CN106644776B - 一种检测运动状态下生球团落下强度的方法 - Google Patents

一种检测运动状态下生球团落下强度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，属于铁矿球团技术领域。本发明具体步骤为；步骤一：选取球团，选取M个10‑18mm生球团；步骤二：球团落下检测，打开检测设备的电机控制开关，旋转驱动电机驱动底板转动，而后将生球团从检测设备的球团盛放部件下落至底板上，并记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录第i次下落表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜M时，继续将未出现裂纹的生球团从球团盛放部件落下到底板上，直至∑mi＝M；步骤三：数据处理落下强度：本发明不仅实现多个生球团落下强度的同时检测，而且实现了运动状态下生球团落下强度检测。

Description

一种检测运动状态下生球团落下强度的方法
技术领域
本发明涉及铁矿球团检测技术领域，更具体地说，涉及一种检测运动状态下生球团落下强度的方法。
背景技术
球团矿是球团法得到的产品，是将细磨精矿制成能满足钢铁冶炼要求的块状物料，其过程为：用细磨的铁精矿或含铁粉料、添加剂或粘结剂按一定的比例配料、混匀，经圆盘造球机滚动造球，并在造球的过程中不断加水，从而依靠毛细力和旋转运动的机械力造成直径8-18mm的生球团，生球团经皮带运输机运送至干燥设备，并采用干燥、焙烧或其它方法使之硬化固结[1]。球团矿根据不同方法可得氧化球团矿、冷固球团矿、金属化球团矿等。
球团矿具有品位高、强度好、粒度均匀、有害元素少等诸多优点，而且球团矿与高碱度烧结矿搭配可以减少高炉渣量，构成合理的高炉炉料结构，使高炉炼铁达到增产节焦，提高经济效益[2]。因此，球团矿已经成为钢铁行业的主要入炉原料之一，球团矿质量与球团矿成本也是钢铁企业降低成本的主要瓶颈。
铁精矿或含铁粉料、添加剂在造球机上造球生成合格生球团后，自动下落至转运皮带上，并皮带运输机将生球团转运至干燥、焙烧设备，在生球团转运的过程中，生球团要发生多次下落和碰撞，如果生球团落下强度达不到生产标准，将致使生球团在干燥、焙烧之前发生裂纹或粉碎。使得生球团焙烧后产生大量裂纹或者焙烧过程中产生大量粉末，不仅严重危害生球团焙烧设备的工艺操作，诱发各种事故，使作业率、产品的产量和质量指标造成严重影响，并且危害高炉操作和顺行。
经检索，发明创造的名称为：一种改进的烧结矿落下强度试验机[3](专利号：ZL201320170966.0，授权公告日：2013.10.30)公开了烧结矿落下强度的检测设备；发明创造的名称为：焦炭落下强度自动测定装置[4](专利号：ZL96226913.1，授权公告日：1998.03.18)，一种焦炭落下强度试验机[5](专利号：ZL201620016596.9，授权公告日：2016.06.08)公开了焦炭落下强度的检测设备。但是，现有的球团落下强度检测过程中，并没有专门的检测设备，往往是生产人员凭主观意识从一定高度落下，反复进行，直到生球产生裂纹为止，并记录落下次数。由于没有专门的检测设备，致使生球团落下强度检测过程中存在以下技术问题：(1)生球团落下强度检测过程中不仅主观因素过多，而且现有的生球团落下强度检测装置往往难以有效地模拟球团生产现场的实际运动、碰撞的下落情况进行落下强度检测，造成球团落下强度检测不准确，难以为实际生产提供必要的技术支持；(2)为了使球团落下强度检测值具有代表性，往往需要选择较大的检测样本，需要选取多个生球团进行检测，致使生球团落下强度检测效率低下；以上问题严重限制了生球团落下强度的快速、准确检测，此问题亟需解决。
参考文献：
[1]荚万明.球团矿生产中造球过程的分析[C]，2010年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会论文集，北京：2010.
[2]周取定，孔令坛.铁矿石造块理论及工艺[M].北京：冶金工业出版社，1989.
[3]河北钢铁股份有限公司邯郸分公司.一种改进的烧结矿落下强度试验机，中国，ZL201320170966.0[P]，2013.10.30.
[4]冶金工业部鞍山热能研究院.焦炭落下强度自动测定装置，中国，ZL96226913.1[P]，1998.03.18.
[5]唐山钢铁集团有限责任公司.一种焦炭落下强度试验机，中国，ZL201620016596.9[P]，2016.06.08.
