一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，将含铁原料磨碎后压制成块状作为试样；将试样放入模拟气基还原、成渣的环境中，进行气基还原实验；同时实时记录还原过程中试样的失重和尾气成分数据；待气基还原实验结束后，对试样进行高温成渣实验，试样经高温熔融滴落后通过水淬方法以保存其高温晶体结构。本发明方法解决现有的实验方法及装置无法满足过程检测和后期取样要求，以及采用不同的设备来研究含铁原料的还原性和成渣特性，存在操作不方便等问题，根据高炉本身是连续生产过程的原理，结合软熔带内含铁原料气基还原、成渣过程密切相关，创造性的提出本发明方法来研究含铁原料还原对成渣的影响规律。本发明还提供了实现上述方法的实验装置。
【专利说明】一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法及装置
【技术领域】[0001]本发明涉及冶金工程【技术领域】，尤其涉及一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，以及一种实现该方法的装置。
[0002]
【背景技术】
[0003]测定烧结矿、球团矿、块矿等含铁原料的冶金性能是冶金工程实验中一项重要研究内容，其有助于指导炼铁过程，特别是高炉炼铁过程选择适宜的炉料结构以达到降本增效的目的。概括而言，含铁炉料的冶金性能通常主要包括还原性、低温还原粉化性、荷重还原软化-熔融滴落性等，并且各冶金性能检测的实验方法及装置较为独立。与此相对的是，高炉炼铁过程实际上是一个连续的系统，不同冶金性能之间并非相互独立，反而通过彼此间相互作用共同影响炉况的顺行。因此，有必要开发一种相对更为综合、兼顾含铁原料不同冶金性能间相互关系的实验方法及装置。
[0004]高炉冶炼过程中，软熔带作为炉内“承上启下”的关键区域，影响着煤气流的二次分布和高炉渣的初步形成，研究并掌握高炉软熔带的形成机理及影响因素对于实际生产有着重要的指导意义。就软熔带内部而言，含铁原料同时参与还原和成渣反应，涉及到其还原性、荷重还原软化-熔融滴落性等冶金性能，特别是两者间的相互作用关系对于解析软熔带特征至关重要。就现有的检测手段而言，含铁原料的还原性主要采用国家标准GB/T 13241-91所述的实验方法及装置来测试，而荷重还原软化-熔融滴落性的测试并未有相关的国内或国际标准，更为重要的是目前缺乏相应的实验方法及装置以研究考察上述两种冶金性能间的相互作用关系。除此以外，就现有针对含铁原料冶金性能检测的实验方法及装置而言，其主要存在以下几点不足::由于试样所要求的粒度较大，固体颗粒反应物层内扩散和产物层外扩散成为限制性环节易影响对试样冶金性能的测量；！:由于单次试样量较多，各颗粒处于不同的实验环境，所造成冶金性能的差异增大了实验后期取样工作的难度-X高温实验后，试样主要靠气体冷却，较低的冷却速率不利于保存高温条件下的炉渣结构；:?单天平测量要求试样、吊篮和金属丝的总质量不能超过天平的量程，在一定程度上限制未来对测量系统的进一步开发。综上所述，围绕研究含铁原料在高炉软熔带内的还原、成渣行为及其相互作用，现有的实验方法及装置无法满足过程检测和后期取样要求。
[0005]
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的主要在于提供一种实验方法以研究含铁原料还原性与成渣性(即软熔-滴落性)的相互作用关系，解决现有的实验方法及装置无法满足过程检测和后期取样要求，以及需要采用不同的设备来研究含铁原料的还原性和成渣特性，存在结构复杂、操作不方便的问题。
[0007]此外，本发明还提供实现含铁原料气基还原、成渣过程实验方法的装置。
[0008]为实现上述目的，本发明采用如下技术手段:
一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)将含铁原料磨碎后压制成块状作为试样；
2)将试样放入模拟气基还原、成渣的环境中，进行气基还原实验；同时实时记录还原过程中试样的失重和尾气成分数据；其中，还原气体成分、反应温度和反应时间进行根据气基还原实验要求设定；
3)待气基还原实验结束后，对试样进行成渣实验，试样经高温熔融滴落后通过水淬方法以保存其高温晶体结构；其中，气体成分、反应温度的升温速率根据高温成渣实验要求设定。
