[发明专利]一种冶金还原矿料过程模拟装置及方法

说明书

本发明公开一种用于冶金还原矿料过程模拟装置及方法，能尽最大可能性的模拟生产实践中的工况条件从而获得更为有效的试验数据。可给出还原炉料的冶金性能的变化规律，实现高度模拟实际生产条件，从气氛配置到加载力及炉温度场的加热状态等条件均可开放式设置，根据对高炉内炉料不同层面的条件分别批次性的模拟和定性分析，然后形成一个系统性数据整合从而获得更真实有效的数据结果。

技术领域

本发明属于炼铁生产技术领域，特别涉及一种冶金还原矿料过程模拟装置及方法。

背景技术

原料是高炉冶炼的基础，高炉冶炼指标的好坏与原料的质量密不可分。高炉冶炼的过程涉及化学、机械、冶金性能等众多因素。而原料的冶金性能将直接影响高炉的稳定和顺行。在实际生产中，对高炉主要原料的冶金性能的系统性分析和研究就成为重中之重。

冶金过程中主要原料是矿石、焦炭，实验室通常是单元式测定试验，一般包括，铁矿石还原性，焦炭热反应性及热强度这两大试验性能。铁矿石的还原性是在固定床下通入还原气体在定温条件下进行对矿石的被还原能力进行测定。焦炭热反应性及热强度是在一定温度条件下以固定流量的CO2进行还原的过程。这些常规实验均基于一种固定条件下，与实际生产所需要的性能测定有相当大的距离。需要反复的分析找出与实际生产之间的关联性和代表性，但这反而成了实践应用的阻碍也导致各方实践中应用增加了曲折性。

随后根据实践需求，行业内也相继开展了铁矿石熔滴性能实验，其主要针对铁矿石高温熔滴性能的测定，由于目前实验设备构造和机理尚不完善，装样量小，导致实验数据偏离较大，重复性、重现性、试样量都很难满获得真实数据与生产之间的有效关联性。

基于目前针对铁矿还原性实验到应用存在的这些从点到面的不完善性和不确定性，需要更为贴近生产需求的试验模拟装置，要求具有一定的代表性，能模拟真实生产中的大部分工况条件从而获得更为真实的有效的试验数据，并索求可直接指导生产实践的原始基准性数据。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供了一种用于冶金还原矿料过程性模拟装置及方法，能尽最大可能性的模拟生产实践中的工况条件从而获得更为有效的试验数据。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种冶金还原矿料过程模拟装置，其特征在于：包括炉体，所述炉体设有上盖和下盖，上盖设有排气管，所述炉体的炉膛内设有石墨坩埚，所述石墨坩埚外部设有加热元件，所述加热元件与炉体的外壳之间设有保温层；所述石墨坩埚内部设有倒T形可上下移动的加载压力杆，所述加载压力杆连接加载机构并由其驱动，所述石墨坩埚底部设有带孔的承载板；所述石墨坩埚下方连接桶状支架，所述支架内设有渣铁分离器位于所述承载板的正下方，所述支架穿过炉体内的炉膛；支架下方设有接料装置，所述接料装置置于底台上；底台上设有密封罩将接料装置和渣铁分离器的下部形成下封室，所述下封室设有进气管；所述炉体外连接升降系统；所述下封室与炉体之间的支架外部设有冷却系统；所述石墨坩埚中插入中心热电偶，侧壁热电偶从炉体外侧穿过保温层；设置差压传感器，采集点设置在下封室与排气管。

所述接料装置包括接料器、位于接料器下方的天平及传感器。

所述升降系统包括与炉体外壁连接的连板、丝母，丝杆轴承和丝杆，丝杆底部连接底台并由底台上的电机驱动，电机通过齿轮与丝杆连接。

所述冷却系统包括冷却水套，与冷却水套连接的回水管和出水管，回水管和出水管另一端连接水箱，回水管上设有表冷器，出水管设有水泵。

所述中心热电偶、侧壁热电偶、差压传感器的数据信息经由通讯线路传递给计算机，计算机分析并通过控制系统处理，所述加载机构、升降系统、冷却系统由控制系统处理。

所述加载机构为现有技术，参见CN201810817487.0。