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有技术中，没有专门的生球团落下强度检测设备，致使检测得到的生球团落下强度准确性差的不足，提供一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，专门应用于生球团由运动状态下落时的落下强度的检测方法，从而实现生球团落下强度的快速、准确检测。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，具体步骤为：
步骤一：选取球团
采用10mm和18mm的圆孔筛，选取M个10-18mm生球团；
步骤二：球团落下检测
打开检测设备的电机控制开关，旋转驱动电机驱动底板转动，而后将生球团从检测设备的球团盛放部件下落至底板上，生球团与底板发生碰撞时，在水平方向上与生球团底板保持相对运动状态，并记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录第i次下落表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜M时，继续将未出现裂纹的生球团从球团盛放部件落下到底板上，直至∑mi＝M，结束球团落下检测操作；
步骤三：数据处理
落下强度：
其中：n表示落下强度，单位：次/0.5m；mi表示落下i次时出现裂纹的生球团数量，单位：个；i表示球团的落下次数，单位：次/0.5m；M为选取的生球团数量，单位：个。
1)通过驱动底板进行转动，从而使得生球团运动状态下的落下强度检测，克服了现有的检测方法检测得到的生球团落下强度无法表征实际生产落下强度的问题，有效地检测出生球团运动状态下落时的落下强度，打破了现有检测方法的技术偏见；
2)将生球团由0.5m处落下到底板上，实现了同时对多个生球团落下强度的检测，从而提高了生球团落下强度的检测效率；
3)计算落下强度：大大提高了数据的处理效率，可以实现生球团落下强度的快速数据处理。
优选地，所述的步骤二的具体步骤如下：
(1)将生球团放入检测设备的球团盛放部件前，旋转转动杆驱动下篦板，使下球团篦孔与上球团篦孔错开而关闭篦孔，将生球团放入球团盛放部件后，在上篦板中部设置有球团分散机构的作用下，放入的生球团自动分散至上篦板边缘处的上球团篦孔中；
(2)待生球团静止后，打开检测设备的电机控制开关，旋转驱动电机驱动底板转动，而后再旋转转动杆驱动下篦板，使下球团篦孔与上球团篦孔重合而打开篦孔，生球团由篦孔下落至底板上；
(3)记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜M时，则将未出现裂纹的生球团放入球团盛放部件，重复上述步骤和步骤的操作，直至∑mi＝M，结束球团落下检测操作。
1)在球团分散机构的作用下，生球团自动分散至上篦板边缘处的上球团篦孔中，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性；
2)待生球团静止后，再使生球团由篦孔自由下落至底板上，避免生球团落下强度检测过程中具有初始速度，缓慢旋转下篦板，使生球团在没有初速度的情况下自由下落，从而准确的检测生球团的落下强度；
3)旋转下篦板，使得生球团由球团盛放部件同时落下，从而防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性。
优选地，所述的检测设备包括底板、支撑架、球团盛放部件、旋转驱动电机和操作平台；所述的操作平台为水平的设置的工作台，所述的旋转驱动电机设置于操作平台的上表面，旋转驱动电机的顶部设置有电机旋转轴，该电机旋转轴与底板相固连，旋转驱动电机通过电机旋转轴驱动底板转动；所述的底板为水平设置，底板的周围设置有挡板，所述的操作平台上固定设置有支撑架，所述的支撑架上部设置有球团盛放部件，该球团盛放部件为水平设置，球团盛放部件垂直投影位于底板的垂直投影范围内；所述的球团盛放部件包括球团分散机构、球团挡板和上篦板，所述的上篦板为水平设置，球团挡板设置于上篦板圆周边缘处，所述的球团分散机构设置于上篦板中部，用于将球团分散至上篦板的边缘位置，所述的球团分散机构与球团挡板之间的上篦板上设置有上球团篦孔。上述方案达到如下功能：
1)球团盛放部件包括球团分散机构，检测的过程中，将生球团放入球团盛放部件后，在球团分散机构的作用下，生球团自动分散至上篦板圆周边缘位置，并自动进入球团分散机构与球团挡板之间的上球团篦孔中，从而防止生球团在球团盛放部件中发生聚集，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性；
2)旋转驱动电机通过电机旋转轴驱动底板转动，从而使得生球团相对于底板处于运动状态，实现了生球团运动状态下的落下强度检测，该检测设备可以有效地模拟球团生产过程中下落条件，从而有效地表征实际生产过程中的球团落下强度，打破了现有检测方法的技术偏见，具有突出的实质性特点和显著的进步；
3)该球团盛放部件为水平设置，球团盛放部件的上篦板上设置有上球团篦孔，使得检测球团落下强度的过程中，生球团由上篦板的上球团篦孔下落，使得生球团可以准确的从固定高度下落，保证了生球团落下强度检测的准确性；
4)底板的周围设置有挡板，在挡板的作用下，防止了生球团由上篦板下落至底板后滚动至底板外部；
5)上篦板圆周边缘处设置有球团挡板，防止生球团直接由上篦板圆周边缘处滚动落下，影响落下强度检测的准确性。
优选地，所述的球团分散机构的中部通过斜面或圆弧面延伸至边缘位置，且球团分散机构的中部高于边缘位置。上述方案达到如下功能：
