一种铁矿石软化温度测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于炼铁技术领域，特别涉及一种铁矿石软化温度测定仪。
【背景技术】
[0002] 铁矿石软化温度测定仪是用来测定铁矿石(或烧结矿)在还原过程中的软化开始 温度和软化区间的仪器。矿石的软化温度高低，软化区间宽窄，对高炉内料柱的透气性以及 矿石的还原过程都有很大影响。因此，它是含铁矿物原料的重要冶金性能之一。
[0003] 目前采用的其它测定铁矿石软化性能的实验装置有铁矿石高温还原熔滴试验装 置，该设备电气与机械运转结构复杂，炉外壳及炉顶部位还需通循环水冷却，维护、保养工 作不易。同时还需要一台煤气发生炉配套使用，实验操作过程复杂繁琐，实验过程不够直 观。另外整套实验设备价格较高(约30万元），实验用耗材价格也较高。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种铁矿石软化温度 测定仪，具有结构简单、运转灵活、检测快速、准确可靠、调节方便、使用维修费用低等特点。
[0005] 为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0006] -种铁矿石软化温度测定仪，包括测试支架，在测试支架上安装有压下杆4，压下 杆4由横杆和纵杆连接组成，其中，横杆的一端与测试支架通过滑动方式连接，另一端连接 纵杆的顶端，百分表6的测量头连接在横杆上，所述纵杆上设置有配重块5,纵杆的下部插入 碳化硅炉2的坩埚3中，温控仪1的热电偶7设置在坩埚3内对其温度进行测量。
[0007] 与现有技术相比，本实用新型结构简单，运转灵活。测出的数据准确可靠，测出的 结果耗时少;仪器的维修费用低，测定时消耗费用低;操作人员容易掌握。
【附图说明】
[0008] 图1是本实用新型结构不意图。
[0009] 图2是本实用新型实施例中三种矿样软化温度曲线示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
[0011] 如图1所示，本实用新型一种铁矿石软化温度测定仪，包括测试支架，在测试支架 上安装有压下杆4,压下杆4由横杆和纵杆连接组成，其中，横杆的一端与测试支架通过滑动 方式连接，另一端连接纵杆的顶端，百分表6的测量头连接在横杆上，所述纵杆上设置有配 重块5,纵杆的下部插入碳化硅炉2的坩埚3中，温控仪1的热电偶7设置在坩埚3内对其温度 进行测量。
[0012] 其中：
[0013] 碳化娃炉
[0014] 碳化硅炉由炉壳，耐火材料、保温材料、4根规格为Cp8x18〇x 150mm的硅碳棒 和内径为35mm刚玉炉管，铂铑1Q-铂热电偶等部分组成。刚玉炉管可以作为坩埚3使用，或者 将坩埚3置入刚玉炉管中。
[0015] 碳化硅电热元件(硅碳棒），可在氧化和还原气氛中使用，一般在1450 °C以下(本仪 器测定软化温度时，常用1350°C以下）。耐火、保温材料选用Al2〇3泡沫砖及矿渣棉。
[0016] 该炉升温平稳速度快，保温性好，测温准确具有能长时间连续测试多组试样的能 力。该炉还配有小轮，能任意移动，可与其它设备配合，作高温加热炉。
[0017] 碳化硅炉采用WZk可控硅温度调节器作为炉温控制系统，WZk可控硅温度调节器由 XCT-190型动圈式温度指示调节仪，Zk-1可控硅电压调整器，Zk-1触发脉冲发生单元和Zk-1 可控硅主回路单元等部分组成。它具有寿命长、控制精度高，无触点等优点。在800°C以后严 格控制每分钟温升在5°C以内，保证试样加热的均勾性。其技术参数:输出电压:0-200V;输 出功率:配50A可控桂，可达10KVA;仪表精度：10级。
[0018] 测试支架选用角钢、钢管等金属材料制成，具有稳定，牢固受外界干扰小等优点。 百分表6的设定范围0-100%，工作环境温度0-50°C，设定误差〈士 1.000。
[0019] 本实用新型模拟高炉内的工作环境，如温度场，还原气氛，矿石单位表面积所承受 到的荷重为〇.196133Mpa/cm2等。荷重和压下杆7可在矿样加热时随矿样体积的膨胀和收缩 上下位移，其位移距离由百分表显示出来。由热电偶7通过可控硅温度控制器的上的动圈 表，显示出矿样被加热达到的温度，即可求得铁矿石或烧结矿的软化温度。
[0020] 铁矿石软化温度实质上包含矿石开始软化和软化终止的温度，软化区间（即软化 温度范围)这三个内容。矿样放入坩埚3后置于炉内加热，达到一定温度时，矿样表面开始软 化粘结时的温度(或矿样体积开始收缩。即试样高收缩4%时的温度)记为开始软化温度。在 继续加热条件下矿粒互相粘合成熔融状态，这时体积有较大的收缩，试样体积收缩为整个 试样高的40%时的温度记为软化终点温度。软化终点温度与软化开始温度之间的温度差值 即软化区间。
[0021] 测定时，将压下杆4的横杆与百分表6(0~10mm)的测量头联接，顺时针转动配重块 5调整横杆与百分表测量杆的距离，调整至百分表6的长针与短针都为"0"值。
