一种改进的烧结杯试验装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种改进的烧结杯试验装置，包括烧结杯、点火系统和抽风除尘系统，所述烧结杯与真空室通过隔板沿周向对应分隔为2～4个独立区域，每个区域内分别设热电偶；烧结杯箅条为活动箅条，且位于中心部位的箅条间隙大于边缘部位的箅条间隙；烧结杯每个区域的顶部均可拆卸地设置有挡料盖；烧结杯每个区域的杯体外壁上均沿高向设置刻度，且沿高向每隔150～200mm设有1个热电偶。采用本实用新型进行试验，多组烧结混合料可经一次烧结实验完成烧结，减少重复试验次数，进而提高铁矿石烧结试验的效率、可比性和模拟效果，降低劳动强度；同时可以方便地测算燃烧带移动速度，准确判定烧结终点，提高烧结矿质量。
【专利说明】
-种改进的烧结杯试验装置
技术领域
[0001] 本实用新型设及烧结试验技术领域，尤其设及一种改进的烧结杯试验装置。
【背景技术】
[0002] 烧结是铁矿粉造块的主要方法之一，它不仅可W将粉矿造块供高炉冶炼，还可W 改善铁矿石的冶金性能。随着烧结含铁原料品种日益增多，烧结优化配矿、低成本配矿显得 更加重要。
[0003] 为了研究和掌握铁矿粉烧结基础特性，测试烧结矿的各种物理性能，需要进行烧 结杯试验。烧结杯实验装置是模拟实际生产而建立的小型模拟化装置，是开展铁矿石烧结 性能评价、烧结配矿优化、烧结工艺参数优化W及提高烧结矿产质量技术研究的重要试验 手段。利用烧结杯可W模拟烧结生产工艺的全过程，先将炉篇条安装在烧结杯的底部，再将 烧结混合料布到烧结杯中，料面上端与烧结杯口平齐，然后将点火器移至烧结杯的上方进 行点火，同时烧结杯底部开始抽风，点火结束后按试验要求调节烧结杯底部的抽风压力，点 火后的混合料开始由上而下烧结，烧结过程结束后对烧结矿进行检测分析，得到模拟烧结 机工况的烧成率、转鼓强度、固体燃耗、利用系数等工艺技术指标。烧结杯实验装置装配水 平，对准确模拟烧结生产过程，有效指导烧结生产具有至关重要的作用。
[0004] 现有烧结杯试验装置只有一个烧结杯，并且烧结杯炉膛内只有一空间，每次只能 做一种烧结混合料的烧结试验，而且料层高度不便于调节。使用现有烧结杯装置进行实验 存在如下问题：
[0005] 1)每次进行烧结矿的配矿方案选择时，都要做大量的平行实验，W保证实验数据 的精度；
[0006] 2)对于每个备选配矿方案的试验次数多，由于受单个烧结杯试验不稳定性的干 扰，可能会影响试验结果，导致最终选择的配矿方案不是最佳；
[0007] 3)不同种类烧结混合料进行烧结不能一次完成，需要多次烧结杯试验;每次烧结 试验都受烧结装置本身影响，导致最佳工艺参数的确定没有很强的依据。
[0008] 总之使用现有烧结杯试验装置进行烧结优化配矿选择时，每次都需要做大量平行 试验，运样不仅造成实验量大，各种材料消耗增加，劳动强度大等问题，而且实验结果的重 现性、稳定性、可比性和模拟效果差。
[0009] 申请号为200920014855.4的中国专利公开了 "一种铁矿石烧结实验装置"，该装置 由烧结杯及其点火罩、煤气风机、助燃风机和抽风风机组成，点火罩位于烧结杯的顶端，通 过煤气管道和助燃风管道分别与煤气风机和助燃风机相连，烧结杯及其点火罩为2个W上， 与各管道并联。本专利所述试验装置，可W把几种烧结混合料烧结试验一次完成，提高试验 效率，但并不能保证每种烧结混合料的试验设备条件完全一致，进而去除试验设备对烧结 矿质量的影响，而且需要建造2个W上烧结杯、点火装置及其相对应的管网系统，因而投资 较大，建造复杂。
[0010] 申请号为201120416520.2的中国专利公开了 "一种抑制烧结杯边缘效应环"，是一 个厚度为20mm~30mm，宽度为内径6%8%，外径与烧结杯内径相同的环状装置。在烧结试验 过程中，由于大颗粒物料在边缘的偏聚和烧结杯杯壁与物料的间隙会使大量气体由烧结杯 杯壁附近通过，造成边缘部位烧结矿强度差，影响试验的可重复性。利用该环状装置，可W 使边缘物料孔隙度W及物料与杯壁间隙变小，一定程度抑制边缘效应，但该环状装置也减 少了有效抽风面积，影响烧结杯中边缘W外烧结矿的质量。
