[发明专利]铁矿石还原、粉化、膨胀冶金性能检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁矿石性能测定的实验装置，尤其是铁矿石还原、粉化、膨胀冶金性能检测装置。

 

背景技术

铁矿石是高炉冶炼的主要原料，其质量的好坏与冶炼进程及技术经济指标有着极为密切的关系。铁矿石的还原度是评价其质量好坏的重要标准，准确检测铁矿石的相关数据如还原度、还原速率指数等对制定合理的炉料结构及正确的冶炼工艺，提高冶炼生产的技术指标具有重要意义。

随着全世界钢铁需要量逐年增加，人们对作为钢铁来源的铁矿石的研究也越来越深入。近几十年来，国内已经有高校和科研单位进行了铁矿石冶金性能检测的相关理论研究，并制定了部分国家标准。在实验室试验中，试样为烧结球团矿，参照GB/T13241-91标准进行还原度Rt、还原速率指数测试;试验焦样均选取工业生产的冶金焦炭，参照GB/T4000-1996标准进行焦炭反应性CRI、反应后强度CSR的测试工作。荷重软化和熔融滴落测定由于没有国家标准，目前国内有多个标准，我校资源加工与生物工程学院制定有相关标准，并在全国多家大型钢铁企业得到了推广应用。

20世纪90年代初马鞍山钢铁公司钢铁研究所于进行了铁矿石还原性、还原粉化、球团膨胀三项冶金性能检测装置的研制，该装置是为制定和执行国标方法自行研制的检测装置，主要由还原装置、还原气供应、冷态转鼓、球团体积测定等附属设备组成。还原炉虽然采用了PLC控制系统，但仅用于开关量顺序控制，温度由具有PID调节功能的温度仪表控制。但是与国外先进水平相比在检测手段、控制策略、生产工业连续性等方面还存在一定差距。

北京科技大学是制定铁矿石冶金性能检测方法国家标准的主要参加单位，铁矿石冶金性能方法测定设备和方法于1997年荣获北京科技大学实验技术成果奖，2001年己实现数字化控制、计算机数据采集及打印报告。

东北大学炼铁研究所研制开发了采用计算机测控技术的新型还原炉，可以对铁矿石的还原度和还原速率指数进行准确地试验检测。

江苏苏钢集团通过加强对烧结全过程的控制，使烧结矿冶金性能得到了改善，收到了明显的效果。

许多科研单位对铁矿石冶金性能领域进行了有益的探索和发展，在检测手段和试验设备等方面提出了新的思路；但总体来说仅仅是在某一方面取得了进展，没有将快速发展的自动控制技术和检测，基本上不能在同一套装置上进行铁矿石还原性测定和低温还原粉化实验。

 

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明的主要目的在于克服现有技术的实验装置不能在同一套装置上进行铁矿石还原性测定和低温还原粉化实验，在检测手段、控制策略、生产工业连续性等方面存在一定差距等不足，提供一种能在同一套装置上进行铁矿石还原性测定和低温还原粉化实验铁矿石还原、粉化、膨胀冶金性能检测装置。 

本发明的技术方案如下：铁矿石还原、粉化、膨胀冶金性能检测装置，包括中空的加热炉体和控制柜；其特征在于：在加热炉体的空腔内活动设置有还原管，还原管的上、下端分别设置有气体出口和气体进口，在还原管的上面，设置有用于称重的计重装置；混气罐的一端通过柔性连接气管与气体进口连接，混气罐的另一端连接有若干根进气管，每根进气管分别与一种反应气体存储罐连通，将该个气体存储罐内存储的气体通过进气管、混气罐后经气体进口通入还原管内；所述加热炉体为三段式，分为上、中、下三段，每段都设置有电热丝和测量温度的测温热电偶；采用至少三个测温热电偶分别测量加热炉体上、中、下三段的温度；测温热电偶与控制柜电连接。

进一步的特征是：还包括与所述控制柜连接的计算机，计算机的输出端与控制柜电连接，控制柜与加热炉体电连接，在计算机输出的指令作用下，控制加热炉体按照工艺要求加热升温、降温、保温；计重装置与计算机的输入端连接，将实验测得的质量及其变化的相关数据输入计算机内。

气体出口外接柔性连接管，通过柔性连接管与排气罐连接。

在还原管的顶端设置有盖子，气体出口穿过盖子与还原管的空腔连通。

在还原管空腔内设置多孔板，在多孔板上设置一层或两层铝球，在铝球上再放置一块多孔板，试样放在上面这块多孔板上。

将还原管通过挂架吊挂在计重装置上，动态计量反应过程中各个时段试样的实时参数。

柔性连接管采用硅橡胶管；还原管2的材料采用GH3040材料。

所述气体存储罐是四个，分别存储有氮气、一氧化碳、二氧化碳和氢气。

相对于现有技术，本发明的铁矿石还原、粉化、膨胀冶金性能检测装置，具有以下有益效果：