收劑用量試驗結果可知，隨著組合捕收劑用量的增加，精礦的品位逐漸降低、回收率逐漸增加；當捕收劑用量為80g/t時，銅精礦的品位和回收率達到最佳水平，繼續增加藥劑用量，銅回收率雖然有所上升，但銅精礦品位大幅度地降低，同時，考慮尾礦中銅礦物的品位和占有率，捕收劑用量選用80g/t較為合適。
2.3.3 精選石灰用量試驗
在粗選過程中有部分黃鐵礦進入銅粗精礦中，在銅粗精礦精選過程中，銅精礦和黃鐵礦能否有效分離是決定銅精礦品位的核心因素之一，而石灰是常見的黃鐵礦抑制劑，石灰用量是黃鐵礦被抑制效果的決定性因素。因此對石灰的用量進行了考察。在精選中石灰藥劑用量分別為200g/t、300g/t和400g/t。試驗流程見圖4原則流程，結果見表6。
由石灰用量試驗結果可知，隨著石灰用量的增加，精礦的品位逐漸增加，說明精選時石灰抑制了黃鐵礦的上??；當石灰用量為300g/t時，銅精礦的品位和回收率達到最佳水平，繼續增加藥劑用量，銅品位雖然有所上升，但銅精礦回收率大幅度地降低，綜合考慮品位和回收率，石灰用量選用300g/t。
2.4 粗精礦再磨試驗對比
在藥劑制度確定后，根據試驗的結果決定采用一次粗選，三次精選和一次掃選的開路作業流程，但精礦的指標并不太好.根據礦石的性質，在粗選后采用再磨流程，磨礦細度為-270目90%，使粗精礦充分單體解離，浮選流程如圖5，實驗結果如表7。
從表7可以看出，粗精礦直接浮選銅精礦品位與再磨在精礦品位相差10.36%。分析精礦中硫及鐵含量，結果表明精礦中混入大量黃鐵礦，光學顯微鏡觀察銅精礦，顯示了硫化銅和硫化鐵單體解離不完全，使精礦品位很難得到提高。因此采用粗精礦再磨流程可以使銅硫進一步單體解離，有助于提高銅精礦品位。
在實際的工業生產中，粗精礦再磨之后，銅精礦品位隨粗精礦磨礦細度增加而增加，但過細的話又會容易造成礦漿泥化現象，綜合考慮最終選擇粗精礦細度為-270目90%。
2.5 浮選閉路試驗
由全開路試驗知，采用一次粗選、三次精選、一次掃選的工藝流程，精礦的回收率有35.78%，全開路總回收率達89.64%，同時，增加精選次數有利于銅品位的提高，因此采用三次精選流程。在開路試驗取得的良好浮選指標的基礎上，進行了浮選閉路試驗，試驗流程見圖6，結果見表8。
由浮選閉路試驗結果可知，銅精礦的品位達到了16.48%，回收率為82.42%；銀的品位達到了58.23g/t，回收率為27.12%，說明采用Z-200與丁黃藥的組合藥劑及一次粗選、粗精礦再磨、三次精選、一次掃選的工藝流程，可以獲得指標較好的銅精礦。
對銅精礦化學多元素分析可知，主要元素銅、銀的含量分別為16.48%和58.23g/t，主要有害雜質砷、鋅、鎂、硅等的含量均較低，說明銅精礦質量比較高。（見表9）
3 結論
①針對該礦，采用Z-200與丁黃藥進行藥劑組合，可以兼顧其各自的優點，能夠得到更好的選別指標。在銅粗精礦精選中石灰的用量對銅精礦的品位影響較大，當石灰用量為300g/t時，銅精礦的品位和回收率達到最佳水平。采用一次粗選、粗精礦再磨、三次精選、一次掃選的工藝流程，可得到銅品位16.48%和回收率82.42%，含銀58.23g/t，占全部銀的27.12%的銅精礦。
②對原礦進行選別后尾礦中仍含有鐵、鎳等有用元素，尾礦中鐵主要以磁鐵礦態存在，占41.56%，其次是赤褐鐵礦形式存在，占40.20%，磁鐵礦部分可以通過磁選方法加以回收。另外尾礦中鎳主要以硅酸鎳態形存在，占44.62%，其次是硫化鎳態，占39.23%，因此鎳的浮選指標并不好，要想利用好尾礦中的鎳，應研究開發能夠較好浮選硅酸鎳及硫化鎳的藥劑。
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