專利名稱：外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燒結(jié)實驗設(shè)備，具體地指一種外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐。
技術(shù)背景 目前小型燒結(jié)實驗設(shè)備有小型燒結(jié)機和和燒結(jié)杯等，主要用于模擬燒結(jié)生產(chǎn)實驗條件、改進高爐用燒結(jié)礦質(zhì)量、提高產(chǎn)量和進行一些燒結(jié)礦的固結(jié)機理和數(shù)學(xué)模型的研究。目前小型燒結(jié)設(shè)備在許多企業(yè)和科研機構(gòu)中用于燒結(jié)配礦研究，可為中試實驗和大生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)和優(yōu)化方案，為煉鐵提供了優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定的燒結(jié)熟礦，保證了高爐穩(wěn)定順行。小型燒結(jié)設(shè)備用于模擬燒結(jié)過程，研究鐵礦粉燒結(jié)性能、配礦方案、料層厚度、鐵礦粉粒度組成、燃料溶劑的使用等對燒結(jié)速率、透氣性、成品礦質(zhì)量等影響，實現(xiàn)對燒結(jié)過程的優(yōu)化。燒結(jié)開始后會自上而下進行，沿其料層高度隨溫度變化會依次出現(xiàn)燒結(jié)礦層，燃燒層，預(yù)熱層，干燥層和過濕層，通過對中斷實驗冷卻后對完整燒結(jié)料餅進行研究可了解和掌握不原料條件下礦粉的燒結(jié)規(guī)律，對于獲燒結(jié)過程中液相的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移、燒結(jié)透氣性的改善、燒結(jié)速率的提高、燒結(jié)熱量合理分布和燒結(jié)礦質(zhì)量和產(chǎn)量的提高具有重要意義。目前，在用小型燒結(jié)機和燒結(jié)杯實驗研究模擬生產(chǎn)過程中，由于試驗量小、燒結(jié)過程中設(shè)備吸熱相對較多、布料不當(dāng)和設(shè)備外部保溫套難以達到理想的保溫效果等原因，造成燒結(jié)料餅邊緣熱損失較大，形成邊緣生燒的邊緣效應(yīng)等問題。在進行燒結(jié)中斷實驗時，由于實驗用料較大且燒結(jié)器具有一定保溫作用，造成降溫慢，較難達到快速冷卻并準確獲得燒結(jié)過程中特定時間段不同料層的厚度、形狀的效果，因此，無法為優(yōu)化燒結(jié)制度和過程控制參數(shù)提供精確可行的依據(jù)。另外，在倒料過程中燒結(jié)料餅完整性很差，不利于研究燒結(jié)料餅沿其料層高的燒結(jié)情況，難以分析不同燒結(jié)制度下各溫度層的分布和固結(jié)機理。因此，利用現(xiàn)有燒結(jié)實驗設(shè)備進行燒結(jié)實驗，不適用于中斷實驗研究分析。閻俊萍等發(fā)表在《燒結(jié)球團》1994年第5期的《鉀鈉氟在燒結(jié)過程中的行為》中，介紹了通過燒結(jié)中斷實驗，研究包鋼燒結(jié)過程中鉀、鈉、氟的行為。文中燒結(jié)中斷實驗是在燒結(jié)杯中進行的，燒結(jié)杯中插入有熱電偶用于測量燒結(jié)料層的溫度變化，燒結(jié)實驗采用人工點火，點火時抽風(fēng)，當(dāng)熱電偶指示到達最高溫度時，立即停止抽風(fēng)，并反向吹入N2冷卻，使其終止燒結(jié)。該方法存在以下不足(1)燒結(jié)料餅較大和外部套杯的保溫作用降溫所需時間較長，中斷過程具有滯后性。(2)中斷時負壓抽風(fēng)改為反向吹N2，造成料餅受力改變發(fā)生斷裂破碎。(3)由于料餅較大在倒料過程中極易造成料餅碎裂。(4)實驗量較大，實驗周期較長。綜上所述，目前還沒有較好小型燒結(jié)設(shè)備，用于中斷實驗研究分析。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是要克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種適用于中斷實驗研究分析的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐。