CN101788441B - 烧结混合料水分和粒度组成测定装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种烧结混合料水分和粒度组成测定装置及方法。它由粒度加热室、水分加热室、天平、托台、吊篮、加热原件、温度控制器组成。将两份等量烧结混合料样分别装入已加热到相同温度的粒度加热室和水分加热室内，采集程序实时获取每个时刻的失重速率，根据失重速率判断混合料水分蒸发结束点和混合料粒度组成检测时间点，分别计算和筛分得到混合料水分含量和粒度组成。本发明的优点在于，通过失重速率判断水分蒸发结束点可以根据不同物料自身特性调整受热时间，得到准确可靠，可对比性强的混合料水分；通过失重速率判断混合料粒度检测时间点，使混合料既可保持混合料原始粒度，又不至于由于湿度过大导致筛网堵塞，得到真实的烧结混合料粒度组成。

Description

烧结混合料水分和粒度组成测定装置及方法

所属技术领域

本发明涉及一种烧结混合料水分和粒度组成测定试验装置及试验方法，尤其是克服不同原料吸水特性以及原始含水量的影响，得到相对准确的混合料水分，同时可控制适宜的混合料水分，测量真实的混合料粒度。 

背景技术

烧结混合料水分控制是影响混合料制粒效果最重要的因素之一，不同的原料结构，不同的原燃料粒度要求不同的混合料水分含量。水分过低将影响混合料中各种颗粒的粘结成球，导致细粒级含量增多，混合料粒度组成恶化，最终影响料层透气性、烧结矿质量以及烧结各项指标；混合料水分过高一方面会增加烧结过程蒸发水分消耗的热量，另一方面同样会影响制粒效果，混合料粒度变差，固体燃耗增加，垂烧速度下降，烧结利用系数降低等。适宜的混合料水分和粒度组成，是生产优质烧结矿，优化烧结技术经济指标的基础，因此真实、准确的测量混合料的水分和粒度就显得尤为重要。目前混合料水分的测量通常是在烘箱中保温一段时间测量其失重量得到，而混合料的粒度则没有统一方法，大部分是加热一段时间后用圆筛筛分得到其粒度组成。由于不同物料的原始粒度，内部气孔的大小、结构、组成，以及亲水性等特性都不一样，在受热过程中水分的析出特性也就存在差异，因此传统方法在固定时间内测得的混合料水分并不能真实反应混合料的含水量。混合料粒度测量过程最关键的环节是加热时间的把握，受热时间过短混合料湿度过大，筛分时将堵塞筛网无法正常筛分，受热时间过长将使生球破裂，破坏混合料的原始粒度组成。目前的做法是固定混合料受热时间，不考虑不同物料的自身特性，同样不能真实反应混合料的粒度组成。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种烧结杯实验室用的测量烧结混合料水分和粒度组成 的试验装置和相应的试验方法。该装置可区别不同物料的水分蒸发特性，测量混合料的水分含量和粒度组成，利用实时采集的混合料受热过程的失重曲线，判断水分蒸发结束点，同时控制测量混合料粒度组成所需的受热时间，得到真实准确的烧结混合料水分含量和粒度组成。 

本发明所采用的技术方案是：测定装置包括粒度加热室、水分加热室、天平精度为万分之一克、加热原件、托台、吊篮、粒度热电偶、水分热电偶及计算机。粒度加热室与水分加热室水平并排布置，四组加热原件分别布置于粒度加热室和水分加热室两侧炉壁中部位置，天平置于水分加热室上方，吊篮通过吊绳连接于天平底部，托台通过固定在粒度加热室底部的托杆坐落于粒度加热室中部位置。加热原件布置于粒度加热室和水分加热室两测炉壁中间部位，托台和吊篮分别位于粒度加热室和水分加热室中心位置，以保证物料受热均匀。粒度热电偶和水分热电偶分别位于托台和吊篮上方，确保混合料受热温度恒定。粒度加热室和水分加热室分别设置温度控制器，避免两个加热室温度控制相互干扰。计算机与天平连接，实时读取吊篮中混合料的失重数据，再由失重速率公式计算得到每一时刻混合料的失重速率，即每一时刻的水分蒸发量。 