[0009]所述步骤3)设定的气体成分取决于实验方案，若设置为惰性气氛(包括但不限于N2, He)，则研究考察试样的静态还原度对其成渣性的作用规律；若设置为还原气氛(包括但不限于CO、H2),则研究考察试样的动态还原度对其成渣性的作用规律。
[0010]所述步骤2)和3)设定的反应温度均取决于实验方案，对于含铁原料的气基还原反应，其反应温度通常设定在80(Tii(Krc;而对于含铁原料的高温成渣反应，其温度通常设定在 120(Tl500°C。
[0011]进一步，本发明还提供一种实现上述方法的含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，其特征在于，包括气源系统、反应炉及其加热系统、称量系统和样品收集水槽；
所述气源系统包括CO、CO2, H2和惰性气体的多个气瓶，还包括分别与各气瓶相连的气瓶阀及转子流量计；所述气瓶的出气管与主管道气路相连并设有气阀及转子流量计、干燥瓶、加湿装置和U型压差计；
所述反应炉及其加热系统包括加热元件及其控制热电偶的上炉体和下炉体；上炉体中部设有反应管，反应管设有反应管上口及密封盖、侧下口及密封盖和正下口及密封盖；所述上口的密封盖上设有镍铬金属丝，镍铬金属丝的下端设有用于放置试样的镍铬吊篮，镍铬金属丝的上端与称量装置相连；所述侧下口及密封盖与主管道气路相连，该气路上还设有反应管进气阀；所述正下口及密封盖的正下方设有样品收集水槽；反应管的上部还设有反应管出气管路和出气阀；反应管出气管路上还设有用于测量尾气的气体分析仪和尾气烧嘴及燃烧箱；
所述称量系统包括一级天平和二级电子天平；所述一级天平一端连接上述挂接吊篮和样品的镍铬金属丝，另一端放入与之平衡的砝码，同时砝码端连接二级电子天平；
在反应炉的进、出气管路之间还设有直通尾气阀门。
[0012]进一步，所述加湿装置包括预润湿瓶、主加湿瓶和辅加湿瓶；所述主加湿瓶和辅加湿瓶置于水浴罐中由加热电阻丝进行加热；水浴罐中设有电子温度计。
[0013]相比现有技术，本发明具有如下有益效果:
1、本发明解决现有的实验方法及装置无法满足过程检测和后期取样要求，以及采用不同的设备来研究含铁原料的还原性和成渣特性，存在操作不方便等问题，根据高炉本身是连续生产过程的原理，结合含铁原料在软熔带内气基还原、成渣过程密切相关，创造性的提出本发明方法来研究含铁原料还原对成渣的影响规律。[0014]2、本发明方法在一次实验过程中可以先后依次检测含铁原料的还原性和成渣性，有助于研究前者对后者的作用关系，解决了现有方法无法直接建立两种不同冶金性能间作用关系的问题。并通过先脱湿再水浴加湿向混合气体中定量配入水蒸气，有助于通过控制氢气与水蒸气比例来调节还原势高低，解决现有方法在使用氢气作为还原气体时无法降低其还原势的问题。
[0015]3、本发明方法对于高温成渣实验后试样直接采用水淬的方法保存样品，可以最大程度的保留试样的高温晶体结构，有助于进一步通过X射线衍射仪、扫描电镜来研究含铁原料由还原向成渣的转变行为，为解析高炉软熔带形成机理提供新的思路。
[0016]4、根据本发明方法的思路，设计低温还原、高温成渣的装置。反应炉及其加热系统设计采用包括加热元件及其控制热电偶的上炉体和下炉体组成，独立反应区和气体预热区的温度控制，也为研究气固逆流反应过程中，混合气体温度及热滞后性对固体含铁原料反应行为提供了新的途径。
[0017]5、下部混合气体入口和试样出口采用由下至上的设计，实现对实验还原反应和混合气体预热的独立控温，又能满足混合气体充分预热的空间。采用“h”形刚玉反应管既可以保证混合气体由反应管侧下口经三氧化二铝球层预热后与试样进行还原反应，又实现反应后试样由反应管正下口落入装有水的样品收集水槽中实现快速冷却。
[0018]6、称量系统采用双天平结构，采用一级天平和二级电子天平的双天平结构来实时记录实验过程试样的失重变化，通过改变砝码质量可以任意平衡匹配试样质量而无需受到天平量程的限制，有助于扩大本发明装置试样的适用范围。
[0019]7、本发明含铁原料气基还原、成渣过程实验装置主要包括气源系统、反应炉及其加热系统、称量系统和样品收集水槽，其结构设计合理、构思巧妙，具有结构简单、方便实用的特点。
[0020]