[0011] 申请号为201110271645.5的中国专利公开了" 一种研究解剖烧结过程的试验装置 及其使用方法"，该装置包括烧结杯体，其特征是：圆柱型套筒内置于烧结杯体内的炉篇条 上，圆柱型套筒由两个半圆柱型套筒组合而成，圆柱型套筒的高度为放置于烧结杯体内炉 篇条上后，与烧结杯口平齐，圆柱型套筒中间设置隔板，半圆柱型套筒的底部均对称的设置 支耳，套筒炉篇条放置在支耳上;利用上述装置和该实用新型所述方法可W得到完整的烧 结饼供解剖和显微镜观察分析，但该装置具有如下缺陷：1)每次试验圆柱套筒都必须放进 和拿出烧结杯体内，套筒壁上无法安装热电偶，其下部真空室也不能进行相应分割，因而即 使套筒中设有隔板，也不能一次试验完成两种烧结混合料的烧结;2)每次进行试验都需要 在套筒和烧结杯间隙填充沙子，沙子容易被抽进管道，影响风机寿命;3)该装置有两层算 条，装料过程使烧结杯算条和套筒算条不可能完全平行，影响料层透气性，综上所述该装置 操作复杂，试验效率较低，结果重现性差。
【发明内容】
[0012] 本实用新型提供了一种改进的烧结杯试验装置，多组烧结混合料可经一次烧结实 验完成烧结，减少重复试验次数，进而提高铁矿石烧结试验的效率、可比性和模拟效果，降 低劳动强度;同时可W方便地测算燃烧带移动速度，准确判定烧结终点，提高烧结矿质量。
[0013] 为了达到上述目的，本实用新型采用W下技术方案实现：
[0014] -种改进的烧结杯试验装置，包括烧结杯、点火系统和抽风除尘系统，点火系统位 于烧结杯上部，烧结杯底部设真空室与抽风除尘系统相连;所述烧结杯与真空室通过隔板 沿周向对应分隔为2~4个独立区域，每个区域内分别设热电偶;烧结杯算条为活动算条，且 位于中屯、部位的算条间隙大于边缘部位的算条间隙;烧结杯每个区域的顶部均可拆卸地设 置有挡料盖;烧结杯每个区域的杯体外壁上均沿高向设置刻度，且沿高向每隔150~200mm 设有1个热电偶。
[0015] 所述烧结杯的横截面为圆环形，内径为300~450mm，高度为700~1000mm。
[0016] 所述隔板的材质为双层含化铸铁，内部填充保溫棉，总厚度为20~30mm;隔板沿烧 结杯或真空室周向均匀分布。
[0017] 所述烧结杯算条中屯、部位算条间隙为9~11mm，边缘部位算条间隙为7~9mm。
[0018] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0019] 1)多组烧结混合料可经一次烧结实验完成烧结，减少重复试验次数，进而提高铁 矿石烧结试验的效率、可比性和模拟效果，降低劳动强度；
[0020] 2)同时可W方便地测算燃烧带移动速度，准确判定烧结终点，提高烧结矿质量。
【附图说明】
[0021 ]图1是本实用新型的结构示意图。
[0022] 图2是本实用新型的立面局部剖视图。（分隔为2个区域）
[0023] 图3是本实用新型实施例所述烧结杯的顶视图一。（分隔为2个区域）
[0024] 图4是本实用新型实施例所述烧结杯的顶视图二。（分隔为4个区域）
[0025] 图中：1.点火系统2.烧结杯3.热电偶4.真空室5.抽风除尘系统6.隔板7.算 条8.挡料盖9.螺栓
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明：
[0027] 见图1-图4,是本实用新型的结构示意图。本实用新型一种改进的烧结杯试验装 置，包括烧结杯2、点火系统1和抽风除尘系统5,点火系统1位于烧结杯2上部，烧结杯2底部 设真空室4与抽风除尘系统5相连;所述烧结杯2与真空室4通过隔板的往周向对应分隔为2~ 4个独立区域，每个区域内分别设热电偶3;烧结杯算条7为活动算条，且位于中屯、部位的算 条间隙大于边缘部位的算条间隙；烧结杯2每个区域的顶部均可拆卸地设置有挡料盖8;烧 结杯2每个区域的杯体外壁上均沿高向设置刻度，且沿高向每隔150~200mm设有1个热电偶 3。
[002引所述烧结杯2的横截面为圆环形，内径为300~450mm，高度为700~1000mm。
[0029] 所述隔板6的材质为双层含化铸铁，内部填充保溫棉，总厚度为20~30mm;隔板的往 烧结杯2或真空室4周向均匀分布。