球团分散机构的中部高于边缘位置，将生球团置于球团分散机构后，生球团在重力的作用下，自动沿着斜面或圆弧面分散至上篦板的上球团篦孔中，并由上球团篦孔下落至底板上，进行球团落下强度检测；有效防止了生球团在球团盛放部件中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差。
优选地，所述的球团分散机构为球面凸起，球面凸起通过斜面或圆弧面延伸至上球团篦孔边缘。上述方案达到如下功能：
球团分散机构为凸起，生球团在凸起的作用下自动分散至上球团篦孔中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
优选地，所述的球团分散机构为圆台，该圆台下底面与上篦板上表面相连，且圆台上底面半径小于下底面半径。上述方案达到如下功能：
球团分散机构为圆台，生球团在圆台的作用下，由圆台的侧面自动分散至上球团篦孔中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
优选地，所述的球团分散机构为圆锥，该圆锥底面与上篦板上表面相连。上述方案达到如下功能：
球团分散机构为圆锥，生球团在圆锥的作用下，由圆锥的侧面自动分散至上球团篦孔中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
优选地，所述的球团盛放部件还包括下篦板，上篦板下部设置有轴承定子，下篦板上设置有与上述轴承定子相配合的轴承转子，下篦板通过轴承转子与上篦板转动连接，所述的下篦板上对应的设置有与上球团篦孔相配合的下球团篦孔。上述方案达到如下功能：
1)下篦板通过轴承转子与上篦板转动连接，下篦板上对应的设置有与上球团篦孔相配合下球团篦孔，旋转下篦板，将下球团篦孔与上球团篦孔旋转到对应位置，下球团篦孔与上球团篦孔贯通，在球团分散机构作用下，分散至上球团篦孔中的生球团，同时下落至底板上，实现了多个生球团落下强度的同时检测，提高了生球团检测的效率；
2)如果生球团在检测落下强度的过程中，生球团由球团盛放部件先后下落至底板，极易造成生球团落下的过程中，后下落的生球团与先落下的生球团发生碰撞，从而影响生球团落下强度检测的准确性，旋转下篦板，使得生球团由球团盛放部件同时落下，从而防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性；
3)生球团在球团分散机构作用下分散至上球团篦孔后，待生球团在上球团篦孔中稳定后，缓慢旋转下篦板，使生球团在没有初速度的情况下自由下落，从而准确的检测生球团的落下强度。
优选地，所述的支撑架的下部固定设置在底板的边缘位置，支撑架的上部通过固定支杆与球团盛放部件相固连。上述方案达到如下功能：
支撑架可以将球团盛放部件固定在底板上部，使得生球团在球团盛放部件中，由固定的高度下落至底板上，并实现生球团落下强度的准确检测。
优选地，所述的上篦板上至少设置10个上球团篦孔，上球团篦孔的直径为：20-25mm。上述方案达到如下功能：
1)上篦板上至少设置10个上球团篦孔，使得该检测装置可以同时检测多个生球团的落下强度，从而提高了生球团落下强度的检测效率；
2)上球团篦孔和的直径为：20-25mm，检测的过程中，生球团可以顺利的由上球团篦孔下落，进行生球团落下强度的快速检测，而且防止直径过大的生球团进行落下强度检测。
优选地，所述的操作平台上设置有电机控制开关，电机控制开关控制旋转驱动电机启停。
优选地，所述的电机旋转轴的轴心和底板的轴心在同一条直线上。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，创新的提出了同时对多个生球团落下强度的检测，从而提高了生球团落下强度的检测效率，并提出生球团落下强度全新的计算方法，落下强度：大大提高了数据的处理效率，可以实现生球团落下强度的快速数据处理；
(2)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，通过驱动底板进行转动，从而使得生球团运动状态下的落下强度检测，克服了现有的检测方法检测得到的生球团落下强度无法表征实际生产落下强度的问题，有效地检测出生球团运动状态下落时的落下强度，打破了现有检测方法的技术偏见，并有效地表征实际生产过程中的球团落下强度；
(3)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，在生球团落下强度检测过程中，在球团分散机构的作用下，生球团自动分散至上篦板边缘处的上球团篦孔中，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性，并且待生球团静止后，再使生球团由篦孔自由下落至底板上，避免生球团落下强度检测过程中具有初始速度，缓慢旋转下篦板，使生球团在没有初速度的情况下自由下落，从而准确的检测生球团的落下强度；并且该方法使生球团由球团盛放部件同时落下，从而防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性。
(4)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，球团盛放部件包括球团分散机构，检测的过程中，将生球团放入球团盛放部件后，在球团分散机构的作用下，生球团自动分散至上篦板圆周边缘位置，并自动进入球团分散机构与球团挡板之间的上球团篦孔中，从而防止生球团在球团盛放部件中发生聚集，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性；
