CN102620983B - 一种炉料高温还原热抗压强度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炉料高温还原热抗压强度检测装置，包括炉体和炉体内的检测装置主体，所述检测装置主体外周设置有加热装置；设置煤气输送调节装置，煤气输送调节装置包括位于检测装置主体底部的煤气进气口、位于检测装置主体中部的煤气导向盖和位于检测装置主图上部的煤气出口；试样盘位于煤气导向盖附近；设置热电偶，热电偶由检测装置主体底部贯穿到试样盘附近；设置压溃控制装置，包括试样盘上方的压杆，与压杆连接的压力传感器和位移传感器，以及气缸。本发明通过设置一个在高温状态下测定球团矿料还原热的装置，可以准确反映球团矿在高温还原状态下的强度，避免了以往只能在冷却后测量球团矿的强度的测定误差。

Description

一种炉料高温还原热抗压强度检测装置

技术领域

本发明涉及一种强度检测装置，具体涉及一种矿料还原热抗压强度检测装置。

背景技术

球团矿为高炉或竖炉冶炼的重要炉料之一，其抗压强度是冶炼过程中最重要的指标之一。球团矿强度的好坏关系着高炉或竖炉料柱的压差的高低，影响着高炉或竖炉的顺行。掌握球团矿的强度对于优化高炉或竖炉的炉料结构具有重要的意义。

球团矿的强度分为冷强度和热强度。冷强度主要反映球团矿在转运过程中破碎的情况，而还原过程中的热强度则反映高炉或还原竖炉内球团矿在冶炼过程中的行为。一直以来，冷强度主要通过测量抗压强度来评价；而热强度则是用球团矿还原冷却后的转鼓强度或者还原冷却后的抗压强度来评价。事实上，球团矿还原冷却后的转鼓强度或抗压强度并不能够真正反映球团矿在高温还原状态下的强度，因为在高温还原过程中，球团矿会具有很强的软粘性，在低温条件下其形状会发生很大的变化，难以用还原后的转鼓来评价高温状态下的强度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种可以在加热状态下评价炉料还原热抗压强度的检测装置。

本发明的技术方案是，一种炉料高温还原热抗压强度检测装置，包括炉体和炉体内的检测装置主体，

所述检测装置主体外周设置有加热装置；

设置煤气输送调节装置，所述煤气输送调节装置包括位于所述检测装置主体底部的煤气进气口、位于所述检测装置主体中部的煤气导向盖和位于所述检测装置主体上部的煤气出口；

设置试样盘，所述试样盘位于所述煤气导向盖附近；设置热电偶，所述热电偶由所述检测装置主体底部贯穿到所述试样盘附近；

设置压溃控制装置，所述压溃控制装置包括位于所述试样盘上方的压杆，与所述压杆连接的压力传感器和位移传感器，以及与所述压力传感器连接的气缸。

其中，在本发明的炉料高温还原热抗压强度检测装置中，在所述炉体底部还设置有传动电机和控制传动电机旋转的计算机。

其中，整个检测设置有PLC，所述加热装置与热电偶在PLC和计算机的控制下完成炉子的升温控制。

进一步地，所述检测装置主体上设有气封入口。

其中，在所述炉体上设置有一观察口。

进一步地，所述炉体上的观察口处设置有一摄像监控装置。使用者可以通过所述摄像监控装置观察所述检测装置内部。

进一步地，所述试样盘的下方设有抗压耐火填充料。

其中优选的是，所述试样盘在所述传动电机驱动下转动，所述试样盘上设有凹槽。

进一步地，在本发明的炉料高温还原热抗压强度检测装置中，所述炉体外设置有支撑整个炉体和检测装置主体的底座和支架。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明提供了一种可以在高温还原状态下检测球团矿高温还原过程中的强度变化的装置，主要用于冶金实验室研究和分析球团矿从低温到高温还原过程中的抗压强度变化，不必再像以前待球团矿料矿冷却后测量球团矿的强度，方便操作。通过设置摄像监控装置，可以使整个过程在可视化情况下进行，方便整个检测工作的进行。通过设置以传动电机和试样盘为主体的角度旋转调整装置，使试样盘旋转，这样一次可同时放入多个样品，仅通过旋转使样品依次对准压杆即可，这样简化了操作程序。通过计算机的控制，进一步简化了工作流程，使检测效率更高。