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明含铁原料气基还原成渣过程实验装置的结构示意图。
[0022]图中，I 一气瓶、2 —气瓶阀及转子流量计、3-1 —主管道气阀及转子流量计、3-2 —反应管进气阀、3-3 —直通尾气阀、3-4 —反应管出气阀、4 一含无水CaCl2干燥瓶、5 —预润湿瓶、6 —主加湿瓶、7 —辅加湿瓶、8 —加热电阻丝、9 一水浴罐、10 —电子温度计、11 - U型压差计、12 —二级电子天平、13 —一级天平、14 一 “h”形刚玉反应管、15 —反应管上口及密封盖、16 —试样和镍铬吊篮及连接镍铬金属丝、17 —反应炉炉体及加热元件、18 —依据反应温度选取K/R型热电偶、19 一依据反应炉加热温度选取K/R型热电偶、20 —预热炉炉体及加热元件、21 —三氧化二铝球层、22-1 —反应管侧下口及密封盖、22-2 —反应管正下口及密封盖、23 —依据预热炉加热温度选取K/R型热电偶、24 —含水样品收集水槽、25 —气体分析仪、26 —尾气烧嘴及燃烧箱。
[0023]【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。[0025]一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，包括如下步骤:
1)将含铁原料磨碎至200目以下，并在20MPa压力下压制成底面直径为15 mm，厚度为5 mm的圆柱体块作为试样；
2)将试样放入气基还原、成渣的环境中，进行气基还原实验；同时实时记录还原过程中试样的失重和尾气成分数据；其中，还原气体成分、反应温度和反应时间进行根据气基还原实验要求设定；
3)将气基还原后的试样，对试样进行成渣实验，试样经高温熔融滴落后通过水淬方法以保存其高温晶体结构；其中，气体成分、反应温度和升温速率根据高温成渣实验要求设定。
[0026]实现上述方法的含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，包括气源系统、反应炉及其加热系统、称量系统；所述气源系统包括CO、CO2、H2和惰性气体的多个气瓶1，还包括分别与各气瓶I相连的气瓶阀及转子流量计2 ;所述气瓶I的出气管与主管道气路相连并设有气阀及转子流量计3-1、干燥瓶4、加湿装置和U型压差计11。
[0027]所述反应炉及其加热系统包括加热元件17及其控制热电偶19的上炉体和包括预加热元件20及其控制热电偶23下炉体；上炉体中部设有反应管14，反应管14设有反应管上口及密封盖15、侧下口及密封盖22-1和正下口及密封盖22-2 ;所述上口的密封盖15上设有镍铬金属丝16，镍铬金属丝16的下端设有用于放置试样的镍铬吊篮，镍铬金属丝16的上端与称量装置相连；所述侧下口及密封盖22-1与主管道气路相连，该气路上还设有反应管进气阀3-2 ;所述正下口及密封盖22-2的正下方设有样品收集水槽24 ;反应管14的上部还设有反应管出气管路和出气阀3-4 ;反应管14出气管路上还设有用于测量尾气的气体分析仪25和尾气烧嘴及燃烧箱26 ;在反应炉的进、出气管路之间还设有直通尾气阀门3-3。
[0028]所述称量系统包括一级天平13和二级电子天平12 ;所述一级天平13 —端连接上述挂接吊篮和样品的镍铬金属丝16，另一端放入与之平衡的砝码；同时上端连接二级电子天平12 ;用一级天平13和二级电子天平12的双天平结构来实时记录实验过程试样的失重变化。
[0029]所述加湿装置包括预润湿瓶5、主加湿瓶6和辅加湿瓶7和电子温度计10 ;所述主加湿瓶6和辅加湿瓶7置于水浴罐9中由加热电阻丝8进行加热。所述反应管14的下部还设有三氧化二铝球层21。
[0030]本发明采用“h”形刚玉反应管14既可以保证混合气体由反应管侧下口 22-1经三氧化二铝球层21预热后与试样进行还原反应，又实现反应后试样由反应管正下口 22-2落入含水样品收集水槽24中实现快速冷却。
[0031]采用所述含铁原料气基还原、成渣过程实验装置进行实验的方法，包括以下步骤:
1)将含铁原料磨碎至200目以下(小于0.074 mm)，并在20 MPa压力下压制成底面直径为15 mm,厚度为5 mm的圆柱体块(以下简称为试样)；
