专利名称：外加热小型烧结中断实验炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烧结实验设备，具体地指一种外加热小型烧结中断实验炉。
技术背景 目前小型烧结实验设备有小型烧结机和和烧结杯等，主要用于模拟烧结生产实验条件、改进高炉用烧结矿质量、提高产量和进行一些烧结矿的固结机理和数学模型的研究。目前小型烧结设备在许多企业和科研机构中用于烧结配矿研究，可为中试实验和大生产提供可靠的数据和优化方案，为炼铁提供了优质和稳定的烧结熟矿，保证了高炉稳定顺行。小型烧结设备用于模拟烧结过程，研究铁矿粉烧结性能、配矿方案、料层厚度、铁矿粉粒度组成、燃料溶剂的使用等对烧结速率、透气性、成品矿质量等影响，实现对烧结过程的优化。烧结开始后会自上而下进行，沿其料层高度随温度变化会依次出现烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层和过湿层，通过对中断实验冷却后对完整烧结料饼进行研究可了解和掌握不原料条件下矿粉的烧结规律，对于获烧结过程中液相的产生和转移、烧结透气性的改善、烧结速率的提高、烧结热量合理分布和烧结矿质量和产量的提高具有重要意义。目前，在用小型烧结机和烧结杯实验研究模拟生产过程中，由于试验量小、烧结过程中设备吸热相对较多、布料不当和设备外部保温套难以达到理想的保温效果等原因，造成烧结料饼边缘热损失较大，形成边缘生烧的边缘效应等问题。在进行烧结中断实验时，由于实验用料较大且烧结器具有一定保温作用，造成降温慢，较难达到快速冷却并准确获得烧结过程中特定时间段不同料层的厚度、形状的效果，因此，无法为优化烧结制度和过程控制参数提供精确可行的依据。另外，在倒料过程中烧结料饼完整性很差，不利于研究烧结料饼沿其料层高的烧结情况，难以分析不同烧结制度下各温度层的分布和固结机理。因此，利用现有烧结实验设备进行烧结实验，不适用于中断实验研究分析。阎俊萍等发表在《烧结球团》1994年第5期的《钾钠氟在烧结过程中的行为》中，介绍了通过烧结中断实验，研究包钢烧结过程中钾、钠、氟的行为。文中烧结中断实验是在烧结杯中进行的，烧结杯中插入有热电偶用于测量烧结料层的温度变化，烧结实验采用人工点火，点火时抽风，当热电偶指示到达最高温度时，立即停止抽风，并反向吹入N2冷却，使其终止烧结。该方法存在以下不足(1)烧结料饼较大和外部套杯的保温作用降温所需时间较长，中断过程具有滞后性。(2)中断时负压抽风改为反向吹N2，造成料饼受力改变发生断裂破碎。(3)由于料饼较大在倒料过程中极易造成料饼碎裂。(4)实验量较大，实验周期较长。综上所述，目前还没有较好小型烧结设备，用于中断实验研究分析。
发明内容本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种适用于中断实验研究分析的外加热小型烧结中断实验炉。[0010]为实现上述目的，本实用新型所设计的外加热小型烧结中断实验炉，包括助燃风机、燃气瓶、阻燃气瓶、烧结管、位于烧结管上方的点火器、用于测定点火温度的第一热电偶、置于烧结管内放置烧结料的炉箅子、真空室、烟气冷却器和负压抽风机，所述烧结管外设置有加热保温炉，所述加热保温炉上设置有调节加热保温炉位置的保温炉调节盘，所述点火器上设置有调节点火器位置的点火器调节盘，所述真空室设置在烧结管的底部，所述真空室中安装有用于测定烟气温度的第二热电偶，所述烟气冷却器设置在真空室的旁侧并与其连通，所述烟气冷却器的出口端与负压抽风机连接，所述真空室的底部设置有排污管，所述点火器上设置有两个进气口，所述点火器的第一进气口通过第一通气管与助燃风机连接，所述点火器的第二进气口通过第二通气管连接有三通接头，所述三通接头的另两通孔分别与燃气瓶和阻燃气瓶连接。[0011]上述方案中，所述加热保温炉中设置有用于加热保温的硅碳加热棒。这样，加热保温炉使用硅碳加热棒进行加热，在实验设定温度下对烧结管进行保温。上述方案中，所述炉箅子下方设置有控制烧结料层厚度的料层高度调节器。这样，通过调节炉箅子下方的料层高度调节器来控制烧结料层厚度。上述方案中，所述烟气冷却器为水冷凝器，所述烟气冷却器上设置有冷却水进水口和冷却水出水口。所述烟气冷却器通过冷却器支架安装在地面上。上述方案中，所述排污管安装在真空室底部设置的真空室基座内。上述方案中，所述点火器的第一进气口与助燃风机连接的管路上设置有助燃风流量阀和助燃风放散阀。这样，通过助燃风流量阀和助燃风放散阀来控制助燃风机的风量，从而控制点火器的火焰温度。上述方案中，所述燃气瓶和阻燃气瓶上分别设置有控制气体流量的燃气减压阀和阻燃气减压阀。