[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，包括助燃風(fēng)機、燃氣瓶、阻燃氣瓶、燒結(jié)管、位于燒結(jié)管上方的點火器、用于測定點火溫度的第一熱電偶、置于燒結(jié)管內(nèi)放置燒結(jié)料的爐箅子、真空室、煙氣冷卻器和負壓抽風(fēng)機，所述燒結(jié)管外設(shè)置有加熱保溫爐，所述加熱保溫爐上設(shè)置有調(diào)節(jié)加熱保溫爐位置的保溫爐調(diào)節(jié)盤，所述點火器上設(shè)置有調(diào)節(jié)點火器位置的點火器調(diào)節(jié)盤，所述真空室設(shè)置在燒結(jié)管的底部，所述真空室中安裝有用于測定煙氣溫度的第二熱電偶，所述煙氣冷卻器設(shè)置在真空室的旁側(cè)并與其連通，所述煙氣冷卻器的出口端與負壓抽風(fēng)機連接，所述真空室的底部設(shè)置有排污管，所述點火器上設(shè)置有兩個進氣口，所述點火器的第一進氣口通過第一通氣管與助燃風(fēng)機連接，所述點火器的第二進氣口通過第二通氣管連接有三通接頭，所述三通接頭的另兩通孔分別與燃氣瓶和阻燃氣瓶連接。[0011]上述方案中，所述加熱保溫爐中設(shè)置有用于加熱保溫的硅碳加熱棒。這樣，加熱保溫爐使用硅碳加熱棒進行加熱，在實驗設(shè)定溫度下對燒結(jié)管進行保溫。上述方案中，所述爐箅子下方設(shè)置有控制燒結(jié)料層厚度的料層高度調(diào)節(jié)器。這樣，通過調(diào)節(jié)爐箅子下方的料層高度調(diào)節(jié)器來控制燒結(jié)料層厚度。上述方案中，所述煙氣冷卻器為水冷凝器，所述煙氣冷卻器上設(shè)置有冷卻水進水口和冷卻水出水口。所述煙氣冷卻器通過冷卻器支架安裝在地面上。上述方案中，所述排污管安裝在真空室底部設(shè)置的真空室基座內(nèi)。上述方案中，所述點火器的第一進氣口與助燃風(fēng)機連接的管路上設(shè)置有助燃風(fēng)流量閥和助燃風(fēng)放散閥。這樣，通過助燃風(fēng)流量閥和助燃風(fēng)放散閥來控制助燃風(fēng)機的風(fēng)量，從而控制點火器的火焰溫度。上述方案中，所述燃氣瓶和阻燃氣瓶上分別設(shè)置有控制氣體流量的燃氣減壓閥和阻燃氣減壓閥。上述方案中，所述煙氣冷卻器與負壓抽風(fēng)機連接的管路上設(shè)置有抽風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和抽風(fēng)放散閥。這樣，點火器負壓由負壓抽風(fēng)機進行負壓抽風(fēng)，負壓風(fēng)量由抽風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥和抽風(fēng)放散閥來控制。上述方案中，所述保溫爐調(diào)節(jié)盤和點火器調(diào)節(jié)盤安裝在同一個支架桿上，所述支架桿的頂部還設(shè)置有用于固定第一通氣管和第二通氣管的通氣管固定圈。本實用新型中燃氣瓶優(yōu)選乙炔氣瓶,阻燃氣瓶優(yōu)選氮氣瓶。本實用新型的有益效果在于I、本實用新型在進行小型燒結(jié)實驗時，外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐能根據(jù)實驗需求在燒結(jié)管外部進行控溫加熱，極大降低燒結(jié)管在燒結(jié)過程中的邊緣效應(yīng)，減少反應(yīng)徑向上的熟礦質(zhì)量差異。2、本實用新型可用于燒結(jié)反應(yīng)過程中斷實驗，通過迅速隔絕空氣，使用阻燃氣體進行內(nèi)部冷卻，同時可移開加熱保溫爐達到對導(dǎo)熱性好的燒結(jié)管迅速冷卻的效果，可獲得燒結(jié)過程中特定時間段不同料層的厚度、形狀，為燒結(jié)制度和過程控制參數(shù)設(shè)置提供切實可行的依據(jù)。3、實驗結(jié)束后能夠取出完整試樣，滿足中斷實驗的條件，可用于研究各種燒結(jié)條件下燒結(jié)反應(yīng)面分布、固結(jié)機理，為燒結(jié)機理研究、模型建立和中試實驗及大生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)和優(yōu)化方案。
圖I為外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。圖I所示外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，包括助燃風(fēng)機I、燃氣瓶4、阻燃氣瓶5、燒結(jié)管16、位于燒結(jié)管16上方的點火器14、用于測定點火溫度的第一熱電偶15、置于燒結(jié)管16內(nèi)放置燒結(jié)料的爐箅子19、真空室23、煙氣冷卻器27和負壓抽風(fēng)機30。爐箅子19下方設(shè)置有控制燒結(jié)料層厚度的料層高度調(diào)節(jié)器20。燒結(jié)管16外設(shè)置有加熱保溫爐18，加熱保溫爐18上設(shè)置有調(diào)節(jié)加熱保溫爐18位置的保溫爐調(diào)節(jié)盤10，加熱保溫爐18中設(shè)置有用于加熱保溫的硅碳加熱棒17。