CN102435630B - 一种研究解剖烧结过程的试验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种研究解剖烧结过程的试验装置，包括烧结杯体，其特征是：圆柱型套筒内置于烧结杯体内的炉篦条上，圆柱型套筒由两个半圆柱型套筒组合而成，圆柱型套筒的高度为放置于烧结杯体内炉篦条上后，与烧结杯口平齐，圆柱型套筒中间设置隔板，半圆柱型套筒的底部均对称的设置支耳，套筒炉篦条放置在支耳上。使用方法是：烧结杯安装在抽风管道上，烧结杯与套筒间底部铺一层石棉绳，间隙由烘热的沙子填充，在套筒内装入烧结混合料，点火，烧结抽风；烧结后，通入氮气进行吹风冷却，在套筒隔板的一侧灌入环氧树脂，另一侧保持原状；对未灌环氧树脂的一侧从下至上分层取样，供化学分析。灌环氧树脂的一侧形成半个完整的烧结饼，供解剖、显微镜观察分析。

Description

一种研究解剖烧结过程的试验装置及其使用方法

技术领域：

本发明涉及冶金烧结领域，特别涉及烧结试验装置。

背景技术：

在烧结试验技术方面，通常用烧结杯试验装置，来检测铁矿烧结性能、摸索烧结工艺参数。试验开始后将添加有细粒燃料的烧结料混匀和制粒后，加入烧结杯中的炉篦条上，料面上端与烧结杯口平齐(如图1所示)，然后将点火器移至烧结杯的上方进行点火，同时烧结杯底部开始抽风，在炉篦下造成一定负压，空气从上向下通过烧结料层被抽走，料层表面着火的燃烧带随着上部燃料燃烧完毕，而逐步向下部料层移动。当燃烧带到达炉篦后，烧结过程就算终结。结束后对烧结矿进行检测分析，得出烧结生产率、成品率、垂直烧结速度、燃料单耗、烧结矿强度等指标。

烧结点火后的混合料由上而下烧结，烧结过程自下而上形成四个带——过湿带、干燥预热带、燃烧带及固结冷却带。烧结料层四个带的宏观结构特征，如厚度、结构等对烧结工艺指标有着重大的影响。

现有的烧结杯试验装置只能在烧结结束后，得到固结冷却带的烧结矿，对其进行冶金性能及岩矿相的检测分析。随着烧结技术的不断发展，科技人员对烧结过程四个带形成的宏观特征及微观结构研究更加关注，需要对其进行深入的研究。在本行业内研究解剖烧结过程方面还是个空白。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可以研究烧结过程的四带，较之以前单纯对固结冷却带-即烧结矿进行岩矿相检测，只能获取烧结终点信息的技术来讲，更具实用性和全面性的一种研究解剖烧结过程的试验装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种研究解剖烧结过程的试验装置，包括烧结杯体，其特征是：圆柱型套筒内置于烧结杯体内的炉篦条上，该圆柱型套筒是两个半圆柱型套筒组合成的，两个半圆柱型套筒的对接棱上下部，分别设置两个套筒紧固夹，通过螺栓与螺母将其连接成整体的圆柱型套筒，圆柱型套筒的高度为放置于烧结杯体内炉篦条上后，与烧结杯平齐，圆柱型套筒中间设置长方型隔板，所述每个半圆柱型套筒的底部均对称的设置支耳，套筒炉篦条放置在支耳上，套筒炉篦条与烧结杯内的炉篦条同向。

一种如上所述的一种研究解剖烧结过程的试验装置的使用方法如下，

a)烧结杯安装在抽风管道上，

b)将用圆柱型套筒同心放置于烧结杯内，烧结杯与套筒间底部铺一层石棉绳9；

c)烧结杯与套筒间隙由烘热的沙子填充，填充高度为距离套筒上口的距离18～22mm处；

d)在套筒内装入烧结混合料，所用各种原料的粒度要求均在3mm以下，返矿粒度5mm以下，料层高度为距离套筒上口距离为28～32mm处；

e)在料层上铺一层焦粉和木炭的混合物作点火燃料，然后用刨花点火，烧结抽风负压为5KP；

f)经过6-7分钟时停止烧结，将烧结杯从底座上抬下，放到另一个架子上，通入氮气进行吹风冷却：

从杯体上面或下面均可用乳胶管连接瓶装氮气通过一个密封罩吹入烧结料层，大约冷却15分钟，停氮气自然冷却。

g)杯体冷却至常温后，在套筒隔板的一侧灌入环氧树脂，另一侧保持原状；对未灌环氧树脂的一侧从下至上分层取样，供化学分析。灌环氧树脂的一侧形成半个完整的烧结饼，供解剖、显微镜观察分析。

本发明的优点是：能够捕捉烧结过程形成各个带的宏观情况及微观检测分析，并且可在烧结过程的同一带内进行化学成分、矿物组成及显微结构的对比分析。与现有只研究烧结终点成品矿的技术相比，对烧结过程的研究更具直观性和全面性。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明放置烧结料后烧结状态示意图；