(5)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，该球团盛放部件为水平设置，球团盛放部件的上篦板上设置有上球团篦孔，使得检测球团落下强度的过程中，生球团由上篦板的上球团篦孔下落，使得生球团可以准确的从固定高度下落，保证了生球团落下强度检测的准确性；
(6)本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，球团分散机构的中部高于边缘位置，将生球团置于球团分散机构后，生球团在重力的作用下，自动沿着斜面或圆弧面分散至上篦板的上球团篦孔中，并由上球团篦孔下落至底板上，进行球团落下强度检测；有效防止了生球团在球团盛放部件中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差；
附图说明
图1为本发明俯视角度的上篦板和下篦板的连接配合图；
图2为本发明仰视角度的上篦板和下篦板的连接配合图；
图3为本发明实施例1的球团盛放部件的剖面结构示意图；
图4为本发明实施例1的整体结构示意图；
图5为本发明实施例2的球团盛放部件的剖面结构示意图；
图6为本发明实施例3的球团盛放部件的剖面结构示意图；
图7为本发明实施例4的球团盛放部件的剖面结构示意图；
图8为本发明实施例6的挡板和球团挡板的垫片结构示意图；
图9为本发明生球团与底板表面碰撞时的速度合成示意图；
图10为本发明检测方法的流程图。
示意图中的标号说明：
1、底板；101、挡板；2、支撑架；3、固定支杆；4、球团盛放部件；401、球团分散机构；402、球团挡板；403、上球团篦孔；404、上篦板；405、轴承定子；406、分散导向机构；5、下篦板；501、轴承转子；502、转动杆；503、下球团篦孔；6、垫片；700、旋转驱动电机；701、电机旋转轴；800、操作平台；801、电机控制开关；802、转速调节器。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
下文对本发明的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本发明的元件和特征由附图标记标识。
实施例1
结合图1、图2、图3、图4、图9和图10，本发明开创性的设计了专门应用于生球团落下强度的检测装置，在大大提高生球团落下强度的检测准确性的同时，大大提高了生球团落下强度的检测效率。此外，本发明提供了全新的生球团落下强度检测方法，创造性地提出了多个生球团落下强度的同时检测，操作人员的劳动强度仅为原有检测方法的1/10，大大提高了实验人员的检测效率，具有突出的实质性特点和显著地进步。
本发明的一种运动状态下生球团落下强度的检测设备，包括底板1、支撑架2、球团盛放部件4、旋转驱动电机700和操作平台800；所述的操作平台800为水平的设置的工作台，所述的旋转驱动电机700设置于操作平台800的上表面，旋转驱动电机700的顶部设置有电机旋转轴701，该电机旋转轴701与底板1相固连，所述的操作平台800上设置有电机控制开关801，电机控制开关801与旋转驱动电机700通过导线电连接，打开电机控制开关801能控制旋转驱动电机700转动，旋转驱动电机700通过电机旋转轴701驱动底板1转动；操作平台800上设置有电机控制开关801，电机控制开关801控制旋转驱动电机700启停，电机控制开关801与旋转驱动电机700通过导线电连接，打开电机控制开关801能控制旋转驱动电机700转动。本发明以底板1的旋转运动实现了生球团相对于底板1的相对运动，使得生球团相对于底板1运动状态下的落下强度检测。
此外，操作平台800上设置有转速调节器802，转速调节器802与旋转驱动电机700通过导线电连接，转速调节器802能调节旋转驱动电机700的转速，调节底板1的旋转速度，从而调节生球团相对于底板1的水平运动速度。上述的底板1为水平设置，所述的底板1为5mm厚的圆形钢板，所述的电机旋转轴701的轴心、底板1的轴心和球团盛放部件4的轴心在同一条直线上，即电机旋转轴701、底板1和球团盛放部件4同轴，从而防止不同上球团篦孔403的生球团相对于底板1的瞬时速度不同。检测球团落下强度的过程中，生球团由上篦板404的上球团篦孔403下落，上篦板404下表面与底板1上表面之间的竖直距离为0.5m，生球团可以准确的从固定高度下落，从而保证了生球团落下强度检测的准确性。底板1的周围设置有挡板101，挡板101的高度为：30mm，在挡板101的作用下，有效地防止了生球团由上篦板404下落至底板1后滚动至底板1外部。
上述的操作平台800上固定设置有支撑架2，所述的支撑架2上部设置有球团盛放部件4，该球团盛放部件4为水平设置的圆盘形，球团盛放部件4垂直投影位于底板1的垂直投影范围内，即生球团在重力作用下由球团盛放部件4的上球团篦孔403自由下落后，直接落在底板1上。所述的球团盛放部件4包括球团分散机构401、球团挡板402和上篦板404，所述的上篦板404为水平设置，球团挡板402设置于上篦板404圆周边缘处，防止生球团直接由上篦板404圆周边缘处滚动落下，影响落下强度检测的准确性。
上述的球团分散机构401设置于上篦板404中部，用于将球团分散至上篦板404的边缘位置，所述的球团分散机构401与球团挡板402之间的上篦板404上设置有上球团篦孔403，该上球团篦孔403中心距球团盛放部件4中心的距离R＝0.2m。由于球团盛放部件4包括球团分散机构401，检测的过程中，将生球团放入球团盛放部件4后，在球团分散机构401的作用下，生球团自动分散至上篦板404圆周边缘位置，并自动进入球团分散机构401与球团挡板402之间的上球团篦孔403中，从而防止生球团在球团盛放部件4中发生聚集，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性。