真空室23設(shè)置在燒結(jié)管16的底部，燒結(jié)管16通過固定螺栓21與真空室23相連，真空室23安裝在真空室基座24上。真空室23中安裝有用于測定煙氣溫度的第二熱電偶22。真空室23的底部設(shè)置有排污管25，排污管25安裝在真空室基座24內(nèi)。煙氣冷卻器27設(shè)置在真空室23的旁側(cè)并與其連通，煙氣冷卻器27的出口端與負壓抽風(fēng)機30連接。煙氣冷卻器27與負壓抽風(fēng)機30連接的管路上設(shè)置有抽風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥31和抽風(fēng)放散閥32。煙氣冷卻器27為水冷凝器，煙氣冷卻器27通過冷卻器支架29安裝在地面上，煙氣冷卻器27上設(shè)置有冷卻水進水口 26和冷卻水出水口 28。點火器14上設(shè)置有調(diào)節(jié)點火器14位置的點火器調(diào)節(jié)盤9。點火器14上設(shè)置有兩個進氣口。點火器14的第一進氣口 12通過第一通氣管34助燃風(fēng)機I與連接。點火器14的第一進氣口 12與助燃風(fēng)機I連接的管路上設(shè)置有助燃風(fēng)流量閥2和助燃風(fēng)放散閥3。點火器14的第二進氣口 13通過第二通氣管35連接有三通接頭8，三通接頭8的另兩通孔 分別與燃氣瓶4和阻燃氣瓶5連接。燃氣瓶4和阻燃氣瓶5上分別設(shè)置有控制氣體流量的燃氣減壓閥6和阻燃氣減壓閥7。保溫爐調(diào)節(jié)盤10和點火器調(diào)節(jié)盤9安裝在同一個支架桿33上，支架桿33的頂部還設(shè)置有用于固定第一通氣管34和第二通氣管35的通氣管固定圈11。本實用新型中燃氣瓶4優(yōu)選乙炔氣瓶,阻燃氣瓶5優(yōu)選氮氣瓶。本實用新型的工作原理如下燒結(jié)實驗時先將加熱保溫爐18通過硅碳加熱棒17進行加熱，升溫至實驗所需溫度，使用保溫爐調(diào)節(jié)盤10將加熱保溫爐18降至在燒結(jié)管16的外圈部位加熱保溫。點火器14由點火器調(diào)節(jié)盤9將旋轉(zhuǎn)并降至燒結(jié)管16的燒結(jié)料上部準備點火。同時打開助燃風(fēng)機I和燃氣瓶4，燒結(jié)過程中使用的助燃風(fēng)是由助燃風(fēng)機I鼓入點火器14的第一進氣口 12，火焰溫度通過助燃風(fēng)流量閥2和放散閥3來控制。點火使用的燃氣是由燃氣瓶4經(jīng)過三通接頭8由第二進氣口 13送入點火器14，點火溫度由第一熱電偶15測定。點火I 2min后，打開負壓抽風(fēng)機30并移開點火器14，抽風(fēng)負壓由抽風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥31和抽風(fēng)放散閥32控制，燒結(jié)煙氣溫度通過真空室23的第二熱電偶22進行測量，燒結(jié)管16中的煙氣經(jīng)真空室23進入煙氣冷卻器27冷卻，最后到達負壓抽風(fēng)機30。進行中斷實驗時使用保溫爐調(diào)節(jié)盤10將加熱保溫爐18移出燒結(jié)管16的外圈，將點火器14降至燒結(jié)管16上部，同時關(guān)閉調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量閥2和放散閥3及燃氣減壓閥6從而關(guān)閉助燃空氣和燃氣，并通過三通接頭8將燃氣瓶4切換為阻燃氣瓶5，通入冷卻和阻止燒結(jié)反應(yīng)的阻燃氣進行燒結(jié)中斷實驗，利用阻燃氣減壓閥7控制阻燃氣流量，在此過程負壓抽風(fēng)機30繼續(xù)保持抽風(fēng)狀態(tài)。采用本裝置可獲得完整性較好的燒結(jié)料餅，滿足中斷實驗的條件，為燒結(jié)機理研 究、模型建立和中試實驗及大生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)和優(yōu)化方案。
權(quán)利要求1.