使用上述测定装置测定烧结混合料水分和粒度组成的方法采用以下步骤：①将粒度加热室和水分加热室同时升温至110～150℃范围内，两边保持相同温度进行保温；②将两份等量烧结混合料分别装入粒度加热室中的托台内和水分加热室的吊篮内；③计算机通过天平开始实时采集吊篮中混合料失重数据，根据失重数据公式计算得到每一时刻的失重速率；④当失重速率≤0.01g/s时，取出托台内的混合料，测量混合料粒度组成；⑤当失重速率≤0.005g/s时，达到水分蒸发结束点，根据此时吊篮中混合料的失重量计算得到混合料水分。 

混合料失重速率和水分计算公式如下： 

$\mathrm{dv}=\frac{\mathrm{dw}}{\mathrm{dt}}=\frac{w_1-w_0}{t_1-t_0}$

其中： 

dv失重速率g/s 

w₁当前时刻的失重量，g 

w₀上一时刻的失重量，g 

t₁当前时刻的时间，s 

t₀上一时刻的时间，s 

$\mathrm{mc}=\frac{\mathrm{\ΔW}}{W_0}*100\%$

其中： 

mc混合料含水量％ 

ΔW混合料失重量g 

W₀混合料初始重量g 

本发明的有益效果是，该混合料水分和粒度组成测量试验装置通过实时采集的混合料受热过程失重数据，了解混合料水分蒸发特性，通过失重速率判断水分蒸发结束点以及混合料粒度检测的适宜时间点，可以得到更加准确、可靠的烧结混合料水分含量和粒度组成。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。 

图1是烧结混合料水分和粒度组成测定试验装置示意图。 

其中，1-粒度加热室  2-水分加热室  3-天平  4-加热原件  5-托台  6-托杆7-吊篮  8-吊绳  9-粒度热电偶  10-水分热电偶  11-温度控制器  12-计算机 

具体实施方式

如图1所示，利用加热原件4，通过温度控制器11将粒度加热室1和水分加热室2同时升温至120℃保温，保温温度也可选择110℃、130℃、138℃、145℃，再将两份500g烧结混合料分别装入粒度加热室1中的托台5内和水分加热室2的吊篮7内，计算机12通过天平3开始实时 采集吊篮7中混合料失重数据，根据失重数据公式计算得到每一时刻的失重速率。当失重速率≤0.01g/s时，取出托台5内的混合料，用1mm、3mm、5mm、7mm粒级套筛筛分得到混合料粒度组成。当失重速率≤0.005g/s时，达到水分蒸发结束点，根据此时吊篮7中混合料的失重量计算得到混合料水分，试验结束，倒出吊篮7中混合料。 

Claims (3)

1.一种烧结混合料水分和粒度组成测定装置，其特征在于：包括粒度加热室(1)、水分加热室(2)、天平(3)、加热原件(4)、托台(5)、托杆(6)、吊篮(7)、吊绳(8)、粒度热电偶(9)、水分热电偶(10)、温度控制器(11)、计算机(12)，粒度加热室(1)与水分加热室(2)水平并排布置，加热原件(4)分别布置于粒度加热室和水分加热室两侧炉壁中部位置，粒度加热室(1)和水分加热室(2)分别设置温度控制器(11)，通过温控程序保持相同的加热制度；天平(3)置于水分加热室(2)上方，水分加热室(2)内的吊篮(7)通过吊绳(8)连接于天平(3)底部，计算机(12)与天平(3)连接，实时获取吊篮(7)内混合料的失重数据；托台(5)和吊篮(7)分别位于粒度加热室(1)和水分加热室(2)中部，粒度热电偶(9)和水分热电偶(10)分别位于托台(5)和吊篮(7)上方。

2.根据权利要求1所述的烧结混合料水分和粒度组成测定装置，其特征在于：所述的加热原件(4)为四组。

3.一种使用如权利要求1所述的测定装置测定烧结混合料水分和粒度组成的方法，其特征在于：采用以下步骤：①将粒度加热室(1)和水分加热室(2)同时升温至110～150℃范围内，两边保持相同温度进行保温；②将两份等量烧结混合料分别装入粒度加热室(1)中的托台(5)内和水分加热室(2)的吊篮(7)内；③计算机(12)通过天平(3)开始实时采集吊篮(7)中混合料失重数据，根据失重数据公式计算得到每一时刻的失重速率；④当失重速率≤0.01g/s时，取出托台(5)内的混合料，测量混合料粒度组成；⑤当失重速率≤0.005g/s时，达到水分蒸发结束点，根据此时吊篮(7)中混合料的失重量计算得到混合料水分。

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