CN102213548B - 一种测定铁矿石熔滴点的熔滴炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，包括炉体和控制装置，所述炉体中间形成一个封闭状的炉膛，在炉膛外面，设置有加热装置，其特征在于：在炉膛内设置有石墨坩埚，加热装置在受控状态下加热炉膛、石墨坩埚以及石墨坩埚内的矿石试样；在炉体的上面，设置有空心石墨压杆，在空心石墨压杆内设置热电偶，热电偶的下端穿过石墨坩埚内的石墨板与矿石试样接触在炉体下面设置封闭的取样箱；在取样箱内正对石墨坩埚的下面，设置有接纳熔出的金属液体的接料坩埚。本发明的熔滴炉，能够准确测定物料的温度，用物料的温度作为铁矿石软熔温度、滴落温度,大幅度提高了滴落温度的准确度，提高熔滴时间点测定的准确度，准确捕捉到熔滴时刻的温度、压力曲线。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟钢铁冶炼用高炉内部环境、测量或获得高炉燃烧性能相关参数的熔滴炉，尤其涉及一种获得测定铁矿石熔滴点的熔滴炉。
背景技术
钢铁冶炼用高炉解剖的研究已证实高炉内部主要有两个区：块状区和软化区。在料线和炉料开始软化的块状区间，矿石在此区间内以块状形式下降；而在软化区，矿石则以软化和熔化方式滴落，矿石层即为软熔层。众所周知，软熔带位置，形状和厚度对高炉操作有显著影响，它决定了高炉内煤气的分布状况，标志了铁矿石的含硅量，对烧结矿与球团矿综合炉料性能分析、高炉操作的稳定性、探索高炉的最佳的炉料结构具有重要的意义。目前，采用多种模拟炼钢高炉的熔滴炉来获得高炉燃烧过程中的相关参数，按照高炉的燃烧参数控制熔滴炉的运行过程中，获得相关参数，经分析、比较、判断后进行优化，在作为高炉的燃烧参数来控制高炉的燃烧过程。
目前现有的铁矿石高温熔滴炉在进行设计和实际测试的过程中主要存在以下问题：
1、只能测量炉膛温度，无法直接测量物料温度；将炉膛温度作为铁矿石软熔温度、滴落温度是不准确的。
2、由于技术条件的限制，无法实现熔滴炉从冷态到铁矿石熔融态的全过程自动温度控制。
3、熔滴时间点的测定不够准确。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术的熔滴炉存在的不能准确测定物料温度、不能准确测定熔滴点等不足，而提供一种能准确测定物料温度、能准确测定熔滴点的熔滴炉，其能为高炉从冷态到铁矿石熔融态的全过程自动温度控制提供重要的参数，能优化高炉的燃烧过程。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，包括炉体和控制装置，所述炉体由耐高温的材料制作而成，中间形成一个封闭状的炉膛，在炉膛外面，设置有加热装置，其特征在于：在炉膛内设置有石墨坩埚，加热装置在受控状态下加热炉膛、石墨坩埚以及石墨坩埚内的矿石试样；
在炉体的上面，设置有空心石墨压杆，空心石墨压杆穿过炉体进入炉膛内，在空心石墨压杆内设置热电偶，热电偶的下端穿过石墨坩埚内的石墨板与矿石试样接触，热电偶的上端通过导线与所述控制装置连接，将温度参数输入控制装置内；
在炉体下面设置封闭的取样箱，在取样箱内正对石墨坩埚的下面，设置有接料坩埚，从石墨坩埚下面熔出（流出）的金属液体，滴落到接料坩埚内；
在取样箱内，设置有气体压力传感器，气体压力传感器测量炉体内气体压力，气体压力传感器通过导线与所述控制装置连接，将气体压力参数输入控制装置内；在取样箱内，设置有进气口，熔滴炉燃烧需要的还原性气体由进气口进入，通入石墨坩埚内参与还原反应。
进一步的特征是：装料时，将矿石试样装入石墨坩埚内，矿石试样的上、下面都设置有石墨板，下面的石墨板上开设有若干个孔，便于熔化的铁水从孔往下滴落。
在取样箱内，对应接料坩埚设置滴落摄像头，与控制装置连接的滴落摄像头监控并摄取接料坩埚内的景象，将摄取的图像输入控制装置内。
在接料坩埚中设置由一绝缘层包裹的导线，导线的另一端接一报警铃。
本发明测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，相对于现有技术，具有如下特点：
1、能够准确测定物料的温度,能用物料的温度作为铁矿石软熔温度、滴落温度,比传统的采用炉膛温度作为滴落温度的做法,大幅度提高了滴落温度的准确度。
2、在炉体下面设置测量用的摄像头，在铁矿石中的铁水滴落之前，位于取样箱中的石墨坩埚中没有铁水，熔滴发生时，该坩埚中出现铁水，通过摄像头摄取的图像，通过图像识别方法即可判定熔滴时点；有效提高熔滴时间点测定的准确度。
3、能够准确捕捉到熔滴时刻的温度、压力曲线。
附图说明
图1是本发明熔滴炉结构示意图。
具体实施方式
如图中，本发明的测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，包括炉体1和控制装置，所述耐高温的炉体1由耐高温的材料，如刚玉等制作而成，中间形成一个封闭状的炉膛2，在炉膛2外面，设置有加热装置3，加热装置3在熔滴炉的控制装置控制下对炉膛2连同其内的物料进行加热，达到工艺要求的加热温度、温升速率等参数，加热装置3可以用电加热方式，在其中设置电加热棒；在炉膛2内设置有石墨坩埚4，加热装置3在控制装置控制下加热炉膛2、石墨坩埚4以及石墨坩埚4内的矿石试样。装料时，将矿石试样装入石墨坩埚4内，矿石试样的上、下面都设置有石墨板5，下面的石墨板5上开设有若干个孔6，便于熔化的铁水从孔6往下滴落，通过石墨坩埚4滴落到炉体1下端。