上述方案中，所述烟气冷却器与负压抽风机连接的管路上设置有抽风风量调节阀和抽风放散阀。这样，点火器负压由负压抽风机进行负压抽风，负压风量由抽风风量调节阀和抽风放散阀来控制。上述方案中，所述保温炉调节盘和点火器调节盘安装在同一个支架杆上，所述支架杆的顶部还设置有用于固定第一通气管和第二通气管的通气管固定圈。本实用新型中燃气瓶优选乙炔气瓶,阻燃气瓶优选氮气瓶。本实用新型的有益效果在于I、本实用新型在进行小型烧结实验时，外加热小型烧结中断实验炉能根据实验需求在烧结管外部进行控温加热，极大降低烧结管在烧结过程中的边缘效应，减少反应径向上的熟矿质量差异。2、本实用新型可用于烧结反应过程中断实验，通过迅速隔绝空气，使用阻燃气体进行内部冷却，同时可移开加热保温炉达到对导热性好的烧结管迅速冷却的效果，可获得烧结过程中特定时间段不同料层的厚度、形状，为烧结制度和过程控制参数设置提供切实可行的依据。3、实验结束后能够取出完整试样，满足中断实验的条件，可用于研究各种烧结条件下烧结反应面分布、固结机理，为烧结机理研究、模型建立和中试实验及大生产提供可靠的数据和优化方案。
图I为外加热小型烧结中断实验炉的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。图I所示外加热小型烧结中断实验炉，包括助燃风机I、燃气瓶4、阻燃气瓶5、烧结管16、位于烧结管16上方的点火器14、用于测定点火温度的第一热电偶15、置于烧结管16内放置烧结料的炉箅子19、真空室23、烟气冷却器27和负压抽风机30。炉箅子19下方设置有控制烧结料层厚度的料层高度调节器20。烧结管16外设置有加热保温炉18，加热保温炉18上设置有调节加热保温炉18位置的保温炉调节盘10，加热保温炉18中设置有用于加热保温的硅碳加热棒17。真空室23设置在烧结管16的底部，烧结管16通过固定螺栓21与真空室23相连，真空室23安装在真空室基座24上。真空室23中安装有用于测定烟气温度的第二热电偶22。真空室23的底部设置有排污管25，排污管25安装在真空室基座24内。烟气冷却器27设置在真空室23的旁侧并与其连通，烟气冷却器27的出口端与负压抽风机30连接。烟气冷却器27与负压抽风机30连接的管路上设置有抽风风量调节阀31和抽风放散阀32。烟气冷却器27为水冷凝器，烟气冷却器27通过冷却器支架29安装在地面上，烟气冷却器27上设置有冷却水进水口 26和冷却水出水口 28。点火器14上设置有调节点火器14位置的点火器调节盘9。点火器14上设置有两个进气口。点火器14的第一进气口 12通过第一通气管34助燃风机I与连接。点火器14的第一进气口 12与助燃风机I连接的管路上设置有助燃风流量阀2和助燃风放散阀3。点火器14的第二进气口 13通过第二通气管35连接有三通接头8，三通接头8的另两通孔 分别与燃气瓶4和阻燃气瓶5连接。燃气瓶4和阻燃气瓶5上分别设置有控制气体流量的燃气减压阀6和阻燃气减压阀7。保温炉调节盘10和点火器调节盘9安装在同一个支架杆33上，支架杆33的顶部还设置有用于固定第一通气管34和第二通气管35的通气管固定圈11。本实用新型中燃气瓶4优选乙炔气瓶,阻燃气瓶5优选氮气瓶。本实用新型的工作原理如下烧结实验时先将加热保温炉18通过硅碳加热棒17进行加热，升温至实验所需温度，使用保温炉调节盘10将加热保温炉18降至在烧结管16的外圈部位加热保温。点火器14由点火器调节盘9将旋转并降至烧结管16的烧结料上部准备点火。同时打开助燃风机I和燃气瓶4，烧结过程中使用的助燃风是由助燃风机I鼓入点火器14的第一进气口 12，火焰温度通过助燃风流量阀2和放散阀3来控制。点火使用的燃气是由燃气瓶4经过三通接头8由第二进气口 13送入点火器14，点火温度由第一热电偶15测定。点火I 2min后，打开负压抽风机30并移开点火器14，抽风负压由抽风风量调节阀31和抽风放散阀32控制，烧结烟气温度通过真空室23的第二热电偶22进行测量，烧结管16中的烟气经真空室23进入烟气冷却器27冷却，最后到达负压抽风机30。进行中断实验时使用保温炉调节盘10将加热保温炉18移出烧结管16的外圈，将点火器14降至烧结管16上部，同时关闭调节助燃风流量阀2和放散阀3及燃气减压阀6从而关闭助燃空气和燃气，并通过三通接头8将燃气瓶4切换为阻燃气瓶5，通入冷却和阻止烧结反应的阻燃气进行烧结中断实验，利用阻燃气减压阀7控制阻燃气流量，在此过程负压抽风机30继续保持抽风状态。采用本装置可获得完整性较好的烧结料饼，满足中断实验的条件，为烧结机理研 究、模型建立和中试实验及大生产提供可靠的数据和优化方案。