[0022] 当碳化硅炉2升温至一定温度，达到坩埚3内矿样软化开始条件时，收缩至原试样 高度4%，即试样高度下降1mm，百分表测量杆随横杆下降，即百分表长针逆时针转一圈回到 "0"点，百分表短针顺时针旋转至"9"这个位置。
[0023]随着碳化硅炉2温度继续上升，矿样继续软化收缩至原试样高度40 %，即试样高度 下降10_为软化终止，此过程中百分表长针逆时针转十圈回到"0"点，百分表短针顺时针旋 转从"9"这个位置旋转至"0"位置。实验过程中矿样受热胀冷缩原理的影响，百分表长针顺 时针旋转至某位置时，表明矿样有膨胀的现象，待长针回到"〇"位，并逆时针转至终点时即 软化过程开始记录。
[0024]更具体的测试方法如下：
[0025] 1.1实验方法
[0026] 将盛矿样的坩埚3放置在碳化硅炉2内的高温区，矿样粒度选l-2mm或3-5mm均可， 为了进行几种矿物软化温度比较，测定这些矿物软化温度时矿样粒度应取一致。给矿样表 面加荷重〇.196133MPa即（2kg/cm 2)，升温速度由可控硅控制器控制，在800°C以后严格控制 每分钟温升在5°C以内，保证试样加热均匀。测定开始软化温度时，由于试样受热热膨胀或 压紧因此百分表指针向两个不同方向移动，在加热后压下杆4压下距离生4% (即整个试样 高的4 % )为软化开始温度。压下距离40 %时的温度，为软化终止温度。
[0027] 1.2试验程序
[0028] (1)将粒度为l-2mm或3-5mm的矿样装人坩埚3内振动，使之紧密，料层高度25mm。 [0029] (2)将炉膛温度升至800°C时，将装有矿样的坩埚3放入炉内，在矿面上安置好压下 杆4并与百分表6连接，将百分表指针(长针、短针)调节零位。测定软化温度时，由于试样受 膨胀或荷重压紧，因而膨胀时百分表指针顺时针转，收缩时(压下杆下降时)逆时针转。
[0030] (3)-般在加热后压下杆4压下距离4% (即整个试样高的4%，百分表逆时针转第 一圈终点时)为软化开始温度，压下距离40%即试样高10mm)为软化终点温度。
[0031] (4)计算出软化开始温度与软化终点温度的差值At = t终一〖始，即软化温度区间。 [0032] (5)待炉内温度降至800°C时，取出坩埚将第二矿样装入重复实验。
[0033] (6)记录下每一个矿样收缩数值和所对应温度值，作出矿样的软化过程曲线。 [0034] 1.3试验结果 [0035] 1.3.1
[0036] 本试验选用粒度为l-2mm的烟台球团矿，武钢烧结矿、江宁云台山矿(天然矿)在相 同条件下进行测试。三种矿石成份如(表1)。
[0037]表1矿样化学成份（％)
[0039] 1.3.2
[0040] 依据前述实验方法及程序，测出三种矿样软化温度(表2)并绘出软化温度曲线，如 图2所示。
[00411表2矿样软化温磨（°C)
[0043] 1.3.3
[0044] 试验数据表明，烧结矿和球团矿软化温度区间窄，一般为80_90°C，天然矿较大，为 150-220°C。矿石的软化性状与矿石品位，脉石数量及组成有关。试验数据还表明，品位高， 脉石少，Ca0/Si0 2高的矿石软化开始和终了温度高，但对软化温度区间影响不大。试验测定 出的软化温度主要与下列因素有关:坩埚直径与压杆底部直径之间的比例，矿粒荷重，矿石 粒度，炉内气氛等。在保持上述条件固定不变时，获得的相对软化温度，才可供分析研究之 用。
[0045] 经过不断试验改进该仪器设备具有如下特点：
[0046] (1)仪器的结构简单，运转灵活。测出的数据准确可靠，测出的结果耗时少。
[0047] (2)仪器的维修费用低，测定时消耗费用低。
[0048] (3)操作人员容易掌握。
[0049]该仪器特别适用于学校作为专业实验教学仪器及小型厂矿企业，测试设备。该仪 器经过反复测试，运转正常各项技术指标均达到设计要求。
【主权项】
1. 一种铁矿石软化温度测定仪，包括测试支架，其特征在于，在测试支架上安装有压下 杆(4)，压下杆(4)由横杆和纵杆连接组成，其中，横杆的一端与测试支架通过滑动方式连 接，另一端连接纵杆的顶端，百分表(6)的测量头连接在横杆上，所述纵杆上设置有配重块 (5)，纵杆的下部插入碳化硅炉（2)的坩埚(3)中，温控仪（1)的热电偶(7)设置在坩埚(3)内 对其温度进行测量。2. 根据权利要求1所述铁矿石软化温度测定仪，其特征在于，所述碳化硅炉（2)配置可 控硅温度调节器作为炉温控制系统。
【专利摘要】一种铁矿石软化温度测定仪，包括测试支架，在测试支架上安装有压下杆，压下杆由横杆和纵杆连接组成，其中，横杆的一端与测试支架通过滑动方式连接，另一端连接纵杆的顶端，百分表的测量头连接在横杆上，所述纵杆上设置有配重块，纵杆的下部插入碳化硅炉的坩埚中，温控仪的热电偶设置在坩埚内对其温度进行测量，本实用新型结构简单，运转灵活，测出的数据准确可靠，测出的结果耗时少；仪器的维修费用低，测定时消耗费用低；操作人员容易掌握。
【IPC分类】G01N25/04
【公开号】CN205352978
【申请号】CN201620085043
【发明人】鲁路, 杨双平, 池延斌, 王超, 王苗
【申请人】西安建筑科技大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月28日