CN102304598A - 一种熔化气化炉布料模拟试验装置 - Google Patents

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罗志国
李海峰
邹宗树
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Abstract

本发明提供一种熔化气化炉布料模拟试验装置，属于冶金技术领域，该装置包括储料仓、螺旋给料器、万向布料器、炉身主体、接料装置、螺旋排料器、回收料仓、挡板布料器、供气装置、测压装置和自动控制电柜；应用本试验装置，可以容易地明晰布料参数对料面形状、空隙度、粒度、矿焦比的影响，明确不同布料模式与布料形成过程的关系，真实地展现布料操作工艺过程，方便观摩和操作，设备操作方便，自动化程度高，使用可靠，控制精密，故障率低；在科研方面可以研究熔化气化炉的新型混合布料规律，在教学方面可以通过本试验装置了解混合布料的操作原理和工艺流程。

Description

一种熔化气化炉布料模拟试验装置
技术领域
本发明属于冶金技术领域，为非高炉炼铁布料制度技术，特别涉及一种应用于科研和教学的熔化气化炉布料模拟试验装置。 
背景技术
目前，世界上已投入工业化生产的非高炉炼铁工艺中熔融还原COREX工艺是最成熟的一种新工艺。COREX工艺在布料规律研究上还存在很多的问题需要探索和解决，实践表明，布料制度是影响COREX工艺顺行、高产和低耗的重要调剂手段。通过调节布料制度，可直接影响到炉内径向炉料分布、料层结构、煤气流分布等情况，对于研究者如何熟知和解决这些问题是一项十分重要的课题，掌握布料规律及其调控技术，是保证COREX下部熔化气化炉长期处于良好工作状态的关键环节。 
目前研究布料的方法主要有现场实测法和物理模型实验法，现场实测法需搭建平台，消耗大量原材料，费时费力，并只能在开炉前或停修时使用，极其不便。物理模型实验法可了解布料规律，但是目前大多物理实验装置自动化程度低，参数调节大部分由人工调节实现，精确度低，误差较大，不能精确地测量和分析动态布料的规律。 
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种熔化气化炉布料模拟试验装置，该装置同时具备动态布料、观察，测定、分析等多种功能。 
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 
本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置，包括储料仓、螺旋给料器、万向布料器、炉身主体、接料装置、螺旋排料器、回收料仓、挡板布料器、供气装置、测压装置和自动控制电柜；
所述储料仓与螺旋给料器相连接；
所述炉身主体由两个半圆周模型构成，炉身主体的中间设有一个竖直的可移动隔板，该隔板将炉身主体分成前后两部分，炉身主体上部中心设有万向布料上料口，其上部还设有挡板布料上料口、排气口，其中下部的边壁上开有若干风口，该风口连接有下料管；
所述万向布料器包括垂直下降管和溜槽，安装在炉身主体的万向布料上料口处，其中垂直下降管位于炉身主体外，溜槽位于炉身主体内；
所述挡板布料器包括垂直下料管、倾斜下料管和挡板，安装在炉身主体的挡板布料上料口处，其中垂直下料管、倾斜下料管位于炉身主体外，挡板位于炉身主体内；
所述垂直下料管的下端与倾斜下料管的侧面相交，挡板与倾斜下料管的下端通过轴接的方式相连接；
所述接料装置水平置在炉身主体内的中部；
所述螺旋排料器的一端与下料管相连接，其另一端连接回收料仓；
所述供气装置包括气体分配器、气体质量流量控制器、储气罐、空气压缩机，空气压缩机与储气罐相连接，储气罐通过气体质量流量控制器与气体分配器相连接；
所述气体分配器环绕在炉身主体中下部的外围，并与炉身主体中下部边壁上的风口相连接；
所述测压装置包括压力传感器，压力传感器安装在炉身主体内的挡板上；
所述自动控制电柜包括操作按钮、显示器、计算机、PLC（可编程序控制器）。
本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置的有益效果：应用本试验装置，可以容易地明晰布料参数对料面形状、空隙度、粒度、矿焦比的影响，明确不同布料模式与布料形成过程的关系，真实地展现布料操作工艺过程，方便观摩和操作，设备操作方便，自动化程度高，使用可靠，控制精密，故障率低；在科研方面可以研究熔化气化炉的新型混合布料规律，在教学方面可以通过本试验装置了解混合布料的操作原理和工艺流程（可实现单环、多环、扇形、定点多种布料方式），以便将理论知识和实际生产相结合。 
附图说明
图1为本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置的结构示意图； 
图2为本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置的控制流程图；
图中  1、储料仓，2、螺旋给料器，3、垂直下降管，4、万向布料器，5、溜槽，6、排气口，7、炉身主体，8、挡板，9、接料装置，10、压力传感器，11、风口，12、螺旋排料器，13、回收料仓，14、垂直下料管，15、倾斜下料管，16、挡板布料器，17、操作按钮，18、显示器，19、计算机，20、自动控制电柜，21、气体分配器，22、气体质量流量控制器，23、储气罐，24、空气压缩机，25、下料管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置做进一步详细描述。 
本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置，如图1所示，包括储料仓1、螺旋给料器2、万向布料器4、炉身主体7、接料装置9、螺旋排料器12、回收料仓13、挡板布料器16、供气装置、测压装置和自动控制电柜20； 
所述储料仓1与螺旋给料器2相连接；
所述炉身主体7由两个半圆周模型构成，炉身主体7的中间设有一个竖直的可移动隔板，该竖直隔板将炉身主体分成前后两部分，炉身主体7上部中心设有万向布料上料口，其上部还设有挡板布料上料口、排气口6，其中下部的边壁上开有若干风口11，该风口11连接有下料管25；
所述万向布料器4包括垂直下降管3和溜槽5，安装在炉身主体7的万向布料上料口处，其中垂直下降管3位于炉身主体7外，溜槽5位于炉身主体7内；
所述挡板布料器16包括垂直下料管14、倾斜下料管15和挡板8，安装在炉身主体7的挡板布料上料口处，其中垂直下料管14、倾斜下料管15位于炉身主体7外，挡板8位于炉身主体7内；垂直下料管14的下端与倾斜下料管15的侧面相交，挡板8与倾斜下料管15的下端通过轴接的方式相连接；
所述接料装置9水平置在炉身主体7内的中部；
所述螺旋排料器12的一端与下料管25相连接，其另一端连接回收料仓13；
所述供气装置包括气体分配器21、气体质量流量控制器22、储气罐23、空气压缩机24，空气压缩机24与储气罐23相连接，储气罐23通过气体质量流量控制器22与气体分配器21相连接；
所述气体分配器21环绕在炉身主体7中下部的外围，并与炉身主体7的中下部的边壁上的风口11相连接；
所述测压装置包括压力传感器10，压力传感器10安装在炉身主体7内的隔板上；
所述自动控制电柜20包括操作按钮17、显示器18、计算机19、PLC（可编程序控制器）；
本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置工作过程：
将炉料通过螺旋给料器2从储料仓1中排入到垂直下降管3或垂直下料管14中，通过万向布料器4、挡板布料器16将炉料装入到设定高度，调节螺旋给料机2的转速控制下料速度，根据布料模式的要求，通过自动控制电柜20的操作按钮17操作对溜槽转速、溜槽倾角等布料参数进行设定，待达到设定高度时，调节螺旋排料器12到设定的转速开始排料，并使上部加料与下部排料的速度相等；同时打开气体质量流量控制器22和风口11的阀门，使压缩空气通过气体分配器21进入到炉身主体7内。
通过高速摄影仪跟踪拍摄炉料的动态布料过程，经计算机软件处理获得料流轨迹、落点位置，若加上垂直探尺还可以对布料后的料面形状进行测定。实验结束后，可用接料装置9取样分析获悉炉料在炉内径向上的矿焦分布、物料粒度分布及空隙度分布信息。 
实验过程中可根据布料制度的不同对万向布料器4、挡板布料器16进行具体调配，若为定点布料，则可单独使用万向布料器4用于研究中心加焦和边缘加焦的模拟过程，若为混合布料制度，则可加上挡板布料器16用于研究熔化气化炉混合布料模拟过程。 
可根据实验要求对万向布料器4的溜槽长度、直径和挡板布料器16的挡板形状、位置进行具体调配更换组合，用于研究不同布料器下所形成的料柱信息。 
实验过程中记录压力传感器10的数值，通过自动控制电柜的显示器18显示不同时刻各个测压点处的压力变化曲线，取稳定后数值进行分析，这样可以得出炉内气流分布情况。 
利用该布料模拟试验装置，在实验室内可了解如何分析混合布料规律的研究方法，在科研方面可以用其研究结果为实际生产提供参考和指导，在教学方面可以提供操作流程平台，加深对理论知识的理解。 
本发明的熔化气化炉布料模拟试验装置的控制流程图，如图2所示。 

