专利名称：微型球团矿焙烧实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种炼铁用的球团矿焙烧装置，特别是一种开发和优化铁精矿粉球团焙烧工艺研究的实验装置。
现有实验室用的球团焙烧装置有两类，一类是固定燃烧体式，又可分为单燃烧器式(见图2)和双燃烧器式(见图3)，另一类是移动焙烧体式(见图4)。这两类焙烧装置在使用过程中都存在着一定的问题，前者，由于燃烧器及热气引导管路的热容大，进入焙烧杯体的气流热滞后严重。后者，只消除了由加热转冷却时的热滞后现象，而加热时的热滞后仍然严重。另外这两类装置的焙烧杯体都是由金属壳体内砌耐火材料而成，杯体热容量大，加热时，大量吸收进入料层气流的热量，冷却时又向料层中的气流释放热量，由于这种热惯性的作用，造成靠近杯体壁面的球团矿烧不透，给实验取样带来麻烦，同时造成人力、物力的浪费。更为严重的是，由于“热滞后”与“热惯性”的影响，导致实验装置的热工状态与现场实际相比严重失真。
本实用新型的目的在于通过对组成焙烧装置的燃烧器和焙烧杯体结构的改变，以及使燃烧器与焙烧杯体同轴，来解决目前现有球团矿焙烧实验装置的热工状态与现场实际不符以及焙烧杯体内球团矿焙烧径向不均匀两大问题。
图1为微型球团焙烧实验装置的结构图，由燃烧器(1)、焙烧杯体(2)、支架(6)、底座(4)、燃烧器升降摆动机构(7)、压紧机构(3)等部分组成。在燃烧器靠支架的一侧，有一气体通道(5)兼作二次风的输入与鼓风冷却时废气的排放，在二次风管道上备有富氧通道。燃烧器与焙烧杯体同轴，煤气与一次风从燃烧器正上方输入。在焙烧杯体的正下方，有一废气排放出口，兼作鼓风冷却风的入口。煤气、一、二次风以及鼓风冷却风均以转子流量计量，在煤气，一次风、二次风以及冷却风的管道上均装有电磁阀，可快速切换气流方向。
图5为球团矿焙烧装置中燃烧器的结构图，由烧嘴、一次燃烧室(12)、二次燃烧与热气流稳定共用室(18)、内导气罩(15)、外导气罩(16)，以及二次风冷却室(14)等构成。
烧嘴位于燃烧器的正上方，其中心管一端带45°角的旋流片喷头(11)，另一端接煤气导管(8)，在中心管外套有一次风导管(10)。在喷头下端带有与喷头轴向垂直的径向煤气喷口，煤气从喷口喷出并与经过旋流片的一次风垂直交叉混合，喷口处煤气流速为12至180Nm／S，旋流片处空气流速为24至96Nm／S，喷头的底端呈锥形与一次风导管出口端平齐。
一次燃烧室(12)在烧嘴的正下方，二次燃烧室与一次燃烧室外导气罩(16)相接，在内导气罩(15)的内侧衬泡沫刚玉管，在刚玉管与导气罩之间充填轻质耐火绝热棉，两个燃烧室的高径比≥3.5。内导气罩头部有一锥角与水平方向的夹角为45°。外导气罩入口处收缩角为90°。在内、外导气罩外侧与燃烧器的上部壳体之间设有二次风对内、外导气罩外侧及上部壳体冷却的、使其经常处于低温的二次风冷却室。图中(13)为燃烧器上壳，(17)为定向螺母。
此结构的燃烧器由于。烧嘴的燃烧能力可调范围大(2－31Kw)，且可无级调节，一燃室与二燃、热气流稳定共用室均采用特殊耐火绝热材料制造，加上燃烧室与焙烧杯体同轴，无专门热气流传输管道。因此，燃烧器热容量极小，故而其出口温度调节灵敏(2000－3000℃／分)，出口热气流温度从200至1400℃间无级可调。出口气流温度分布均匀。
图6为焙烧杯体的结构图，金属外壳(22)下部装有下密封法兰(23)、(24)，炉篦(25)上部装有上密封法兰(20)，内衬泡沫刚玉管(19)，在泡沫刚玉管与金属外壳之间充填有高温耐火纤维棉，在金属外壳上装有测温取气口(21)。实验时，在入口气流温度与流速均匀的条件下，由于大大减小了热惯性的作用，从而消除了球团矿焙烧径向不均匀的现象。