2)将试样置于镍铬吊篮内，并通过镍铬金属丝悬挂在反应管的中部，镍铬金属丝上端连接一级天平的一端，该天平另一端放置与试样、吊篮以及连接金属丝总质量相同的砝码，同时上端连接二级电子天平；
3)打开氩气气瓶的进气与出气阀门，待反应管内空气排空后，关闭反应管出气管路和出气阀，同时打开直通尾气阀门，通过调节转子流量计获得设定的气体流量，气体干燥后进行水浴加湿，通过测定加湿后气体的总压力来确定水浴罐的加热温度，以保证混合气体中水蒸气达到设定的配比；
4)同时打开反应炉及其加热系统的加热元件和预加热元件的电源，对上下炉体进行加热；待上下两炉分别达到设定的还原反应温度和气体预热温度后，按照设定比例配置混合气体，打开反应管进气与出气阀门同时关闭直通尾气阀门；
5)含铁原料试样气基还原进行时，通过二级电子天平直接读取试样过程实时失重数据，同时提取部分还原后尾气经过气体分析仪实时测定成分数据，其余尾气进入烧嘴燃烧。
[0032]达到设定反应时间后，关闭各混合气体气瓶气阀同时打开氩气气瓶气阀，打开反应管上密封盖和正下密封盖，关闭反应炉和预热炉电源，将连接金属丝从一级天平上移除，反应后试样依重力作用落入正下方水槽，通过快速冷却以研究试样不同阶段下的还原特征。
[0033]达到设定反应时间后，关闭各混合气体气瓶气阀同时打开氩气气瓶气阀，打开反应管正下密封盖，关闭反预热炉电源，由当前反应温度起按照设定的升温速率继续升高反应炉温度，反应后试样逐步成渣，经过软熔滴落后进入正下方水槽，通过快速冷却以研究试样不同还原阶段产物的成渣特征。
[0034]实施例1:一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，包括以下步骤:
1)取三氧化二铁纯试剂(纯度大于99%)100 g，磨碎至200目以下，然后取出其中5 g置于模具内，在20 MPa压力下压制成底面直径为15 mm,厚度为5 mm的圆柱体块；
2)将试样置于钥丝制作的吊篮内，并通过金属钥丝悬挂在反应炉中部，上部连接一级天平，该天平另一端放入30 g砝码(吊篮和金属钥丝的总重量为25 g)，并连接在二级电子天平上，盖上反应管上密封盖和两个下密封盖；
3)打开氮气阀门，排空反应管内的空气，同时打开反应炉和预热炉电源，将两炉目标温度均设置为1000°C ；
4)待达到1000°C后，打开一氧化碳阀门，调节氮气、一氧化碳的转子流量计为2L/
min ；
5)试样开始还原，二级电子天平实时显示失重量并读入电脑，计算试样实时的还原
度；
6)待试样还原度达到50%后，关闭一氧化碳阀门，同时将反应炉目标温度设置为1200°C，升温速率为 IO0C /min ；
7)待达到1200°C后，进一步恒温60min ；
8)待60min后，将含水样品收集水槽放在反应管下方，同时打开反应管的正下密封盖，从一级天平上移除挂有试样的金属钥丝，让试样在重力作用下落入样品收集水槽；
9)所获取的快速冷却试样，通过扫描电镜和X衍射仪分析三氧化二铁在50%还原度水平下的成渣特征(形貌分布、物相分布、成分分布等)。
[0035]在上述实验的基础上，通过改变步骤6)中试样还原度水平(60%、70%、80%、90%)，以考察含铁原料在不同还原度水平对其成渣性的影响，即含铁原料的静态还原度对其成渣性的作用规律。
[0036]上述的含铁原料气基还原成渣过程实验方法中，所述步骤3)设定气体流量的选择取决于实验条件下刚玉反应管内气体流速突破气体边界层，即气体流速的进一步增大不再改变试样的反应速率。其中，水蒸气设定配比的选择取决于实验方案，通过控制水浴罐内温度，测量加湿前后混合气体的总压力来计算水蒸气的分压，以考察其在混合气体中的配比是否满足实验方案的要求。
[0037]实施例2:采用上述装置进行含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，包括以下步骤:
I广5)同实施例1 ;
6)待试样还原度达到50%后，将反应炉目标温度设置为1200°C，升温速率为10°C/
min ；
7)待达到1200°C后，进一步恒温60min ；
8)待60min后，关闭一氧化碳阀门，记录试样的最终还原度水平，将含水样品收集水槽放在反应管下方，同时打开反应管的正下密封盖，从一级天平上移除挂有试样的金属钥丝，让试样在重力作用下落入样品收集水槽；