[0030] 所述烧结杯算条7中屯、部位算条间隙为9~11mm，边缘部位算条间隙为7~9mm。
[0031 ]采用本实用新型一种改进的烧结杯试验装置进行烧结杯试验的方法如下：
[0032] 1)每次试验可向烧结杯2中同时加装2-4组烧结混合料，每组烧结混合料可W相 同，也可W不同；根据加装烧结混合料的组数，在烧结杯2及真空室4内分别安装隔板6分隔 出对应数量的区域，并将隔板6用螺栓固定；
[0033] 2)烧结杯2及真空室4对应分割区域内分别安装热电偶3;其中真空室4每个分割区 域内设置1个热电偶3,烧结杯2每个分割区域沿高向每隔150~200mm设1个热电偶3;
[0034] 3)分别在烧结杯2分隔后的各区域内装入烧结混合料，并在各区域顶部装上挡料 盖8;移动点火罩到烧结杯2上部，点火抽风烧结；点火溫度为900°C~1000°C，点火时间为 2min~3min，抽风负压为llkPa~15kPa;
[0035] 4)根据烧结杯2内每个热电偶3的测溫数据及对应热电偶3的高度，测算烧结料层 的溫度变化，根据烧结料层的溫度变化和真空室4内热电偶3测得的废气溫度判定烧结是否 到达终点；
[0036] 5)烧结过程结束后分别倒出每组成品烧结矿，倒料时，在其它有烧结矿的区域顶 部加装挡料盖8，防止混料，然后对各组烧结矿分别破碎后进行烧结矿检测分析。
[0037] 如图3及图4所示，烧结杯2内壁设有用于安装隔板6的隔板槽，隔板6置于隔板槽内 并通过螺栓固定。真空室4内的隔板6焊接于真空室4内壁上，挡料盖8通过螺栓9固定在烧结 杯2的上表面。算条7安装在烧结杯2底部的算条槽内（如图2所示）
[0038] W下实施例在W本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式 和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方 法如无特别说明均为常规方法。
[0039] 【实施例1】
[0040] 本实施例中，烧结杯2内径为350mm，高度为800mm，其内部设有隔板6，隔板6把烧结 杯2内部均匀分割成A区域和B区域，如图3所示;隔板6厚度为25mm，由双层含化铸铁铸造，内 部填充保溫棉。
[0041] 烧结杯2内壁设有用于安装隔板6的隔板槽，隔板6通过螺栓和螺母固定于隔板槽 内；烧结杯2每个分割区域的杯体外壁上设有刻度，沿其高度方向每隔160mm设有热电偶3; 烧结杯2底部真空室4设有隔板6,隔板6焊接于真空室4内壁上，把真空室4相应的分成两个 区域，每个分割区域设有热电偶3;烧结杯算条7为活动算条，其中屯、部位算条间隙为10mm， 边缘部位算条间隙为8mm，安装于烧结杯2底部算条槽内。
[0042] 按照烧结配矿方案进行配料，烧结混合料混匀后分成3组。其中1组混合料用传统 烧结杯进行烧结试验，另2组混合料分别布入本实用新型所述烧结杯内部A区域和B区域;移 动点火罩到烧结杯2顶部，打开点火系统1中的煤气控制阀、助燃风机W及抽风除尘系统5中 的抽风机进行点火抽风烧结；点火溫度为950°C，点火时间为2min，抽风负压为13kPa;根据 烧结杯2杯体上每个热电偶3的测溫结果及其所在的高度，测算烧结料层溫度变化;根据烧 结料层溫度变化和真空室4内废气溫度判定烧结是否到达终点;烧结过程结束后，在烧结杯 2的B区域顶部装上挡料盖8,倒出A区域中的成品烧结矿A，然后拆下挡料盖8倒出B区域的成 品烧结矿B，对烧结矿A及烧结矿B分别进行破碎，然后进行烧结矿检测分析，检测结果如表1 所示。
[0043] 表1烧结试验指标
[0044]
[0045] 由表1可知，用本实用新型所述改进的烧结杯装置进行烧结试验所得烧结矿A和烧 结矿B的烧结指标，与传统烧结杯进行烧结试验所得烧结矿的烧结指标在试验误差范围内 一致，但本实用新型一次烧结试验过程相当于采用传统装置进行两次平行烧结试验，试验 效率提高一倍。
[0046] 【实施例^
[0047] 本实施例中，烧结杯2内径为400mm，高度为1000mm，其内部设有隔板6,隔板6把烧 结杯2内部均匀分割成C区域、D区域、E区域和F区域(如图4所示）；隔板6厚度为30mm，由双层 含化铸铁铸造，内部填充保溫棉。