图7表示了本微型球团矿焙烧实验装置的工作流程。实验时，将球团矿试样放入焙烧杯体(2)内，点燃燃烧器(1)，将其出口温度(通过计录仪(26)测定)，流速(通过流量计(41)、(42)、(43)、及(44)计量)以及氧含量(通过测氧仪(27)测定)调整到所需值后，将燃烧器，通过升降摆动机构，扣上焙烧杯体，降下燃烧器，使之与焙烧杯体完全密封(若杯体内气压过大，可加上压紧机构)。此时即对球团矿进行干燥，随后根据焙烧制度的要求，分别调节阀门(34)、(35)、36及37，以控制燃烧器出口气流温度，流速及氧含量，对球团矿进行预热，焙烧与预热。均热结束时，打开电磁阀(33)，同时关闭电磁阀(28)、(29)及(32)，打开阀门(31)，关闭(30)及(39)，对焙烧杯中球团进行鼓风冷却，直至实验结束。图中(38)为煤气阀门，(40)为鼓风机。利用本装置可保证焙烧杯中的球团矿得到均匀焙烧。然后考察焙烧后的球团矿质量，根据质量与实验焙烧制度的关系，找出合理的实验焙烧制度。最后，利用HK－02软件包，输入实验焙烧制度，消除规模干扰，获得实际工艺制度，从而免去了工业性试验。
总之本实用新型由于发明了独特的燃烧器，新的焙烧杯体结构以及彻底改变了燃烧器与焙烧杯体之间的布局，大大缩小了焙烧杯体的直径，从而使得1.消除了加热气流的“热滞后”，为严格控制实验焙烧制度提供了精确的手段。
2.最大限度地减少了焙烧杯体的“热惯性”为实验焙烧制度与实际焙烧制度的同步化提供了手段。
3.本发明的燃烧器燃烧功率可调范围大(≥15倍)出口热气温度可调范围广(200－1400℃)且无级可调，这为实验者根据实验需要任意控制实验焙烧制度提供了精确而又灵活的方法。
图1是微型球团焙烧实验装置的结构图图2是传统单燃烧器式焙烧实验装置示意图图3是双燃烧器式焙烧实验装置示意图图4是移动焙烧杯体式焙烧实验装置示意图图5是燃烧器结构图图6是焙烧杯体结构图图7是微型球团矿焙烧实验装置工作流程图。
权利要求1.一种球团矿焙烧实验装置，包括燃烧器(1)、焙烧杯体(2)、燃烧器升降机构(7)、压紧机构(3)，其特征在于燃烧器与焙烧杯体同轴相接，燃烧器中有二次燃烧与热气流稳定共用室，在燃烧器靠支架一侧有一气体通道(5)，在燃烧杯体的正下方有一废气排放出口，一、二次风、以及鼓风冷却风的管道上均装有电磁阀。
2.如权利要求1所述的焙烧实验装置，其特征在于燃烧器烧嘴的中心管一端带45度角的旋流片喷头(11)，另一端接煤气导管(8)，在中心管外套有一次风导管(10)，在喷头下端带有与轴向垂直的径向煤气喷口，喷头的底端呈锥形，并与一次风导管出口端平齐。
3.如权利要求1、2所述的焙烧实验装置，其特征在于内导气罩(15)头部有一锥角，与水平方向的夹角为45°，其内侧衬泡沫刚玉管，在刚玉管与导气罩之间充填轻质耐火绝热棉，两个燃烧室高径比≥3.5。在内、外导气罩与上壳体之间有一利用二次风对其进行冷却，并使之常处低温的冷却室。
4.如权利要求1所述的焙烧实验装置，其特征在于焙烧杯体的金属壳体(22)上、下部装有密封法兰(20)、(23)、(24)，及测温取气口(21)，内衬泡沫刚玉管(19)，在泡沫刚玉管与金属外壳之间填充高温耐火纤维棉。
专利摘要本实用新型涉及一种球团矿焙烧工艺研究的微型实验装置。通过对组成焙烧装置的燃烧器和焙烧杯体结构的改变，以及使燃烧器与焙烧杯体同轴，消除了燃烧器“热滞后”，减轻了燃烧杯体的“热惯性”现象，保证了焙烧杯体中的球团矿均匀焙烧，使球团矿焙烧实验装置的热工状态逼近现场实际，增强了从实验中获得的焙烧工艺参数的可靠性。最后通过计算机软件包(HK—02)计算，直接由实验焙烧工艺参数获得现场焙烧工艺参数，从而免去了工业性实验。
文档编号F27B21/00GK2119630SQ9022166
公开日1992年10月21日 申请日期1990年10月10日 优先权日1990年10月10日
发明者黄典水, 孔令坛 申请人:北京科技大学