权利要求1.一种外加热小型烧结中断实验炉，它包括助燃风机(I)、燃气瓶(4)、阻燃气瓶(5)、烧结管(16)、位于烧结管(16)上方的点火器(14)、用于测定点火温度的第一热电偶(15)、置于烧结管(16)内放置烧结料的炉箅子(19)、真空室(23)、烟气冷却器(27)和负压抽风机(30)，其特征在于所述烧结管(16)外设置有加热保温炉(18)，所述加热保温炉(18)上设置有调节加热保温炉(18)位置的保温炉调节盘(10)，所述点火器(14)上设置有调节点火器(14)位置的点火器调节盘(9)，所述真空室(23)设置在烧结管(16)的底部，所述真空室(23)中安装有用于测定烟气温度的第二热电偶(22)，所述烟气冷却器(27)设置在真空室(23)的旁侧并与其连通，所述烟气冷却器(27)的出口端与负压抽风机(30)连接，所述真空室(23)的底部设置有排污管(25)，所述点火器(14)上设置有两个进气口，所述点火器(14)的第一进气口( 12)通过第一通气管(34)与助燃风机(I)连接，所述点火器(14)的第二进气口(13)通过第二通气管(35)连接有三通接头(8)，所述三通接头(8)的另两通孔分别与燃气瓶(4)和阻燃气瓶(5)连接。
2.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述加热保温炉(18 )中设置有用于加热保温的硅碳加热棒(17 )。
3.根据权利要求I或2所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述炉箅子(19)下方设置有控制烧结料层厚度的料层高度调节器(20)。
4.根据权利要求3所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述烟气冷却器(27)为水冷凝器，所述烟气冷却器(27)上设置有冷却水进水口( 26)和冷却水出水口( 28)。
5.根据权利要求4所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述烟气冷却器(27)通过冷却器支架(29)安装在地面上。
6.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述排污管(25)安装在真空室(23)底部设置的真空室基座(24)内。
7.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述点火器(14)的第一进气口(12)与助燃风机(I)连接的管路上设置有助燃风流量阀(2)和助燃风放散阀(3)。
8.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述燃气瓶(4)和阻燃气瓶(5 )上分别设置有控制气体流量的燃气减压阀(6 )和阻燃气减压阀(7 )。
9.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述烟气冷却器(27)与负压抽风机(30)连接的管路上设置有抽风风量调节阀(31)和抽风放散阀(32)。
10.根据权利要求I所述的外加热小型烧结中断实验炉，其特征在于所述保温炉调节盘(10)和点火器调节盘(9)安装在同一个支架杆(33)上，所述支架杆(33)的顶部还设置有用于固定第一通气管(34)和第二通气管(35)的通气管固定圈(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种外加热小型烧结中断实验炉。烧结管内设有炉箅子，烧结管外设有加热保温炉，加热保温炉上设有保温炉调节盘，点火器上设有点火器调节盘和第一热电偶，真空室设在烧结管底部，真空室中安装有第二热电偶，烟气冷却器设在真空室旁侧并与其连通，烟气冷却器出口端与负压抽风机连接，真空室底部设有排污管，点火器上设置有两个进气口，第一进气口通过第一通气管与助燃风机连接，第二进气口通过第二通气管连接有三通接头，三通接头的另两通孔分别与燃气瓶和阻燃气瓶连接。本实用新型可降低烧结管在烧结过程中的边缘效应，用于烧结中断实验可获得完整试样，为烧结机理研究、模型建立和中试实验及大生产提供可靠的数据和优化方案。
文档编号F27B17/02GK202792964SQ20122045360
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者肖志新, 陈令坤, 李勇波, 贾斌, 胡正刚 申请人:武汉钢铁(集团)公司