一種外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，它包括助燃風(fēng)機(I)、燃氣瓶(4)、阻燃氣瓶(5)、燒結(jié)管(16)、位于燒結(jié)管(16)上方的點火器(14)、用于測定點火溫度的第一熱電偶(15)、置于燒結(jié)管(16)內(nèi)放置燒結(jié)料的爐箅子(19)、真空室(23)、煙氣冷卻器(27)和負壓抽風(fēng)機(30)，其特征在于所述燒結(jié)管(16)外設(shè)置有加熱保溫爐(18)，所述加熱保溫爐(18)上設(shè)置有調(diào)節(jié)加熱保溫爐(18)位置的保溫爐調(diào)節(jié)盤(10)，所述點火器(14)上設(shè)置有調(diào)節(jié)點火器(14)位置的點火器調(diào)節(jié)盤(9)，所述真空室(23)設(shè)置在燒結(jié)管(16)的底部，所述真空室(23)中安裝有用于測定煙氣溫度的第二熱電偶(22)，所述煙氣冷卻器(27)設(shè)置在真空室(23)的旁側(cè)并與其連通，所述煙氣冷卻器(27)的出口端與負壓抽風(fēng)機(30)連接，所述真空室(23)的底部設(shè)置有排污管(25)，所述點火器(14)上設(shè)置有兩個進氣口，所述點火器(14)的第一進氣口( 12)通過第一通氣管(34)與助燃風(fēng)機(I)連接，所述點火器(14)的第二進氣口(13)通過第二通氣管(35)連接有三通接頭(8)，所述三通接頭(8)的另兩通孔分別與燃氣瓶(4)和阻燃氣瓶(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述加熱保溫爐(18 )中設(shè)置有用于加熱保溫的硅碳加熱棒(17 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述爐箅子(19)下方設(shè)置有控制燒結(jié)料層厚度的料層高度調(diào)節(jié)器(20)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述煙氣冷卻器(27)為水冷凝器，所述煙氣冷卻器(27)上設(shè)置有冷卻水進水口( 26)和冷卻水出水口( 28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述煙氣冷卻器(27)通過冷卻器支架(29)安裝在地面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述排污管(25)安裝在真空室(23)底部設(shè)置的真空室基座(24)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述點火器(14)的第一進氣口(12)與助燃風(fēng)機(I)連接的管路上設(shè)置有助燃風(fēng)流量閥(2)和助燃風(fēng)放散閥(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述燃氣瓶(4)和阻燃氣瓶(5 )上分別設(shè)置有控制氣體流量的燃氣減壓閥(6 )和阻燃氣減壓閥(7 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述煙氣冷卻器(27)與負壓抽風(fēng)機(30)連接的管路上設(shè)置有抽風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥(31)和抽風(fēng)放散閥(32)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐，其特征在于所述保溫爐調(diào)節(jié)盤(10)和點火器調(diào)節(jié)盤(9)安裝在同一個支架桿(33)上，所述支架桿(33)的頂部還設(shè)置有用于固定第一通氣管(34)和第二通氣管(35)的通氣管固定圈(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種外加熱小型燒結(jié)中斷實驗爐。燒結(jié)管內(nèi)設(shè)有爐箅子，燒結(jié)管外設(shè)有加熱保溫爐，加熱保溫爐上設(shè)有保溫爐調(diào)節(jié)盤，點火器上設(shè)有點火器調(diào)節(jié)盤和第一熱電偶，真空室設(shè)在燒結(jié)管底部，真空室中安裝有第二熱電偶，煙氣冷卻器設(shè)在真空室旁側(cè)并與其連通，煙氣冷卻器出口端與負壓抽風(fēng)機連接，真空室底部設(shè)有排污管，點火器上設(shè)置有兩個進氣口，第一進氣口通過第一通氣管與助燃風(fēng)機連接，第二進氣口通過第二通氣管連接有三通接頭，三通接頭的另兩通孔分別與燃氣瓶和阻燃氣瓶連接。本實用新型可降低燒結(jié)管在燒結(jié)過程中的邊緣效應(yīng)，用于燒結(jié)中斷實驗可獲得完整試樣，為燒結(jié)機理研究、模型建立和中試實驗及大生產(chǎn)提供可靠的數(shù)據(jù)和優(yōu)化方案。
文檔編號F27B17/02GK202792964SQ20122045360
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月7日
發(fā)明者肖志新, 陳令坤, 李勇波, 賈斌, 胡正剛 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司