[实用新型]模拟高炉固液气三相运行实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验装置。

背景技术

在高炉冶炼过程中，高炉内部炉料下降、气流上升，固液气三相物质在运动中进行复杂的变化。高炉是一个黑箱，科技工作者一直在研究和模拟其内部物料的运行情况。然而，国内文献公布的物理模型，一般只针对高炉冶炼中的某个过程，例如布料过程或炉缸底铁水流动，但还没有见到全面模拟高炉固液气三相运行的物理模型或实验装置的公开文献。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中物理模型的不足，本实用新型提供了一种模拟高炉内部三相物质运行的装置。该装置具有透明可视化的容器并且具有完整的模拟高炉各个部分的结构，能够全面模拟高炉固液气三相运行的物理过程以及内部物料的运行情况，具体地说，可模拟炉料下降、炉料软熔、渣铁形成、高炉出铁、气流上升等过程。

本实用新型采用如下技术方案来实现其目的：

本实用新型的模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验装置包括一种模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验装置，其特征在于，该实验装置包括模拟高炉本体的模拟高炉1、空气加热炉2、气瓶3，其中，模拟高炉1上设有围管8和与围管8连通的多个进气孔9，围管8与空气加热炉2连接，空气加热炉2与气瓶3连接。

模拟高炉1还可以设有出水口4、金属网5、加热管6、热电偶7；其中，加热管6和热电偶7位于模拟高炉1的下部，金属网5设置在模拟高炉1内部的下方，围管8设置在金属网5上方的模拟高炉1外周。

在本实用新型的实施例中，所述连接方式通过硅胶管连接或者管道连接。

在本实用新型的实施例中，所述模拟高炉1全高740-920mm，炉喉1-1直径170-190mm，炉身1-2高450-500mm，炉腰1-3直径250-300mm，炉腰1-3高50-80mm，炉腹1-4高70-100mm，炉缸1-5直径220-260mm，炉缸1-5高60-90mm。

在本实用新型的另一实施例中，所述模拟高炉1全高800mm，炉喉1-1直径180mm，炉身1-2高470mm，炉腰1-3直径280mm，炉腰1-3高60mm，炉腹1-4高80mm，炉缸1-5直径240mm，炉缸1-5高80mm。

所述模拟高炉1可以是透明容器或者半透明容器。

在本实用新型的实施例中，模拟高炉1模拟高炉本体，空气加热炉2模拟热风炉，出水口4模拟出铁口，金属网5用于承载实验原料，加热管6将水加热使实验原料融化，围管8模拟高炉热风围管，进气孔9模拟高炉风口。

根据本实用新型的另一方面，一种使用本实用新型的实验装置模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验方法，该实验方法包括下述步骤：该实验方法包括下述步骤：（a）向模拟高炉（1）加水；（b）将实验原料模拟高炉布料的方式加入实验装置中；（c）通过空气加热炉（2）向模拟高炉（1）通入热空气；（d）将模拟高炉（1）中的水加热至实验原料熔点；（e）先将进气孔处的实验原料熔化，形成局部空腔；再由上至下逐渐融化并向下滴落至底部，使原料被部分溶解；（f）每隔一段时间，将熔化的原料从出水口（4）排出。

在本实用新型的一个实施例中，根据本实用新型的一个实施例的实验原料包括：冰糖，粒度为6～7mm，模拟焦炭；冰颗粒，粒度2～3mm，模拟烧结矿，其内核为植物油凝固颗粒，用于模拟烧结矿中的脉石；尿素，粒度1～2mm，模拟球团矿。

与现有技术相比，本实用新型的实验装置的有益效果在于能够全面模拟高炉固液气三相运行的物理过程以及内部物料的运行情况，具体地说，可模拟炉料下降、炉料软熔、气流上升、渣铁形成、高炉出铁等过程。

附图说明

图1是本实用新型的示意性结构图。

具体实施方式

以下结合附图和示例性实施例详细描述本实用新型模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验装置的设计原理和结构组成。