上述的球团分散机构401的中部通过斜面或圆弧面延伸至边缘位置，且球团分散机构401的中部高于边缘位置，球团分散机构401的中部通过斜面或圆弧面延伸至边缘位置。球团分散机构401的中部高于边缘位置，将生球团置于球团分散机构401后，生球团在重力的作用下沿着球团分散机构401的斜面或圆弧面分散至上篦板404的上球团篦孔403中，并由上球团篦孔403下落至底板1上，进行球团落下强度检测；从而有效地防止了生球团在球团盛放部件4中发生聚集，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止生球团之间的相互碰撞带来的检测误差。上述的球团分散机构401为圆台，圆台的上底面通过斜面与下底面相连，该圆台下底面与上篦板404上表面相连，且圆台上底面半径小于下底面半径，所述的圆台下底面圆周边缘与球团挡板402之间设置上球团篦孔403，上球团篦孔403分别与圆台下底面圆周边缘和球团挡板402相切。生球团在圆台的作用下，由圆台的侧面自动分散至上球团篦孔403中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
本实施例的球团盛放部件4还包括下篦板5，上篦板404下部设置有轴承定子405，下篦板5上设置有与上述轴承定子405相配合的轴承转子501，下篦板5通过轴承转子501与上篦板404转动连接，轴承定子405下部设置有固定件，用于固定轴承，防止轴承在竖直方向上移动；下篦板5上对应的设置有与上球团篦孔403相配合的下球团篦孔503。所述的下篦板5的圆周边缘位置设置有转动杆502，拧动转动杆502，下篦板5在转动杆502的驱动下绕着轴承定子405旋转，将下球团篦孔503与上球团篦孔403旋转到对应位置，下球团篦孔503与上球团篦孔403贯通，在球团分散机构401作用下，分散至上球团篦孔403中的生球团，同时下落至底板1上，从而实现多个生球团的落下强度同时检测，提高了生球团检测的效率；生球团由球团盛放部件4同时落下，也防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性；而且在生球团下落之前，可以使生球团在上球团篦孔403中稳定后，再缓慢旋转下篦板5，使生球团在没有初速度的情况下下落，因为只有保证原有的初速度为零，才能保证生球团下落至底板1时，相对于底板1的水平运动速度才是准确的，并且具有可对比性，从而准确的检测生球团的落下强度。
本实施例的支撑架2的下部固定设置在底板1的边缘位置，支撑架2的上部通过固定支杆3与球团盛放部件4相固连，将球团盛放部件4进行固定。支撑架2可以将球团盛放部件4固定在底板1上部，并使得生球团在球团盛放部件4由固定的高度下落至底板1上，并实现生球团落下强度的准确检测。
本实施例的上篦板404上设置10个上球团篦孔403，上球团篦孔403的直径为：20mm，且下篦板5上设置10个下球团篦孔503，且下篦板5的下球团篦孔503与上篦板404的上球团篦孔403对应设置，下球团篦孔503的直径为：20mm。该检测装置实现了同时检测多个生球团的落下强度，从而提高了生球团落下强度的检测效率；检测的过程中，生球团可以顺利的由上球团篦孔403下落，进行生球团落下强度的快速检测，而且防止直径过大的生球团进行落下强度检测影响检测结果。
如图10所示，本发明的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，具体步骤如下：
步骤一：选取球团
采用10mm和18mm的圆孔筛，选取M个10-18mm生球团，生球团先经过18mm的圆孔筛，取筛下的生球团再经过10mm的圆孔筛，取筛上的生球团即为合格生球团，且M＝10；
步骤二：球团落下检测
(1)将生球团放入检测设备的球团盛放部件4前，旋转转动杆502驱动下篦板5，使下球团篦孔503与上球团篦孔403错开而关闭篦孔，将生球团放入球团盛放部件4后，在上篦板404中部设置有球团分散机构401的作用下，放入的生球团自动分散至上篦板404边缘处的上球团篦孔403中，上篦板404下表面与底板1上表面之间的竖直距离为0.5m；
(2)待生球团静止后，打开检测设备的电机控制开关801，旋转驱动电机700驱动底板1转动，通过转速调节器802调节旋转驱动电机700的转速为1 rad/s，即底板1的旋转角速度为ω＝2π/s；旋转转动杆502驱动下篦板5，使下球团篦孔503与上球团篦孔403重合而打开篦孔，生球团从0.5m处下落至底板1上，生球团与底板1发生碰撞时，在水平方向上与生球团与底板1保持相对运动状态，生球团相对于底板1的速率方向与底板1所在平面的夹角为a，且a≠90°。即如图9所示，生球团下落至底板1时，生球团落点距离底板1中心的距离为R’＝R＝0.2m。则生球团下落至底板1，生球团在与底板1碰撞时，以底板1作为参考系，此时生球团相对于底板1的瞬时水平运动速率大小为V1＝ω×R’＝2π/s×0.2＝1.26m/s；忽略空气阻力时生球团下落至底板1时竖直方向速率为V2，其中g取9.8m/s2，则V2＝3.13m/s，那么生球团在与底板1碰撞时，生球团相对于底板1的瞬时速度为球团相对于底板1的速率方向与底板1所在平面的夹角为a＝arctan(V1/V2)＝68.1°；生球团下落至底板1后立即关闭电机控制开关801，使底板1停止转动；
