[发明专利]一种高炉布料模型散状料界面效应的变形状况测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高炉布料模型散状料界面效应的变形状况测量方法，属于冶金行业模型试验测量技术领域。

背景技术

在冶金试验室进行高炉布料模型试验时，经常会进行布料工作，即将不同的散状料如烧结矿和焦炭按照生产现场的料制分批进行布料，由于烧结矿和焦炭粒度存在差异，这就会发生界面效应现象。界面效应是指不同的炉料在料面上的相互作用，主要有混合（即渗透）和变形（滚动）两个方面，对布料的料面形状有影响。它给高炉操作带来的缺陷是：首先它破坏了炉料的层状结构，使布料操作复杂化；其次，由于矿、焦的相互作用界面上的相互渗透是不可避免的，这对料柱透气性会产生不利影响，即界面效应中混合层厚的部分透气性差。总之，界面效应的缺陷是使矿焦料面形状发生改变，另外烧结矿和焦炭等所布散状料的颜色相近用肉眼不容易分清，而且发生变形时发生偏析和滚动，给测量界面形状和研究界面效应以及调整为合理的料面形状增加了难度。高炉布料模型的布料界面效应分为混合和变形两种情况，采用两种方法进行测量。

高炉布料模型试验专用术语解释：

环位是指将炉喉按面积分成11等分，每一个等面积圆环对应无钟布料溜槽的一个角度范围。

环位偏差是指布料料制的角度对应的某一个环位，如果不发生界面效应现象，该角度布的料应该落在该环位上，这就是环位偏差。

炉料滚动：因为炉内的料面形状是曲线形状，炉料按环位对应角度布入高炉炉喉后，炉料在曲线料面形状上要产生滚动现象，滚动量与料面形状曲线坡度有关系。

料面形状：高炉炉喉是一个圆形，在整个炉喉面积上的形状对高炉内煤气分布有作用效应。对于科学研究一般是指炉喉断面的曲线形状，即假想将炉喉断面按某一直径方向切开，炉喉表面布料的曲线形状、高炉操作人员想要得到的是所布的料沿炉喉断面的形状曲线，对某环位煤气流发展充分，即煤气流速快，表现为煤气温度高，CO2%较低，就要在该环位增加布料量并且不希望所布料发生环位偏差，料面形状坡度小，滚动量小，这样可达到调整煤气分布的作用。

发明内容

本发明目的是提供一种高炉布料模型散状料界面效应的变形状况测量方法，在高炉模型中对散状料的界面效应变形状况进行测量，分辨清楚烧结矿层渗透到焦炭层的厚度，测量出烧结矿或焦炭按环位布到炉喉后炉料滚动数量，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明技术方案是：

本发明采用切割法测定高炉布料模型内散状料的界面效应的变形方法——切割法测界面效应变形方法。

一种高炉布料模型散状料界面效应的变形状况测量方法，包含如下操作步骤：

①布料前，将两种颜色不同的染色示踪剂分别喷洒在烧结矿和焦炭表面，为其染上不同颜色；

②布料时，先将专用切割器平放在高炉布料模型内，使其上沿和料线水平，所述的专用切割器包括主体框架、单元格和切割刀，主体框架为长方体状，长方体的上面敞口，敞口处由刚性材料围成长方形边框，长方体四周侧面和底面由柔软织物封闭，主体框架的长方形腔室内由隔层垂直分割为平行排列的多个单元格，单元格的间距与环位计算的环间距一致；每个单元格的底部安装有拉链，隔层的材质与主体框架四周侧面和底面的材质相同，隔层的上部安装有切割刀；

③布料结束后，外力将专用切割器提起，这时专用切割器便在竖直方向上将炉料切割为几部分，每部分炉料分别掉进切割器下面的单元格内，继续上提切割器直至离开模型；此时，每个单元格内的炉料即为在径向该区域所布的炉料；

④将每个单元格内的炉料取出，根据颜色不同将烧结矿和焦炭分离开，分别称重；将此分别称得的重量与环位对应角度在理论上散状料没有变形时该区域应该所布炉料重量进行对比分析，得出界面效应引起的变形。

所说的两种不同颜色的染色示踪剂分别为染色示踪剂LZH1和染色示踪剂LZH2，染色示踪剂LZH1是将白色喷漆与稀料按照质量百分比30-40%白漆，60-70%稀料 ，二者合计比例100%首先混匀，然后加入混合后总质量5%的粘土和5%的滑石粉，最后形成灰白色溶液；染色示踪剂LZH2是将黑色喷漆与稀料按照30-40%黑漆，60-70%稀料 ，二者合计比例100%首先混匀，然后加入混合后总质量5%的粘土和5%的滑石粉，最后形成黑色溶液。

本发明所述的染色示踪剂LZH1和染色示踪剂LZH2，尽管它们颜色不同，但都具有如下特性：①重量轻，易喷洒，②成本低，③颜色鲜艳短期不易掉落，④喷洒在烧结矿和焦炭表面不改变形状。