[发明专利]一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置及测定方法

说明书

本发明涉及一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置及测定方法，测定装置包括圆筒、与圆筒底部进气口相连通的供气系统以及用于测量测试物所受气体阻力的阻力测量系统；所述供气系统包括用于储存气体的气体储存装置、用于控制混合气体各成分含量的气体成分控制器以及用于混合气体加热的气体加热装置；气体加热装置的出气口通过管路与圆筒底部进气口连接；所述阻力测量系统包括用于测量测试物所受气体阻力的力测量传感器，圆筒中部设置压力输出口，压力输出口通过连接管与用于测量气体压强差的压差计连接。本发明能够高效、准确测定出不同煤气成分、不同温度及不同气体流速条件下高炉原燃料煤气阻力系数。

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，尤其涉及一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置及测定方法。

背景技术

高炉开炉实践和实验室的模拟实验表明：高炉原燃料在炉喉空区下降的过程中，除受自身重力外，还受到上升煤气阻力的作用，这些阻力随原燃料的密度、粒级、形状等因素不同而变化，从而造成原燃料的落点和料面分布存在很大的偏差。煤气阻力系数是高炉原燃料相对煤气运动过程中很关键的参数，它的测定对于计算高炉原燃料的煤气阻力和研究高炉布料规律具有重要的意义。

目前，高炉原燃料煤气阻力系数主要是通过Haider和Levenspiel提出的非规则颗粒阻力系数与雷洛数和形状系数的关系进行定性分析，但由于高炉内工作氛围的复杂性，利用此种方式确定的阻力系数与实际生产仍然存在较大偏差，因此具有一定的局限性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置及测定方法。

本发明第一方面，提供一种高炉原燃料煤气阻力系数的测定装置，包括圆筒、与圆筒底部进气口相连通的供气系统以及用于测量测试物所受气体阻力的阻力测量系统；所述供气系统包括用于储存气体的气体储存装置、用于控制混合气体各成分含量的气体成分控制器以及用于混合气体加热的气体加热装置；气体加热装置的出气口通过管路与圆筒底部进气口连接；所述阻力测量系统包括用于测量测试物所受气体阻力的力测量传感器，圆筒中部设置压力输出口，压力输出口通过连接管与用于测量气体压强差的压差计连接。

优选的，所述气体储存装置包括多个气瓶，多个气瓶分别用于存储气体CO、CO₂、N₂、H₂和CH₄。

优选的，所述气体成分控制器具体为气体混合配比仪，每个气瓶的出气口分别通过管路与所述气体混合配比仪的进气口连接，每个气瓶的出气口处均安装阀门，气体混合配比仪的出气口通过管路与气体加热装置进气口连接。通过气体混合配比仪可以设定气体混合比例。

优选的，所述气体加热装置包括用于气体通过的腔体，在腔体内壁上设置用于加热气体的电加热丝，所述电加热丝与温度控制器电路连接。

电加热丝开启后对气体加热升温。通过温度控制器设定电加热丝的加热温度，电加热丝将气体加热至目标温度。

优选的，圆筒底部进气口处安装气体流速控制仪，圆筒顶部设有用于排出气体的出气口。气体加热装置将气体加热到指定温度后经圆筒底部的进气口通入圆筒，通过气体流速控制仪调节气体进入圆筒的流速。

优选的，所述力测量传感器具体为悬臂梁式传感器，力测量传感器与微处理器电路连接。悬臂梁力传感器将测试物受到的向上压力转换为电信号，通过微处理器显示出力的大小。

气体混合配比仪、温度控制器、悬臂梁式传感器和U型水柱压差计分别与控制系统电路连接，所述控制系统为可编程逻辑控制器，通过控制系统记录数据。

优选的，所述力测量传感器安装在升降支撑杆上，测试物位于圆筒顶部出气口正上方并通过吊杆与力测量传感器的测量端连接。