在炉体1的上面，设置有空心石墨压杆7，空心石墨压杆7穿过炉体1进入炉膛2内，图中的一种具体结构是空心石墨压杆7的下端与石墨坩埚4上面的石墨板5相接触，在空心石墨压杆7内设置热电偶8，热电偶8的下端进入石墨坩埚4内与矿石试样接触（深入矿石试样内），图中穿过石墨坩埚4内的石墨板5再与矿石试样接触，热电偶8的上端通过导线与熔滴炉的控制装置连接，将温度参数输入熔滴炉的控制装置内。在加热过程中，随着温度的升高，矿石试样缓慢下降，其位移产生变化，热电偶8可随石墨压杆7一起移动，从而保证了在整个熔滴测定过程中，可以直接测量矿石试样的温度，用矿石试样的温度取代原来的炉膛2的温度，从而保证了测量精度和准确性。在空心石墨压杆7上端设置荷重砝码9，保证其相对平衡，使其能够随同矿石试样下降。
在炉体1下面设置封闭的取样箱10，在取样箱10内正对石墨坩埚4的下面，设置有接料坩埚11，从石墨坩埚4下面的石墨板5的孔6流出的金属液体，滴落到接料坩埚11内；在接料坩埚11中设置由一绝缘层包裹的导线，导线的另一端接一报警铃12，熔滴未发生时，导线是断开的，不会有告警音乐发出；当熔滴发生时，熔融铁水融化了两根导线之间的绝缘层，导线接通，此时发出告警声音（音乐）；该告警音乐播放的时间点即为熔滴时点。
在取样箱10内，对应接料坩埚11设置滴落摄像头13，与控制装置连接的滴落摄像头13监控并摄取接料坩埚11内的景象，将摄取的图像输入控制装置内；在铁矿石中的铁水滴落之前，位于炉膛2中的接料坩埚11中没有铁水，熔滴发生时，该坩埚中出现铁水，通过图像识别方法即可判定熔滴时点。
在取样箱10内，设置有气体压力传感器14，气体压力传感器14测量炉体1内气体压力（炉膛2的气体压力），气体压力传感器14通过导线与熔滴炉的控制装置连接，将气体压力参数输入熔滴炉的控制装置内。在取样箱10内，设置有进气口15，熔滴炉燃烧需要的还原性气体由进气口15进入，通入石墨坩埚4内参与还原反应；该还原气体主要是煤气，如一氧化碳气体，或一氧化碳加氮气，一氧化碳一般占25%—35%，氮气一般占65%—75%。
为了压力平衡，在炉体1上面，设置有废气口16，将反应产生的废气在受控状态下排出。在空心石墨压杆7上端设置位移传感器17，位移传感器17通过导线与熔滴炉的控制装置连接，将空心石墨压杆7移动产生的位移信号输入控制装置内。
本发明的控制装置采用计算机或电脑等，能进行数据接收、处理等，并将处理结果输送到本发明熔滴炉的执行元件，产生相应动作，实现本发明的测量目的。
Claims (4)
1.一种测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，包括炉体（1）和控制装置，所述耐高温的炉体（1）中间形成一个封闭状的炉膛（2），在炉膛（2）外面，设置有加热装置（3），其特征在于：在炉膛（2）内设置有石墨坩埚（4），加热装置（3）在控制装置控制下加热炉膛（2）、石墨坩埚（4）以及石墨坩埚（4）内的矿石试样；
在炉体（1）的上面，设置有空心石墨压杆（7），空心石墨压杆（7）穿过炉体（1）进入炉膛（2）内，在空心石墨压杆（7）内设置热电偶（8），热电偶（8）的下端进入石墨坩埚（4）内与矿石试样接触，热电偶（8）的上端通过导线与所述控制装置连接，将温度参数输入控制装置内；
在炉体（1）下面设置封闭的取样箱（10），在取样箱（10）内正对石墨坩埚（4）的下面，设置有接料坩埚（11），从石墨坩埚（4）下面熔出的金属液体，滴落到接料坩埚（11）内；
在取样箱（10）内，设置有气体压力传感器（14），气体压力传感器（14）通过导线与所述控制装置连接，将气体压力参数输入熔滴炉的控制装置内；在取样箱（10）内，设置有进气口（15），熔滴炉燃烧需要的还原性气体由进气口（15）进入，通入石墨坩埚（4）内参与还原反应；
在炉体（1）上面，设置有废气口（16）。
2.根据权利要求1所述测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，其特征在于：装料时，将矿石试样装入石墨坩埚（4）内，矿石试样的上、下面都设置有石墨板（5），下面的石墨板（5）上开设有若干个孔（6），便于熔化的金属液体从孔（6）往下滴落。
3.根据权利要求1或2所述测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，其特征在于：在取样箱（10）内，对应接料坩埚（11）设置滴落摄像头（13），与控制装置连接的滴落摄像头（13）监控并摄取接料坩埚（11）内的景象，将摄取的图像输入控制装置内。
4.根据权利要求1或2所述测定铁矿石熔滴点的熔滴炉，其特征在于：
在接料坩埚（11）中设置由一绝缘层包裹的导线，导线的另一端接一报警铃（12）。
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