CN107190113B - 一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置 - Google Patents

一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及一种高炉喷煤‑铁矿烧结实验模拟装置。该高炉喷煤‑铁矿烧结实验模拟装置包括煤粉燃烧炉、烧结炉、与煤粉燃烧炉或烧结炉连通的热风炉、移动热风炉至与煤粉燃烧炉或烧结炉连通的支撑架、分别连接煤粉燃烧炉、烧结炉和热风炉的控制及数据采集系统以及向控制及数据采集系统供气的气瓶。本发明所提供的高炉喷煤‑铁矿烧结实验模拟装置，实现了同时模拟煤粉‑热风连续燃烧和铁矿热风烧结的功能，提高了实验装置利用率，降低了装置成本，解决了占地面积大和实验室面积有限、实验装置不方便移动的实际应用问题。

Description

一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置
技术领域
本发明属于冶金化工技术领域，具体涉及一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置。
背景技术
高炉喷吹煤在高炉内的行为和烧结矿的质量会直接影响到煤焦置换比、高炉的稳定顺行，进而影响生铁的成本。因此，喷吹煤的燃烧特性和烧结矿的质量对炼铁生产有着非常重要的影响。目前此方面研究多在实验室进行，现有高炉喷煤模拟实验装置和铁矿烧结模拟实验装置占地面积大，不方便移动并且较为昂贵，实验装置中的气氛难以控制，到目前为止还没有将高炉喷煤实验装置与铁矿烧结实验装置合二为一的设备。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置。本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，实现了同时模拟煤粉-热风连续燃烧和铁矿热风烧结的功能，提高了实验装置利用率，降低了装置成本，解决了占地面积大和实验室面积有限、实验装置不方便移动的实际应用问题。
本发明所提供的技术方案如下：
一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，至少包括：
煤粉燃烧炉；
烧结炉；
与所述煤粉燃烧炉或所述烧结炉连通的热风炉；
移动所述热风炉至与所述煤粉燃烧炉或所述烧结炉连通的支撑架；
分别连接所述煤粉燃烧炉、所述烧结炉和所述热风炉的控制及数据采集系统；
以及向所述控制及数据采集系统供气的气瓶。
进一步的，所述控制及数据采集系统包括热风炉控制台、烧结炉控制台、煤粉燃烧炉控制器和配气仪，所述热风炉控制台电连接所述热风炉，所述烧结炉控制台电连接所述烧结炉，所述煤粉燃烧炉控制器电连接所述煤粉燃烧炉，其中：
所述气瓶连接所述配气仪：
所述配气仪连接所述煤粉燃烧炉控制器，所述煤粉燃烧炉控制器连接所述煤粉燃烧炉，用于向所述煤粉燃烧炉提供配气；
所述配气仪连接所述烧结炉控制台，所述烧结炉控制台连接所述烧结炉，用于向所述烧结炉提供配气；
所述配气仪连接所述热风炉控制台，所述热风炉控制台连接所述热风炉，用于向所述热风炉提供配气。
通过上述技术方案，本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置不仅可以模拟高炉喷煤过程，测定不同工况条件下煤粉的燃烧率，还可以模拟铁矿热风烧结过程，评估工艺参数对烧结矿质量的影响。
进一步的，在所述煤粉燃烧炉的上部设置有喷煤器，在所述煤粉燃烧炉的下部设置有集灰槽，所述集灰槽设置有抽风机；所述喷煤器包括动力喷气管、与所述动力喷气管连接的铜制连接管、与所述铜制连接管连接的密封套管以及设置在所述铜制连接管上的储煤罐。
进一步的，所述煤粉燃烧炉控制器通过软管连通所述煤粉燃烧炉，用于向所述动力喷气管提供配气。
进一步的，所述热风炉设置有鼓风机；所述热风炉设置有测温热电偶。
进一步的，所述热风炉控制台分别电连接所述鼓风机和所述测温热电偶；所述热风炉控制台通过软管连通所述热风炉，用于向所述热风炉提供配气。
进一步的，所述烧结炉设置有烧结炉热电偶。
进一步的，所述烧结炉控制台电连接所述烧结炉热电偶；所述烧结炉控制台通过软管连通所述烧结炉，用于向所述烧结炉提供配气。
进一步的，所述热风炉的底部设置有刚玉出气管，所述煤粉燃烧炉设置有与所述刚玉出气管对应的热风炉进气碳管；所述烧结炉设置有与所述刚玉出气管对应的烧结炉进气碳管。
进一步的，所述控制及数据采集系统还包括计算机和电流电压显示表，所述计算机设置有自动温控程序，所述计算机分别电连接所述热风炉控制台、所述烧结炉控制台和所述煤粉燃烧炉控制器，用于调节所述热风炉控制台、所述烧结炉控制台和所述煤粉燃烧炉控制器的温度控制参数；所述电流电压显示表分别电连接所述热风炉控制台、所述烧结炉控制台和所述煤粉燃烧炉控制器，用于显示所述热风炉控制台、所述烧结炉控制台和所述煤粉燃烧炉控制器的工作参数；所述计算机电连接有显示器。