图3为本发明圆柱型套筒主视图；

图4为本发明圆柱型套筒俯视图；

图5是基准点烧结中断剖面照片；

图6是配加稀土烧结中断剖面照片；

图7显示了从表层到烧结矿层形态的照片；

图8显示了从烧结矿层到燃烧层到干燥预热层形态的照片；

图9显示了过湿层形态的照片。

具体实施方式：

实施例1：

一种研究解剖烧结过程的试验装置，包括烧结杯体1，其特征是：圆柱型套筒3内置于烧结杯体1内的炉篦条4上，该圆柱型套筒3是两个半圆柱型套筒组合成的，两个半圆柱型套筒的对接棱上下部，分别设置两个套筒紧固夹11，通过螺栓与螺母将其连接成整体的圆柱型套筒3，圆柱型套筒3的高度为放置于烧结杯体内炉篦条4上后，与烧结杯平齐，圆柱型套筒中间设置长方型隔板8，所述每个半圆柱型套筒的底部均对称的设置支耳10，套筒炉篦条5放置在支耳10上，套筒炉篦条5与烧结杯内的炉篦条4同向。

烧结杯体1外侧壁对称设置两个供人工抬杯体的转柄2。

本发明进行试验时，参见图2、图3，为了能在烧结中断后将烧结饼完整取出，本发明装置套筒中间设置一长方型隔板8。套筒紧固夹11为中间带有孔洞的正方型小铁板，螺栓穿过孔洞与螺母将两个半圆柱型套筒连接成整体套筒。

试验所用烧结杯内径φ200mm，高度300mm；圆柱型套筒内径φ120mm。

一种如上所述的研究解剖烧结过程的试验装置的使用方法如下，

a)烧结杯安装在抽风管道上；

b)将用圆柱型套筒同心放置于烧结杯内，烧结杯与套筒间底部铺一层石棉绳；

c)烧结杯与套筒间隙由烘热的沙子7填充，填充高度为距离套筒高度20mm处；

d)在套筒内装入烧结混合料6，所用各种原料的粒度要求均在3mm以下，返矿粒度5mm以下，料层高度为距离套筒高度30mm处；

e)在料层上铺一层焦粉和木炭的混合物作点火燃料，然后用刨花点火，烧结抽风负压为5KP；

f)经过7分钟时停止烧结，将烧结杯从底座上抬下；

g)放到另一个架子上，通入氮气进行吹风冷却：

从杯体下面用乳胶管连接瓶装氮气通过一个密封罩吹入烧结料层，冷却15分钟，停氮气自然冷却；

g)杯体冷却至常温后，在套筒隔板的一侧灌入环氧树脂，另一侧保持原状；对未灌环氧树脂的一侧从下至上分层取样，供化学分析。灌环氧树脂的一侧形成半个完整的烧结饼，供解剖、显微镜观察分析。

表1列出了试验的过湿带及固结冷却带的化学成分分析结果。

表1   化学成分分析     ％

图5、图6为灌环氧树脂后的烧结饼解剖图，其中图5是基准点烧结中断剖面照片，图6是配加稀土烧结中断剖面照片，从图5、图6可以清晰看到自上而下可明显分为三带：烧结矿带即固结冷却带、过渡带(包括燃烧带及干燥预热带)、过湿带，都十分清楚。底部为过湿生料带，中部砖灰色为干燥预热及燃烧的综合部分，上部成型的为烧结矿带。

图7～图9中断烧结时，烧结矿的端面图，从上到下呈现着矿物结构的规律性变化，顶部为碎小粒状，再结晶程度很差，显然是由于上层烧结温度偏低，冷却过快造成的。往下小粒状结构消失，再结晶结构较发育。图7显示了从表层到烧结矿层的形态；图8显示了从烧结矿层到燃烧层到干燥预热层的形态；图9显示了过湿层的形态；燃烧层以下为未烧结的精矿、熔剂和燃料颗粒。

Claims (1)

1.一种研究解剖烧结过程的试验装置的使用方法，其特征是：该实验装置包括烧结杯体，其特征是：圆柱型套筒内置于烧结杯体内的炉篦条上，该圆柱型套筒是两个半圆柱型套筒组合成的，两个半圆柱型套筒的对接棱上下部，分别设置两个套筒紧固夹，通过螺栓与螺母将其连接成整体的圆柱型套筒，圆柱型套筒的高度为放置于烧结杯体内炉篦条上后，与烧结杯平齐，圆柱型套筒中间设置长方型隔板，所述每个半圆柱型套筒的底部均对称的设置支耳，套筒炉篦条放置在支耳上，套筒炉篦条与烧结杯内的炉篦条同向；圆柱型套筒与隔板的高度相等；

研究解剖烧结过程的试验装置的使用方法如下：

a)烧结杯安装在抽风管道上；

b)将圆柱型套筒同心放置于烧结杯内，烧结杯与套筒间底部铺一层石棉绳；

c)烧结杯与套筒间隙由烘热的沙子填充，填充高度为距离套筒上口的距离18～22mm处；

d)在套筒内装入烧结混合料，所用各种原料的粒度要求均在3mm以下，返矿粒度5mm以下，料层高度为距离套筒上口距离为28～32mm处；

e)在料层上铺一层焦粉和木炭的混合物作点火燃料，然后用刨花点火，烧结抽风负压为5KPa；

f)经过6-7分钟时停止烧结，将烧结杯从底座上抬下；

g)放到另一个架子上，通入氮气进行吹风冷却：

从杯体上面或下面均可用乳胶管连接瓶装氮气通过一个密封罩吹入烧结料层，冷却15分钟，停氮气自然冷却；

h)杯体冷却至常温后，在套筒隔板的一侧灌入环氧树脂，另一侧保持原状；对未灌环氧树脂的一侧从下至上分层取样，供化学分析，灌环氧树脂的一侧形成半个完整的烧结饼，供解剖、显微镜观察分析。

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