[0048] 烧结杯2每个分割区域的杯体外壁上设有刻度，沿其高度方向每隔200mm设有热电 偶3;烧结杯2底部真空室4设有隔板6，隔板6焊接于真空室4内壁上，把真空室4相应的分成 四个区域，每个区域设有热电偶3;算条7为活动算条，其中屯、部位算条间隙为9mm，边缘部位 算条间隙为7mm，安装于烧结杯2底部算条槽内。
[0049] 在铁料一致的条件下，研究碱度变化对烧结矿质量的影响，烧结混合料的碱度分 别设为1.8、1.9、2.0和2.1四个水平。按照烧结配矿方案进行配料，并将4组烧结混合料分别 混匀后装入本实用新型所述烧结杯2的C区域、D区域、E区域和F区域中。
[0050] 移动点火罩到烧结杯2顶部，打开点火系统1中的煤气控制阀、助燃风机和抽风除 尘系统5中的抽风机进行点火抽风烧结，点火溫度为1000°C，点火时间为2.5min，抽风负压 为14kPa;根据烧结杯2杯体上每个热电偶3的测溫结果和其所在的高度，测算烧结料层溫度 变化;根据烧结料层溫度变化和真空室4废气溫度判定烧结是否到达终点；烧结过程结束 后，在烧结杯2的D、E、F区域顶部分别装上挡料盖8,先倒出C区域内的成品烧结矿C，然后依 次拆卸下D、E、F区域的挡料盖8并倒出对应区域的成品烧结矿D、成品烧结矿E和成品烧结矿 F，对4组成品烧结矿分别进行破碎，然后进行烧结矿检测分析，结果如表2所示。
[0051] 表2烧结试验指标
[0化2]
[0053] 由表2可知，烧结矿的转鼓强度和成品率随着碱度提高先增加后降低，在碱度2.0 时取得最优值，分别为71.0 9 %和6 7.4 8 % ;烧结利用系数在碱度为1.9时取得最佳值 1.552*/(1112.}1)，烧结燃耗在碱度为2.0时取得最佳值52.4化旨八。利用本实用新型所述烧结 杯试验装置，4组烧结混合料在一次试验中同时完成烧结，完全去除了设备因素和工艺参数 对试验结果的影响，得出适合该烧结混合料的碱度为2.0。
[0054] 利用本实用新型所述烧结杯试验装置，不仅增加了烧结试验的可比性和模拟效 果，而且提高了烧结试验的效率，减轻了劳动强度。
[0055] W上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型掲露的技术范围内，根据本实用 新型的技术方案及其实用新型构思加 W等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范 围之内。
【主权项】
1. 一种改进的烧结杯试验装置，包括烧结杯、点火系统和抽风除尘系统，点火系统位于 烧结杯上部，烧结杯底部设真空室与抽风除尘系统相连;其特征在于，所述烧结杯与真空室 通过隔板沿周向对应分隔为2~4个独立区域，每个区域内分别设热电偶;烧结杯箅条为活 动箅条，且位于中心部位的箅条间隙大于边缘部位的箅条间隙；烧结杯每个区域的顶部均 可拆卸地设置有挡料盖;烧结杯每个区域的杯体外壁上均沿高向设置刻度，且沿高向每隔 150~200mm设有1个热电偶。2. 根据权利要求1所述的一种改进的烧结杯试验装置，其特征在于，所述烧结杯的横截 面为圆环形，内径为300~450mm，高度为700~1000mm。3. 根据权利要求1所述的一种改进的烧结杯试验装置，其特征在于，所述隔板的材质为 双层含Cr铸铁，内部填充保温棉，总厚度为20~30mm;隔板沿烧结杯或真空室周向均匀分 布。4. 根据权利要求1所述的一种改进的烧结杯试验装置，其特征在于，所述烧结杯箅条中 心部位箅条间隙为9~11mm，边缘部位箅条间隙为7~9mm。5. 根据权利要求1所述的一种改进的烧结杯试验装置，其特征在于，所述烧结杯箅条上 开设的箅条孔为矩形孔，中心部位箅条孔边长为8~10mm，边缘部位箅条孔边长为5~7mm。
【文档编号】G01N25/02GK205449840SQ201620153124
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月29日
【发明人】张辉, 周明顺, 刘帅, 翟立委, 刘杰, 徐礼兵
【申请人】鞍钢股份有限公司