本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置中，控制及数据采集系统不仅可以对热风炉的升温进行精确的控制，使其在规定的时间内准确升温到1200±5℃，并在此温度保持。而且对煤粉燃烧炉的加热系统进行精确的控温使其快速升温到1500±5℃，并在此温度保持不变，对烧结炉的加热系统进行精确的控温使其快速升温到1300±5℃，并在此温度保持不变还可以使其升温速率分别在5～20℃/min和5～25℃/min范围内可调。鼓风机、抽风机等组成煤粉喷吹动力系统。经储煤罐喷出的煤粉和经热风炉预热后的热风相遇之后使其温度升高，然后在燃烧炉的高温环境下燃烧，灰渣落入集灰槽内。实验结束后通过对灰渣的化验分析结果与原煤样的分析结果对比计算出燃烧率。温控系统对升温速率和准确度上有很好的控制，避免了因实际反应温度与实验所需温度的偏差而引起的实验误差。
本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置中，热风炉通过自制铝合金支架移动并与烧结炉形成组合，在送气方面做了优化，热风炉顶部另有一根软管可与气瓶连接，根据实验需要，改变烧结炉内的气氛。
本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置在升温方面采用了先进的自动和精确控温技术，在气体配送、喷吹煤控制以及烧结气氛控制方面都做了优化，使整个系统的运行比较接近实际生产和工艺，所以本发明可以方便的对不同原料、不同风温、不同富氧率、不同燃烧促进剂等条件下煤粉的燃烧率进行快速的实验，得到近似高炉实际生产时的煤粉燃烧情况；同时可以方便的对不同原料、不同风温、不同气氛、不同烧结时间等条件下烧结矿成矿机理进行快速的实验，得到近似烧结机实际生产时的烧结情况。
附图说明
图1是本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置的结构示意图。
图2是本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置的喷煤器的结构示意图。
附图1、2中，各标号所代表的结构列表如下：
1、热风炉，2、煤粉燃烧炉，3、烧结炉，4、烧结炉热电偶，5、电流电压显示表，6、热风炉控制台，7、烧结炉控制台，8、煤粉燃烧炉控制器，9、计算机，10、配气仪，11、鼓风机，12、抽风机，13、气瓶，14、控制及数据采集系统，15、集灰槽，16、喷煤器，17、显示器，18、储煤罐，19、密封套管，20、铜制连接管，21、动力喷气管。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在一个具体实施方式中，如图1所示，一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，包括煤粉燃烧炉2、烧结炉3、与煤粉燃烧炉2或烧结炉3连通的热风炉1、移动热风炉1至与煤粉燃烧炉2或烧结炉3连通的支撑架、分别连接煤粉燃烧炉2、烧结炉3和热风炉1的控制及数据采集系统14以及向控制及数据采集系统14供气的气瓶13。热风炉1的底部设置有刚玉出气管，煤粉燃烧炉2设置有与刚玉出气管对应的热风炉1进气碳管。烧结炉3设置有与刚玉出气管对应的烧结炉3进气碳管。
控制及数据采集系统14包括热风炉控制台6、烧结炉控制台7、煤粉燃烧炉控制器8和与气瓶13连接的配气仪10，热风炉控制台6电连接热风炉1，烧结炉控制台7电连接烧结炉3，煤粉燃烧炉控制器8电连接煤粉燃烧炉2。
配气仪10连接煤粉燃烧炉控制器8，煤粉燃烧炉控制器8连接煤粉燃烧炉2，用于向煤粉燃烧炉2提供配气。配气仪10连接烧结炉控制台7，烧结炉控制台7连接烧结炉3，用于向烧结炉3提供配气。配气仪10连接热风炉控制台6，热风炉控制台6连接热风炉1，用于向热风炉1提供配气。
控制及数据采集系统14还包括计算机9和电流电压显示表5，计算机9设置有自动温控程序，计算机9分别电连接热风炉控制台6、烧结炉控制台7和煤粉燃烧炉控制器8，用于调节热风炉控制台6、烧结炉控制台7和煤粉燃烧炉控制器8的温度控制参数。电流电压显示表5分别电连接热风炉控制台6、烧结炉控制台7和煤粉燃烧炉控制器8，用于显示热风炉控制台6、烧结炉控制台7和煤粉燃烧炉控制器8的工作参数。计算机9电连接有显示器17。
在煤粉燃烧炉2的上部设置有喷煤器16，在煤粉燃烧炉2的下部设置有集灰槽15，集灰槽15设置有抽风机12。如图2所示，喷煤器16包括动力喷气管21、与动力喷气管21连接的铜制连接管20、与铜制连接管20连接的密封套管19以及设置在铜制连接管20上的储煤罐18。煤粉燃烧炉控制器8通过软管连通煤粉燃烧炉2，用于向动力喷气管21提供配气。
热风炉1设置有鼓风机11。热风炉1设置有测温热电偶。热风炉控制台6分别电连接鼓风机11和测温热电偶。热风炉控制台6通过软管连通热风炉1，用于向热风炉1提供配气。
烧结炉3设置有烧结炉热电偶4。烧结炉控制台7电连接烧结炉热电偶4。烧结炉控制台7通过软管连通烧结炉3，用于向烧结炉3提供配气。
