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BS ISO 04696——高炉炉料用铁矿石低温还原粉化指数静态法测定标准系列（CO/CO2/H2/N2与CO/N2还原）
Iron Ores for Blast Furnace Feedstocks — Determination of Low-Temperature Reduction-Disintegration Indices by Static Method（ISO 4696）
🏭 BS ISO 4696 系列规定了高炉炉料用铁矿石低温还原粉化指数（RDI）的静态法测定方法，由英国标准协会（BSI）作为 ISO 4696 的英国实施版本发布，归属于英国技术委员会 ISE/58（铁矿石）的职责范围，标准号位于 ICS 73.060.10（铁矿）分类下。本批 BS ISO 04696 系列包括第 1 部分（用 CO、CO₂、H₂ 和 N₂ 还原）与第 2 部分（用 CO 和 N₂ 还原），均于 2015 年发布（第三版）。
💡 低温还原粉化是铁矿石在高炉上部（约 500～600 ℃）因还原应力与热应力导致的碎裂粉化现象。粉化严重会恶化炉料透气性、增加炉尘量并影响高炉顺行。RDI 是评价铁矿石（尤其烧结矿与球团矿）低温冶金性能的关键指标。
一、系列概述与适用范围 📌
本标准系列适用于高炉炉料用铁矿石，包括天然块矿、烧结矿与球团矿的低温还原粉化指数测定。方法为静态法：将规定粒度的试样置于反应管中，在规定温度下通入规定组成的还原气体，保持规定时间，然后冷却、转鼓（或按标准规定的机械处理），筛分并测定各粒度级质量，计算粉化指数。
第 1 部分采用含 CO、CO₂、H₂、N₂ 的混合还原气体，更接近高炉实际气氛；第 2 部分采用 CO 与 N₂ 还原气体，条件相对简单。二者均于 2015 年发布，分别取代 BS ISO 4696-1:2007 与 BS ISO 4696-2:2007。
⚠️ 两种方法的还原气体组成不同，测得的 RDI 值并不直接等同。报告与比较时必须明确注明所依据的方法（第 1 部分或第 2 部分）及气体组成，否则结果不可比。
二、系列构成与分部清单 🧱
| 分部 | 标准名称（中文） | 还原气体 |
|---|---|---|
| BS ISO 4696-1:2015 | 高炉炉料用铁矿石 低温还原粉化指数静态法测定 第1部分：用CO、CO2、H2和N2还原 | CO、CO₂、H₂、N₂ 混合气 |
| BS ISO 4696-2:2015 | 高炉炉料用铁矿石 低温还原粉化指数静态法测定 第2部分：用CO和N2还原 | CO、N₂ 混合气 |
三、试验原理与方法要点 🔬
3.1 试验原理
试样在反应管内于规定温度（约 500～600 ℃）下与还原气体接触，发生还原反应。还原使铁矿石内应力增大并伴随晶格转变，同时受热应力作用，导致颗粒碎裂、粉化。试验后按规定进行机械处理（转鼓）并筛分，称量各粒度级质量，计算粉化指数。
3.2 试验装置
- 反应管与加热炉：能容纳规定粒度试样并均匀加热至规定温度。
- 气体供应与流量控制：精确控制还原气体组成、流量与纯度。
- 温度测量与控制：准确测量并控制试样区温度。
- 转鼓与筛分装置：按规定转数与时间对还原后试样进行机械处理，并用规定筛孔筛分。
3.3 取样与试样制备
按标准规定进行取样、缩分与制样，试样应具有代表性，粒度应控制在规定范围（通常为 10～12.5 mm 或 6.3～10 mm 等），干燥至规定水分后称取试验份。试验前应检查试样粒度分布与质量。
💡 试样的粒度与干燥状态对 RDI 影响显著：粒度过大或含水分会使结果偏离。应按标准严格控制粒度范围与干燥条件，并在同一条件下比较不同试样的 RDI。
四、结果计算与表达 📊
还原、冷却、转鼓与筛分后，按标准公式计算粉化指数，通常以规定筛孔以下（如 <6.3 mm 或 <3.15 mm）的质量分数表示（如 RDI₊₆.₃ 或 RDI₋₃.₁₅ 等）。结果以百分数表示，并按标准精密度评价重复性与再现性。
报告应载明标准编号与分部、还原气体组成与流量、温度、时间、试样来源与粒度、转鼓条件、各粒度级质量与计算结果。
🚨 还原气体含 CO，有毒且易燃；试验应在通风良好处进行，尾气必须经净化处理后排放。转鼓机械处理时应注意防护，防止试样飞溅与机械伤害。
五、工程实践与应用要点 🛠️
- 🔍 矿石质量评价：按 BS ISO 4696 测定烧结矿、球团矿与块矿的 RDI，评价其低温冶金性能。
- 🔧 高炉配料：根据 RDI 选择炉料结构，控制入炉粉化率，改善料柱透气性。
- 📊 工艺优化：通过 RDI 评价烧结/球团工艺参数（碱度、配矿、焙烧）对冶金性能的影响。
- 📋 质量控制：批量生产中抽检 RDI，与合同技术条件比对，确保批次稳定性。
六、常见问题解答 ❓
❓ 问：什么是低温还原粉化指数（RDI）？
答：RDI 是铁矿石在规定温度下经还原与机械处理后，规定粒度以下（如小于 6.3 mm 或 3.15 mm）的质量分数，反映矿石在低温还原条件下的碎裂粉化倾向，值越小抗粉化性越好。
答：RDI 是铁矿石在规定温度下经还原与机械处理后，规定粒度以下（如小于 6.3 mm 或 3.15 mm）的质量分数，反映矿石在低温还原条件下的碎裂粉化倾向，值越小抗粉化性越好。
❓ 问：第1部分与第2部分的结果可以直接比较吗？
答：不能直接比较，因为还原气体组成不同，还原气氛与还原速率不同，测得的 RDI 值有差异。比较时须采用同一方法。
答：不能直接比较，因为还原气体组成不同，还原气氛与还原速率不同，测得的 RDI 值有差异。比较时须采用同一方法。
❓ 问：试样粒度如何控制？
答：按标准规定筛取规定粒度范围（如 10～12.5 mm 等），保证试样粒度分布一致，避免粒度过大或过小影响还原与粉化结果。
答：按标准规定筛取规定粒度范围（如 10～12.5 mm 等），保证试样粒度分布一致，避免粒度过大或过小影响还原与粉化结果。
❓ 问：为什么试验后要进行转鼓机械处理？
答：转鼓处理模拟矿石在高炉内的机械摩擦与碰撞，使粉化后的碎粒进一步暴露并筛分，从而更真实地反映矿石在炉内的粉化行为。
答：转鼓处理模拟矿石在高炉内的机械摩擦与碰撞，使粉化后的碎粒进一步暴露并筛分，从而更真实地反映矿石在炉内的粉化行为。
❓ 问：RDI 对高炉冶炼有什么影响？
答：RDI 高表示矿石易粉化，会产生大量粉末，恶化料柱透气性、增加炉尘量与压差，影响高炉顺行与产量，因此应控制入炉矿石的 RDI。
答：RDI 高表示矿石易粉化，会产生大量粉末，恶化料柱透气性、增加炉尘量与压差，影响高炉顺行与产量，因此应控制入炉矿石的 RDI。