(3)记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录第i次下落表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜10时，则继续将未出现裂纹的生球团放入球团盛放部件4，重复上述步骤(1)和步骤(2)的操作，直至∑mi＝M，结束球团落下检测操作；
步骤三：数据处理
落下强度：
其中：n表示落下强度，单位：次/0.5m；mi表示落下i次时出现裂纹的生球团数量，单位：个；i表示球团的落下次数，单位：次/0.5m；M为选取的生球团数量，单位：个。测得生球团的落下强度和下落次数记录如表1。
对比例1
采用现有的生球团落下强度测定方法，即取10个10-18mm生球，从0.5m处落下到5mm厚的钢板上，反复进行，直到生球产生裂纹为止。每个生球的落下次数减去1即为其落下强度，取每个生球落下强度的平均值即为某一工艺条件下生球的落下强度，单位为次。每组实验平行检测三次，求其平均值即为生球落下强度。测得生球团的落下强度和下落次数记录如表1。
对比例2
检测方法与实施例1基本相同，不同之处在于：检测生球团落下强度时，不打开电机控制开关801，使底板1保持静止状态。即只检测生球团由静止状态下落的落下强度。测得生球团的落下强度和下落次数记录如表1。
表1生球团的落下强度和下落次数
实施例1 对比例1 对比例2
落下强度(次/0.5m) 5.1 5.6 5.5
下落次数(次) 25 198 27
(1)由实施例1和对比例1对比发现，现有的落下强度检测方法使得生球落下强度检测的工作量很大，实验人员就需要往复下落球团198次，而采用本申请案的落下强度检测设备检测落下强度的下落次数仅为20余次，极大的提高了实验人员的实验效率，而且克服了生球团检测过程主观因素，使得生球团落下强度检测结果更准确。为了解决上述技术问题，本申请案的申请人研发了专门应用于生球团落下强度的检测装置，并已经申请发明专利：一种冶金生球团落下强度检测装置及检测方法(专利申请号：2016106136235，申请日：2016.07.29)，该发明的检测装置的实现了生球团落下强度的快速、准确检测，具有突出的实质性特点和显著地进步。
(2)实施例1和对比例2对比发现，当生球团相对于底板1由静止状态下落和由运动状态下落时，测得落下强度具有一定的偏差，即生球团相对于底板1运动状态下落时测得的落下前度n＝5.1＜5.5；这就可能造成生球团落下强度检测方法难以有效的表征实际生产过程中的球团落下强度。其原因在于：检测生球团落下强度本质目的是衡量生球团在生产过程中的下落次数，防止生球团在生产、运输过程中因下落碰撞而粉化。在生球团在实际生产过程中，当生球团由圆盘造球机造球完成后，往往需要通过一个或者多个皮带运输机转运至下一个工序，特别是当调整生球团的运输方向时，生球团往往需要从一个皮带运输机的端部下落至另一个皮带运输机上，再由后者的皮带运输机继续运输；生球团下落过程中，生球团相对于运动状态的皮带运输机很难保持为自由落体运动，因此生球团与皮带碰撞的瞬时速率方向势必与皮带表面的难以保持垂直，即生球团与皮带碰撞的瞬时速率方向与下落表面的夹角为a，则a≠90°(当然巧合情况，也可能会出现a≠90°，但这种概率趋近于零)，且速率方向与下落表面的夹角为a会直接影响检测得到的球团落下强度。但是在进一步的研究中发现，现有的生球团落下强度检测方法往往是将生球团垂直的自由下落至底板1上，即生球团下落至底板1时，在生球团与底板1表面发生碰撞时，生球团的运动速率垂直于底板1表面，并在此情况下检测球团的下落强度。现有的检测方法检测的仅为生球团静止状态下落的落下强度，而实际生产过程中生球团很难与皮带运输机保持相对静止的自由下落，根据生球团的生产工艺可见现有的检测方法检测得到的静止状态生球团落下强度，难以表征生球团运动状态下的落下强度，使得生球团落下强度的检测结果不具有代表性，现有的生球团落下强度检测方法难以为工业生产提供必要、精确的技术支持，但是现有的技术人员仅仅认为自由生球团静止状态下落的落下强度就能表征实际生产过程中的球团落下强度。而本发明完全打破了现有的技术理论，创新的提出了生球团相对于底板1由运动状态下落的落下强度检测新理论；并通过驱动底板1进行转动，从而使得生球团运动状态下的落下强度检测，克服了现有的检测方法检测得到的生球团落下强度无法表征实际生产落下强度的问题，有效地检测出生球团运动状态下落时的落下强度，打破了现有检测方法的技术偏见，具有突出的实质性特点和显著的进步。
本发明创造性提出的生球团落下强度检测方法，实现了完全相同的实验条件下，将生球团由0.5m处落下到底板1上，同时对多个生球团落下强度的检测，而且保证了在相同的条件下完成检测，从而提高了生球团落下强度的检测效率；而且，本方法创造性的提出了采用球团分散机构401分散生球团，并在球团分散机构401的作用下，生球团自动分散至上篦板404边缘处的上球团篦孔403中，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性。
待生球团静止后，再使生球团由篦孔自由下落至底板1上，避免生球团落下强度检测过程中具有初始速度，缓慢旋转下篦板5，使生球团在没有初速度的情况下自由下落，使得生球团落下强度的检测具有可对比性，从而准确的检测生球团的落下强度；现有的生球团在检测落下强度的过程中，生球团由球团盛放部件4先后下落至底板1，极易造成生球团后落下的过程中，后下落的生球团与先落下的生球团发生碰撞，从而影响生球团落下强度检测的准确性，旋转下篦板5，使得生球团由球团盛放部件4同时落下，从而防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性。本发明使生球团由球团盛放部件4同时落下，从而防止了生球团落下的过程中发生碰撞，提高生球团落下强度检测的准确性。
