[实用新型]一种多元气氛下高炉炉料高温抗压强度自动连续检测装置

说明书

本发明公开了一种多元气氛下高炉炉料高温抗压强度自动连续检测装置，属于测试设备技术领域，该装置包括加热单元、气体混配单元、循环水冷却单元、装载及推样单元、施力及测力单元、图像采集单元和控制单元，该装置能够分别检测球团矿、焦炭、烧结矿、块矿等多种炉料的高温抗压强度，适应不同炉料的测试要求，在900～1600℃不同高温下自动连续测试多个样品。所用压杆和载样装置耐高温耐高压寿命长，同时具有多元气体混合、气体成分分析、水冷、高清图像采集等功能，满足不同高炉炉料在不同温度不同气氛下的高温抗压强度自动连续检测。

技术领域

本实用新型属于测试设备技术领域，更具体地说，涉及一种多元气氛下高炉炉料高温抗压强度自动连续检测装置。

背景技术

高炉炼铁使用精料，可以获得优良的技术经济效果。焦炭、烧结矿、球团矿、块矿等作为高炉炼铁的主要原燃料，其强度的高低直接影响高炉顺行的程度，最终影响到生铁的质量和冶炼成本，是判定精料水平的重要参数之一。实践表明，原燃料强度高、粉末少、粒度均匀是保证高炉合理布料及获得良好料柱透气性的重要条件。

然而，当前对原燃料强度的评价方式，主要集中在化学成分、转鼓指数、低温还原粉化率、常温抗压强度等检测指标。实践表明，依据现有评价方式测定的原燃料强度与高炉内部对原燃料的真实要求之间还有很多不确定因素。例如，我国攀西地区高炉多以高钛型钒钛磁铁精矿作为烧结矿和球团矿的主要原料入炉，高钛型钒钛精矿具有TFe低、Mg、Al、Ti含量高的特点，在烧结和焙烧过程产生较多的高熔点CaOTiO₂物相，粘结相形状及结构不合理，在常温条件下，烧结矿和球团矿的强度稳定性较差，而在高温气氛下抗压强度的变化规律和影响因素还鲜有研究。另外，随着我国优质炼焦煤资源日益枯竭，捣固焦逐渐替代顶装焦被大多中小高炉所采用。然而，由于捣固焦和顶装焦在工艺和配煤结构的不尽相同，导致传统评价指标的评价结果存在较大差异，甚至出现捣固焦的评价结果优于顶装焦，但入炉结果却截然相反的情况，表明传统的焦炭评价指标已经不能真实反映捣固焦和顶装焦的实际情况，需要提出更佳的评价指标，而本技术提出的不同气氛温度下的高温抗压强度则是评价捣固焦和顶装焦的重要指标之一。与此同时，随着中国碳达峰和碳中和目标的提出，高炉富氢冶炼将成为高炉炼铁碳减排的结构性解决方案之一，而在高温条件下不同富氢含量对于高炉炉料的作用机制、熔损机理、还原性能、抗压强度等系列问题急需开展系统深入的基础研究。

目前现有技术中，多是针对某种特定高炉炉料的高温抗压强度的检测，如公开号为CN203502307U的中国专利公开了球团高温抗压强度测试装置、公开号为CN208155756U的中国专利公开了一种测定球团矿高温抗压强度的装置，这两项技术检测目标为球团矿，均是利用微波加热，具有升温速率快、加热效率高的特点，但与实际高炉炉料加热过程存在较大差异；受气密性的限制，不能通入CO，无法模拟高炉内气化反应和还原反应，不能实现全程精确气氛控制；每次测试样品数量仅为1个球团，存在较大误差，导致检测结果的偶然性加大，重现性和准确性降低。

公开号为CN102620983A的中国专利公开了一种炉料高温还原热抗压强度检测装置，所述的压杆和托盘为刚玉材质，而刚玉材质压杆和托盘在高温高压力情况下，易断易折，难以完成更高压力检测的任务，因此不能测试烧结矿、块矿和焦炭。公开号为CN106885739A的中国专利公开了一种焦炭热态抗压强度在线检测装置，该技术采用的压杆和液压头是氧化铝陶瓷材质，该材质在高温高压下易断易折，难以完成更高压力检测的任务；不能实现全程精确气氛控制；没有明确测试样品数量及实现连续测样的方式，自动化水平较低；不能测试球团矿。又如，公开号为CN203519432U的中国专利公开了铁矿石高温抗压试验装置，该项技术的测试目标是铁矿石，是在熔滴炉的基础上改造而来，测试的最高温度在1400℃以下，测试样品为1个，无法连续检测，不能实现全程精确气氛控制，不能测试焦炭。公开号为CN112611650A的中国专利公开了一种焦炭高温抗压强度测定装置及分析方法，该项技术的测试目标是焦炭，测试的最高温度在1400℃以下；可以连续测样，但最大测试数量没有描述；受气密性的限制，不能通入CO气体，无法模拟高炉内气化反应和还原反应，不能实现全程精确气氛控制；不能测试球团矿、烧结矿、块矿。