在本发明所提供的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置的工作过程中，热风炉通过铝合金支架移动并与烧结炉或煤粉燃烧炉形成组合。控制及数据采集系统对热风炉的升温进行精确的控制、对煤粉燃烧炉的加热系统进行精确的控温。经储煤罐喷出的煤粉和经热风炉预热后的热风相遇之后使其温度升高，然后在燃烧炉的高温环境下燃烧，灰渣落入集灰槽内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于，至少包括：
煤粉燃烧炉(2)，在所述煤粉燃烧炉(2)的上部设置有喷煤器(16)，在所述煤粉燃烧炉(2)的下部设置有集灰槽(15)，所述集灰槽(15)连通有抽风机(12)；
烧结炉(3)；
与所述煤粉燃烧炉(2)或所述烧结炉(3)连通的热风炉(1)；
移动所述热风炉(1)至与所述煤粉燃烧炉(2)或所述烧结炉(3)连通的支撑架；
分别连接所述煤粉燃烧炉(2)、所述烧结炉(3)和所述热风炉(1)的控制及数据采集系统(14)；
以及向所述控制及数据采集系统(14)供气的气瓶(13)。
2.根据权利要求1所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于，所述控制及数据采集系统(14)包括热风炉控制台(6)、烧结炉控制台(7)、煤粉燃烧炉控制器(8)和配气仪(10)，所述热风炉控制台(6)电连接所述热风炉(1)，所述烧结炉控制台(7)电连接所述烧结炉(3)，所述煤粉燃烧炉控制器(8)电连接所述煤粉燃烧炉(2)，其中：
所述气瓶(13)连接所述配气仪(10)：
所述配气仪(10)连接所述煤粉燃烧炉控制器(8)，所述煤粉燃烧炉控制器(8)连接所述煤粉燃烧炉(2)，用于向所述煤粉燃烧炉(2)提供配气；
所述配气仪(10)连接所述烧结炉控制台(7)，所述烧结炉控制台(7)连接所述烧结炉(3)，用于向所述烧结炉(3)提供配气；
所述配气仪(10)连接所述热风炉控制台(6)，所述热风炉控制台(6)连接所述热风炉(1)，用于向所述热风炉(1)提供配气。
3.根据权利要求2所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述喷煤器(16)包括动力喷气管(21)、与所述动力喷气管(21)连接的铜制连接管(20)、与所述铜制连接管(20)连接的密封套管(19)以及设置在所述铜制连接管(20)上的储煤罐(18)。
4.根据权利要求3所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述煤粉燃烧炉控制器(8)通过软管连通所述煤粉燃烧炉(2)，用于向所述动力喷气管(21)提供配气。
5.根据权利要求1所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述热风炉(1)连通有鼓风机(11)；所述热风炉(1)设置有测温热电偶。
6.根据权利要求5所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述热风炉控制台(6)分别电连接所述鼓风机(11)和所述测温热电偶；所述热风炉控制台(6)通过软管连通所述热风炉(1)，用于向所述热风炉(1)提供配气。
7.根据权利要求1所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述烧结炉(3)设置有烧结炉热电偶(4)。
8.根据权利要求7所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述烧结炉控制台(7)电连接所述烧结炉热电偶(4)；所述烧结炉控制台(7)通过软管连通所述烧结炉(3)，用于向所述烧结炉(3)提供配气。
9.根据权利要求1所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：所述热风炉(1)的底部设置有刚玉出气管，所述煤粉燃烧炉(2)设置有可与所述刚玉出气管对应连接的热风炉(1)进气碳管；所述烧结炉(3)设置有可与所述刚玉出气管对应连接的烧结炉(3)进气碳管。
10.根据权利要求2所述的高炉喷煤-铁矿烧结实验模拟装置，其特征在于：
所述控制及数据采集系统(14)还包括计算机(9)和电流电压显示表(5)，所述计算机(9)设置有自动温控程序，所述计算机(9)分别电连接所述热风炉控制台(6)、所述烧结炉控制台(7)和所述煤粉燃烧炉控制器(8)，用于调节所述热风炉控制台(6)、所述烧结炉控制台(7)和所述煤粉燃烧炉控制器(8)的温度控制参数；所述电流电压显示表(5)分别电连接所述热风炉控制台(6)、所述烧结炉控制台(7)和所述煤粉燃烧炉控制器(8)，用于显示所述热风炉控制台(6)、所述烧结炉控制台(7)和所述煤粉燃烧炉控制器(8)的工作参数；所述计算机(9)电连接有显示器(17)。
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