此外，本发明计算落下强度：大大提高了数据的处理效率，可以实现生球团落下强度的快速数据处理。
实施例2
如图5所示，本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：所述的球团分散机构401为球面凸起，球面凸起通过圆弧面延伸至上球团篦孔403边缘。生球团在球面凸起的作用下自动分散至上球团篦孔403中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
所述的上篦板404上设置15个上球团篦孔403，上球团篦孔403的直径为：22mm，且下球团篦孔503的直径为：22mm。
实施例3
如图6所示，本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：所述的球团分散机构401为圆锥，该圆锥底面与上篦板404上表面相连，所述的圆锥底面圆周边缘与球团挡板402之间设置上球团篦孔403，上球团篦孔403分别与圆锥底面圆周边缘和球团挡板402相切。生球团在圆锥的作用下，由圆锥的侧面自动分散至上球团篦孔403中，防止生球团落下过程中发生聚集，避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞。
所述的上篦板404上设置30个上球团篦孔403，上球团篦孔403的直径为：25mm，且下球团篦孔503的直径为：25mm。
实施例4
如图7所示，本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：所述的上篦板404的上球团篦孔403之间设置有分散导向机构406，即每两个相邻的上球团篦孔403之间设置有分散导向机构406；球团分散机构401分散生球团，并在球团分散机构401的作用下，生球团自动分散至上篦板404边缘处的上球团篦孔403中，从而避免了生球团在落下的过程中发生相互碰撞，防止球团之间的相互碰撞带来的检测误差，提高生球团落下强度检测的准确性。
值得说明的是：上述的分散导向机构406由表面粗糙且柔软的材料制成，所述的表面粗糙且柔软的材料为海绵或棉制材料，减弱生球团与分散导向机构406的碰撞强度，从而减小生球团与分散导向机构406的碰撞带来的检测误差。
实施例5
如图8所示，本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：底板1的周围设置有挡板101，挡板101的高度为：40mm，该挡板101的内侧面设置有一层垫片6，该垫片6为橡胶垫或棉布垫，橡胶垫或棉布垫较为柔软，且具有一定的弹性，防止生球团下落至底板1后与挡板101发生碰撞而产生裂纹，从而降低了生球团落下强度检测过程中的不确定性；产生上述的原因在于：生球团在由球团盛放部件4自由下落至底板1时，此时生球团的重力势能转换成为动能，下落至底板1的生球团沿着底板1仍然具有一定的速度，且由于底板1处于转动状态，使得生球团下落至底板1后会继续向底板1的边缘位置运动，生球团下落至底板1后与挡板101发生碰撞，在生球团与挡板101发生碰撞的过程中，生球团极易产生裂纹，并影响生球团落下强度的检测；在挡板101的内侧面设置有一层橡胶垫，可有效地防止生球团与挡板101发生碰撞而产生裂纹，从而提高生球团落下强度检测的准确性。
此外，球团盛放部件4的球团挡板402的内侧同样设置一层垫片6，该垫片6为橡胶垫或棉布垫，橡胶垫或棉布垫较为柔软，避免当生球团放入球团盛放部件4后，在球团分散机构401的作用下，分散至球团盛放部件4的边缘位置，此过程中生球团可能与球团挡板402发生碰撞，该垫片6可有效避免生球团与球团挡板402发生碰撞而产生裂纹，从而提高了落下强度的检测精度。
实施例6
本实施例的基本内容同实施例1，其不同之处在于：球团分散机构401由表面粗糙且柔软的材料制成，所述的表面粗糙且柔软的材料为海绵或棉制材料，上述材料具有以下功能：1)生球团落下强度检测的过程中表面是否产生裂纹，是判断生球团落下强度的关键因素；将生球团由上部放入球团盛放部件4时，在重力势能的作用下，生球团会与球团分散机构401表面发生碰撞，致使生球团表面产生裂纹，影响生球团落下强度检测的准确性，球团分散机构401采用海绵或棉制材料，表面较为柔软，可有效避免生球团与球团分散机构401碰撞所引起的检测误差；2)球团分散机构401采用海绵或棉制材料，表面较为粗糙，球团分散机构401表面具有较大的摩擦阻力，在将生球团由上部放入球团盛放部件4时，生球团可以平缓、低速的分散至上球团篦孔403中，不仅减弱了生球团分散过程中与球团盛放部件4边缘的碰撞，而且减弱了生球团进入上球团篦孔403中的速度，从而提高落下强度检测的准确性。
在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、(例如各个实施例之间的)组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。例如，在本发明中，术语“优选地”不是排他性的，这里它的意思是“优选地，但是并不限于”。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。

Claims (10)

1.一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：