9)所获取的快速冷却试样，通过扫描电镜和X衍射仪分析三氧化二铁在达到50%还原度水平后，在一氧化碳还原气氛下的成渣特征(形貌分布、物相分布、成分分布等)，并通过与实施例1所获得结果进行对比，重点考察含铁原料的动态还原度对其成渣性的作用规律。
[0038]实施例3:采用上述装置进行含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，包括以下步骤:
1)取铁矿粉(澳矿、巴西矿或国内精矿粉均可)100g，磨碎至200目以下，然后取出其中5 g置于模具内，在20 MPa压力下压制成底面直径为15 mm,厚度为5 mm的圆柱体块；
2)将试样置于钥丝制作的吊篮内，并通过金属钥丝悬挂在反应炉中部，上部连接一级天平，该天平另一端放入30 g砝码(吊篮和金属钥丝的总重量为25 g)，并连接在二级电子天平上，盖上反应管上密封盖和两个下密封盖；
3)打开氮气阀门，排空反应管内的空气，关闭反应管进气与出气阀门同时打开直通尾气阀门，通过调节氮气的转子流量计为4 L/min，先干燥后进行水浴加湿，调节水浴加热的温度为46°C，测定加湿后气体的总压力约为111 kPa，当前大气压约为101 kPa，由此计算混合气体中水蒸气的配比约为9 %(体积分数)，同时打开反应炉和预热炉的电源，将两炉目标温度均设置为1200°C ；
4)待达到1200°C后，打开氢气阀门，调节氮气、氢气的转子流量计为2L/min，打开反应管进气与出气阀门同时关闭直通尾气阀门，此时混合气中氢气与水蒸气比例为5.56 ；
5)试样开始还原，二级电子天平实时显示失重量并读入电脑，计算试样实时的还原
度；
6)待试样还原度达到50%后，关闭氢气阀门并停止水浴加热，同时将反应炉目标温度设置为1400°C，升温速率为10°C /min ；
7)待达到1400°C后，进一步恒温60min ；
8)待60min后，将含水样品收集水槽放在反应管下方，同时打开反应管的正下密封盖，从一级天平上移除挂有试样的金属钥丝，让试样在重力作用下落入样品收集水槽；
9)所获取的快速冷却试样，通过扫描电镜和X衍射仪分析铁矿粉在50%还原度水平下的成渣特征(形貌分布、物相分布、成分分布等)。
[0039]在上述实验的基础上，通过改变步骤6)中试样还原度水平(60%、70%、80%、90%)，以考察含铁原料在不同还原度水平对其成渣性的影响，即含铁原料的静态还原度对其成渣性的作用规律；通过与实施例1所获得结果进行对比，还可以考察在相同静态还原度水平下，还原剂对成渣性的影响。
[0040]实施例4:采用上述装置进行含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，包括以下步骤:
I广5)同实施例3 ；
6)待试样还原度达到50%后，将反应炉目标温度设置为1400°C，升温速率为10°C/
min ；
7)待达到1400°C后，进一步恒温60min ；
8)待60min后，关闭氢气阀门并停止水浴加热，将含水样品收集水槽放在反应管下方，同时打开反应管的正下密封盖，从一级天平上移除挂有试样的金属钥丝，让试样在重力作用下落入样品收集水槽；
9)所获取的快速冷却试样，通过扫描电镜和X衍射仪分析铁矿粉在50%还原度水平后，在氢气/水蒸气还原气氛下的成渣特征(形貌分布、物相分布、成分分布等)，并通过与实施例3所获得结果进行对比，重点考察含铁原料的动态还原度对其成渣性的作用规律。
[0041]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将含铁原料磨碎后压制成块状作为试样； 2)将试样放入模拟气基还原、成渣的环境中，进行气基还原实验；同时实时记录还原过程中试样的失重和尾气成分数据；其中，还原气体成分、反应温度和反应时间进行根据气基还原实验要求设定； 3)待气基还原实验结束后，对试样进行成渣实验，试样经高温熔融滴落后通过水淬方法以保存其高温晶体结构；其中，气体成分、反应温度和升温速率根据高温成渣实验要求设定。