由于球团矿还原冷却后的转鼓强度或抗压强度并不能够真正反映球团矿在高温还原状态下的强度，因为在高温还原过程中，球团矿会具有很强的软粘性，在低温条件下其形状会发生很大的变化，难以用还原后的转鼓来评价高温状态下的强度。本发明通过设置一个在高温状态下测定球团矿料还原热的装置，可以准确反映球团矿在高温还原状态下的强度，避免了以往的测定误差。

附图说明

图1是本发明的设备工艺原理图。

图2是本发明检测装置的整体框架图。

图3是本发明的检测装置主体结构示意图。

图中，1-传动电机；2-热电偶；3-煤气进气口；4-抗压耐火填充料；5-试样盘；6-试样；7-煤气导向盖；8-加热装置；9-压杆；10-煤气出口；11-气封入口；12-压力传感器；13-位移传感器；14-气缸；15-底座及支架；16-摄像监控装置；17-炉体。

具体实施方式

以下通过具体的实施过程来详述本发明。

本发明的检测装置，见附图。其中附图1设备的工艺原理图，附图2为检测装置的整体框架图，附图3为检测装置主体示意图。

如图2所示，本发明的炉料高温还原热抗压强度检测装置主要分为炉体和检测装置主体两大部分，其中检测装置主体大致分为加热装置、煤气输送调节装置、温控装置(即热电偶2)、和压渍控制装置。主要由炉体17，加热装置8、热电偶2、气缸14，压力传感器12和位移传感器13，压杆9、抗压耐火填充料4、摄像监控装置16，传动电机1等组成，炉体17外设置有用于支撑的底座和支架15，炉体对整个检测装置主体起到保温作用。

加热装置8设在所述检测装置主体外周；所述煤气输送调节装置包括位于所述检测装置主体底部的煤气进气口3、位于所述检测装置主体中部的煤气导向盖7和位于所述检测装置主体上部的煤气出口10；试样盘5位于所述煤气导向盖7附近；热电偶2由所述检测装置主体底部贯穿到所述试样盘5附近；所述压溃控制装置包括所述试样盘5上方的压杆9，与所述压杆9连接的压力传感器12和位移传感器13，以及与所述压力传感器12连接的气缸14。

本发明检测装置的还可以设置有计算机，计算机与所述传动电机1连接，所述传动电机1在计算机的控制下旋转。也可设置有PLC，所述加热装置8与热电偶2在PLC和计算机的控制下完成炉子的升温控制。

在检测装置主体上设有气封入口11，可以通入氮气进行气封。

在一个实施方式中，所述炉体17上设置有一摄像监控装置16，使用者通过所述摄像监控装置16观察所述检测装置内部。也可以不设置摄像监控装置，直接通过炉体17上的观察口来观察内部情况。

在另一个实施方式中，所述试样盘5的下方设有抗压耐火填充料4，该抗压耐火填充料的设置可以对上方装置起到支撑作用。

所述试样盘在所述传动电机驱动下转动，所述试样盘上设有凹槽。试样盘通过传动电机驱动下转动，这样可以使得试样盘一次性放置多个样品，通过试样盘转动来依次进行观察测试。传动电机1带动整个上方的试样盘5、试样6、煤气压盖7整体转动，试样盘5下方的为光滑石墨凸台，石墨凸台是不转动的，图2中试样盘5与下方的石墨凸台在旋转的时候为滑动摩擦。试样盘5的角度调整主要是通过无极调速传动电机1和电脑程序来控制，而通过监控装置来确认。

试验时，将16个粒度为12～14mm的球团矿试样放置在试样盘5的凹槽上。按规定混合好的煤气从煤气入口3通入，经过从抗压耐火填充料4与耐热不锈钢的边壁的孔道上去，从球团矿试样6下部或边缘通入对球团矿进行还原，还原后的尾气从出口10排出燃烧。气封入口11为氮气入口，对气缸14下的压杆9与炉盖的间隙实行气封，保证煤气不泄露，此外每次试验开始或结束前都应先通入不短于5分钟左右的氮气以便排出空气。