Claims (3)

1.一种熔化气化炉布料模拟试验装置，其特征在于：包括储料仓（1）、螺旋给料器（2）、万向布料器（4）、炉身主体（7）、接料装置（9）、螺旋排料器（12）、回收料仓（13）、挡板布料器（16）、供气装置、测压装置和自动控制电柜（20）；
所述储料仓（1）与螺旋给料器（2）相连接；
所述炉身主体（7）由两个半圆周模型构成，炉身主体（7）的中间设有一个竖直的可移动隔板，该竖直隔板将炉身主体分成前后两部分，炉身主体（7）上部中心设有万向布料上料口，其上部还设有挡板布料上料口、排气口（6），其中下部的边壁上开有若干风口（11），该风口（11）连接有下料管（25）；
所述万向布料器（4）安装在炉身主体（7）的万向布料上料口处；
所述挡板布料器（16）安装在炉身主体（7）的挡板布料上料口处；
所述接料装置（9）水平置在炉身主体（7）内的中部；
所述螺旋排料器（12）的一端与下料管（25）相连接，其另一端连接回收料仓（13）；
所述供气装置包括气体分配器（21）、气体质量流量控制器（22）、储气罐（23）、空气压缩机（24），空气压缩机（24）与储气罐（23）相连接，储气罐（23）通过气体质量流量控制器（22）与气体分配器（21）相连接；
所述气体分配器（21）环绕在炉身主体（7）中下部的外围，并与炉身主体（7）的中下部的边壁上的风口（11）相连接；
所述测压装置包括压力传感器（10），压力传感器（10）安装在炉身主体（7）内的隔板板上。
2.如权利要求1所述的熔化气化炉布料模拟试验装置，其特征在于：所述万向布料器（4）包括垂直下降管（3）和溜槽（5），其中垂直下降管（3）位于炉身主体（7）外，溜槽（5）位于炉身主体（7）内。
3.如权利要求1所述的熔化气化炉布料模拟试验装置，其特征在于：所述挡板布料器（16）包括垂直下料管（14）、倾斜下料管（15）和挡板（8），其中垂直下料管（14）、倾斜下料管（15）位于炉身主体（7）外，挡板（8）位于炉身主体（7）内；垂直下料管（14）的下端与倾斜下料管（15）的侧面相交，挡板（8）与倾斜下料管（15）的下端通过轴接的方式相连接。
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