2.根据权利要求1所述含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，具体步骤为: 1)将含铁原料磨碎至200目以下，并在20MPa压力下压制成底面直径为15 mm，厚度为5 mm的圆柱体块作为试样； 2)将试样放入气基还原、成渣的环境中，进行气基还原实验；同时实时记录还原过程中试样的失重和尾气成分数据；其中，还原气体成分、反应温度和反应时间进行根据气基还原实验要求设定； 3)将气基还原后的试样进行成渣实验，试样经高温熔融滴落后通过水淬方法以保存其高温晶体结构；其中，气体成分、反应温度和升温速率根据高温成渣实验要求设定。
3.根据权利要求1或2所述含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，所述步骤3)设定的气体成分取决于实验方案，若设置为惰性气氛(包括但不限于N2、He)，则研究考察试样的静态还原度对其成渣性的作用规律；若设置为还原气氛(包括但不限于CO、H2),则研究考察试样的动态还原度对其成渣性的作用规律。
4.根据权利要求1或2所述含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，所述步骤2)和3)设定的反应温度均取决于实验方案，对于含铁原料的气基还原反应，其反应温度通常设定在80(Tll(KrC ;而对于含铁原料的高温成渣反应，其温度通常设定在120(Tl500°C。
5.根据权利要求1或2所述含铁原料气基还原、成渣过程实验方法，其特征在于，所述步骤2)和3)设定的反应时间和设定的升温速率均取决于实验方案，对于反应时间而言，其通常为30~180 min，对于升温速率而言，其通常为3~20°C /min。
6.一种含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，其特征在于，包括气源系统、反应炉及其加热系统、称量系统和样品收集水槽(24)； 所述气源系统包括C0、C02、H2和惰性气体的多个气瓶(1)，还包括分别与各气瓶(I)相连的气瓶阀及转子流量计(2);所述气瓶(I)的出气管与主管道气路相连并设有气阀及转子流量计(3-1)、干燥瓶(4 )、加湿装置和U型压差计(11); 所述反应炉及其加热系统包括加热元件(17)及其控制热电偶(19)的上炉体和包括预加热元件(20)及其控制热电偶(23)下炉体；上炉体中部设有反应管(14)，反应管(14)设有反应管上口及密封盖(15)、侧下口及密封盖(22-1)和正下口及密封盖(22-2);所述上口的密封盖(15)上设有镍铬金属丝(16)，镍铬金属丝(16)的下端设有用于放置试样的镍铬吊篮，镍铬金属丝(16)的上端与称量系统相连；所述侧下口及密封盖(22-1)与主管道气路相连，该气路上还设有反应管进气阀(3-2 );所述正下口及密封盖(22-2 )的正下方设有样品收集水槽(24);反应管(14)的上部还设有反应管出气管路和出气阀(3-4);反应管(14)出气管路上还设有用于测量尾气的气体分析仪(25)和尾气烧嘴及燃烧箱(26)； 所述称量系统包括一级天平(13)和二级电子天平(12);所述一级天平(13) 一端连接上述挂接吊篮和样品的镍铬金属丝(16)，另一端放入与之平衡的砝码；二级电子天平(12)直接连接一级天平放置砝码端； 在反应炉的进、出气管路之间还设有直通尾气阀门(3-3 )。
7.根据权利要求6所述含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，其特征在于，所述加湿装置包括预润湿瓶(5)、主加湿瓶(6)和辅加湿瓶(7);所述主加湿瓶(6)和辅加湿瓶(7)置于水浴罐(9 )中由加热电阻丝(8 )进行加热；水浴罐(9 )设有电子温度计(10 )。
8.根据权利要求6所述含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，其特征在于，所述控制热电偶(18、19、23 )采用依据反应温度的K/R型热电偶。
9.根据权利要求6所述含铁原料气基还原、成渣过程实验装置，其特征在于，所述反应管(14)的下部还设有三氧 化二铝球层(21)。
【文档编号】G01N5/04GK103645114SQ201310691946
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】徐健, 胡招文, 邓青宇, 张生富, 白晨光, 温良英, 邱贵宝, 吕学伟, 扈玫珑, 寇明银, 候自兵 申请人:重庆大学