加热装置8(即电阻丝)与热电偶2在PLC和电脑的控制下完成炉子的升温控制。传动电机1在电脑的控制下可以顺时针和逆时针旋转，可使得试样盘上的球团试样6位于压杆9的正下部，这可通过安装于摄像口16处的摄像装置得到校正和确认。

根据实验的要求，待球团矿试样还原到指定的温度或时间后，电脑控制的气缸使得压杆缓慢向下移动，位移传感器记录了压杆往下移动的距离。位移传感器通过设定可以限定压杆9在接触球团矿试样后下压的最大距离。电脑记录了压力传感器12每次压溃球团矿的最大压力值。通过电脑操作控制传动电机可以逐一完成对16个球团矿压溃强度的检测。

具体地，选取10至16个粒度为12～14mm的球团矿，放置在试样盘5的凹槽上，试样盘5上圆周均匀分布了10～16个凹槽，每个凹槽上放置一个球团。然后在电脑控制程序里设定升温制度和对应的还原煤气成分、流量。接着打开通往气封口11的氮气，先吹扫5～10分钟，以便清除炉内的空气。然后点击启动的按钮，炉子开始程序升温。到达指定的温度后，开始恒温，同时停止煤气的通入。通过监控装置观察、校正并确认球团矿是否处于压杆9的正下方。然后点击测试按钮，电脑会显示并记录球团矿的压溃强度。然后点击旋转电机的按钮，调节试样盘5的位置使下一个球团矿试样位于压杆9的正下方，重复检测下一个球团矿试样的高温还原下的压溃强度。下表为不同温度水平下，两种球团矿A和B还原后热压溃强度的平均值。

表1 不同还原温度条件下A、B球团矿热抗压强度

温度，℃	A球团矿压溃强度，N	B球团矿压溃强度，N
			400	2321	2545
500	1958	2301
			600	901	1003
700	462	403
			800	183	86
900	98	46

本发明通过设置一个在高温状态下测定球团矿料还原热强度的装置，可以准确反映球团矿在高温还原状态下的强度，避免了以往只能在冷却后测量球团矿的强度的测定误差。

Claims (4)

1.一种炉料高温还原热抗压强度检测装置，包括炉体(17)和炉体(17)内的检测装置主体，其特征在于：

在所述炉体(17)底部还设置有传动电机(1)和控制传动电机(1)旋转的计算机；在所述炉体(17)上设置有一观察口；所述炉体(17)上的观察口处设置有一摄像监控装置(16)；所述检测装置主体外周设置有加热装置(8)；

设置煤气输送调节装置，所述煤气输送调节装置包括位于所述检测装置主体底部的煤气进气口(3)、位于所述检测装置主体中部的煤气导向盖(7)和位于所述检测装置主体上部的煤气出口(10)；

设置试样盘(5)，所述试样盘(5)位于所述煤气导向盖(7)附近；设置热电偶(2)，所述热电偶(2)由所述检测装置主体底部贯穿到所述试样盘(5)附近；所述试样盘(5)在所述传动电机(1)驱动下转动，所述试样盘(5)上设有凹槽；

设置压溃控制装置，所述压溃控制装置包括位于所述试样盘(5)上方的压杆(9)，与所述压杆(9)连接的压力传感器(12)和位移传感器(13)，以及与所述压力传感器(12)连接的气缸(14)。

2.根据权利要求1所述的炉料高温还原热抗压强度检测装置，其特征在于所述检测装置主体上设有气封入口(11)。

3.根据权利要求1所述的炉料高温还原热抗压强度检测装置，其特征在于所述试样盘(5)的下方设有抗压耐火填充料(4)。

4.根据权利要求1所述的炉料高温还原热抗压强度检测装置，其特征在于所述炉体(17)外设置有支撑整个炉体和检测装置主体的底座和支架(15)。