步骤一：选取球团
采用10mm和18mm的圆孔筛，选取M个10-18mm生球团；
步骤二：球团落下检测
打开检测设备的电机控制开关(801)，旋转驱动电机(700)驱动底板(1)转动，而后将生球团从检测设备的球团盛放部件(4)下落至底板(1)上，生球团与底板(1)发生碰撞时，在水平方向上与生球团底板(1)保持相对运动状态，并记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录第i次下落表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜M时，继续将未出现裂纹的生球团从球团盛放部件(4)落下到底板(1)上，直至∑mi＝M，结束球团落下检测操作；
步骤三：数据处理
落下强度：
其中：n表示落下强度，单位：次/0.5m；mi表示落下第i次时出现裂纹的生球团数量，单位：个；i表示球团的落下次数，单位：次/0.5m；M为选取的生球团数量，单位：个。
2.根据权利要求1所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的检测设备包括底板(1)、支撑架(2)、球团盛放部件(4)、旋转驱动电机(700)和操作平台(800)；所述的旋转驱动电机(700)设置于操作平台(800)的上表面，旋转驱动电机(700)的顶部设置有电机旋转轴(701)，该电机旋转轴(701)与底板(1)相固连，旋转驱动电机(700)通过电机旋转轴(701)驱动底板(1)转动；所述的底板(1)为水平设置，底板(1)的周围设置有挡板(101)，所述的操作平台(800)上固定设置有支撑架(2)，所述的支撑架(2)上部设置有球团盛放部件(4)，该球团盛放部件(4)为水平设置，球团盛放部件(4)垂直投影位于底板(1)的垂直投影范围内；
所述的球团盛放部件(4)包括球团分散机构(401)、球团挡板(402)、上篦板(404)和下篦板(5)，所述的上篦板(404)为水平设置，球团挡板(402)设置于上篦板(404)圆周边缘处，所述的球团分散机构(401)设置于上篦板(404)中部，用于将球团分散至上篦板(404)的边缘位置，所述的球团分散机构(401)与球团挡板(402)之间的上篦板(404)上设置有上球团篦孔(403)；下篦板(5)与上篦板(404)转动连接，下篦板(5)上设置有与上球团篦孔(403)相配合的下球团篦孔(503)，下球团篦孔(503)的圆周边缘设置有转动杆(502)。
3.根据权利要求2所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述步骤二的具体步骤如下：
(1)将生球团放入检测设备的球团盛放部件(4)前，旋转转动杆(502)驱动下篦板(5)，使下球团篦孔(503)与上球团篦孔(403)错开而关闭篦孔，将生球团放入球团盛放部件(4)后，在上篦板(404)中部设置有球团分散机构(401)的作用下，放入的生球团自动分散至上篦板(404)边缘处的上球团篦孔(403)中；
(2)待生球团静止后，打开检测设备的电机控制开关(801)，旋转驱动电机(700)驱动底板(1)转动，而后再旋转转动杆(502)驱动下篦板(5)，使下球团篦孔(503)与上球团篦孔(403)重合而打开篦孔，生球团由篦孔下落至底板(1)上；
(3)记录落下次数为i，检测生球团的表面，记录表面出现裂纹的生球团数量为mi；当∑mi＜M时，则将未出现裂纹的生球团放入球团盛放部件(4)，重复上述步骤(1)和步骤(2)的操作，直至∑mi＝M，结束球团落下检测操作。
4.根据权利要求2所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的球团分散机构(401)的中部通过斜面或圆弧面延伸至边缘位置，且球团分散机构(401)的中部高于边缘位置。
5.根据权利要求4所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的球团分散机构(401)为球面凸起，球面凸起通过斜面或圆弧面延伸至上球团篦孔(403)边缘。
6.根据权利要求4所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的球团分散机构(401)为圆台，该圆台下底面与上篦板(404)上表面相连，且圆台上底面半径小于下底面半径。
7.根据权利要求4所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的球团分散机构(401)为圆锥，该圆锥底面与上篦板(404)上表面相连。
8.根据权利要求4-7任一项所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述上篦板(404)下部设置有轴承定子(405)，下篦板(5)上设置有与上述轴承定子(405)相配合的轴承转子(501)，下篦板(5)通过轴承转子(501)与上篦板(404)转动连接。
9.根据权利要求8所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的操作平台(800)上设置有电机控制开关(801)，电机控制开关(801)控制旋转驱动电机(700)启停。
10.根据权利要求9所述的一种检测运动状态下生球团落下强度的方法，其特征在于：所述的电机旋转轴(701)的轴心和底板(1)的轴心在同一条直线上。
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