CN107356453B - 一种测量实验高炉径向粒度分布的取样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实验高炉径向粒度分布的取样装置及方法。该取样装置主要包括主体、取样管和有牵引绳可以收口的布袋，结构简单，成本低，操作简单。主要是利用配有布袋的取样管插入料面，通过炉料自动填充获得粒度试样，然后通过牵引绳的控制来保存试样，不需要在布料前将取样装置预先平铺在料面上，可以在布料完成后进行，避免了布料时预铺型取样器对炉料的滑动和滚动的影响，能更真实和客观地反映实验高炉炉料在径向上的粒度分布情况。
Description
技术领域
本发明特别涉及一种测量实验高炉径向焦炭层和矿石层、混合层粒度分布的取样装置及方法。
背景技术
在实验高炉径向矿焦比一定的情况下，实验高炉径向粒度分布对炉内气流分布的影响不可忽略。目前，对于焦炭和矿石层粒度分布的测量，国内外主要存在散料分割器，布袋取样器等。李志全的《相似理论与高炉布料实物模型的试验研究方法》中采用特别制作的散料分割器分隔所布的散状颗粒料，其主要原理是沿高炉径向采用软布做成数个方形布袋，将布袋套在方形铁丝框上，在布料之前预先放入高炉内，其最上端与规定料线保持平齐，布料完成后取出。山田孝雄等人采用帆布做成布袋，在布料前放在取样位置，用绳子穿过布袋口上的小孔将布袋固定在四周的钢管上，布料完成后将埋在里面的布袋用绳子沿着竖直方向向上提，保留在布袋里面的炉料即为获得的粒度样品。这些取样装置及方法都存在一个共同的问题，需要预先将取样器布置在料面上或者料面的正上方，布料时预先布置的取样器会严重影响炉料的滚动和滑动，使取样器获得的样品失真，进而影响炉料在径向粒度分布的测量结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量实验高炉径向粒度分布的取样装置及方法，该取样装置的结构简单，成本较低，携带方便，对各种料面形状有较强的适应性，更适合具有大漏斗形状的料面，且本发明的取样方法不需要在布料前将取样装置预先平铺在料面上，避免了布料时取样装置对炉料滚动和滑动的影响，可获得更真实的粒度样品。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种测量实验高炉径向粒度分布的取样装置包括：主体、取样管及布袋；取样管直径小于在主体上开有的圆孔直径，在主体侧面通过螺丝将取样管固定在主体上；布袋直径小于取样管直径，布袋的开口处有可收口的牵引绳，布袋套在取样管内部。
进一步，所述的测量实验高炉径向粒度分布的取样装置中主体和取样管均采用不锈钢；布袋长度h根据取样重量而定，即h等于取样重量/(混合炉料的密度*布袋底面积)；取样管的长度H根据布袋长度和料面的形状决定，即H＝h+料面落差h1+主体高度h2+在主体以上部分取样管的预留长度h3；牵引绳的长度大于取样管的长度。
利用上述测量实验高炉径向粒度分布的取样装置的取样方法，具体取样步骤包括：
(1)在炉喉中心和炉墙之间沿着径向等距离选取测量点，保证测量点个数与取样管个数相等，取样距离与相邻取样管间距离相等；
(2)将取样管插入主体上均匀分布的圆孔中，用螺丝将取样管固定，并将可收口的布袋套在取样管的最下端，将牵引绳穿过取样管内壁，到达取样管的最上端；
(3)逐一松开固定螺丝，移动取样管，使所有取样管最下端均靠近料面，逐一将取样管插入料面直至取样管进入深度大于布袋长度，炉料自动填满布袋后，往上拉牵引绳的同时，向上移动取样管，使取样管和布袋一起往上移动，直至与主体分离。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
(1)本发明中的取样装置及方法结构简单，成本低，且操作简便；
(2)本发明中的取样方法是将配有布袋的取样管插入料面，通过炉料自动填充获得粒度试样，然后通过牵引绳的控制来保存试样，不需要在布料前将取样装置预先平铺在料面上，避免了布料时取样装置对炉料滚动和滑动的影响，从而获得了更真实的粒度样品。
(3)本发明中的取样方法在实验高炉布料完成后进行，对各种料面形状有较强的适应性，而且更适用于大V形、大漏斗形料面。
附图说明
图1是本发明实施例中测量实验高炉径向粒度分布的取样装置正视图，
其中：1-主体，2-取样管，3-布袋，4-螺丝；
图2是本发明实施例中测量实验高炉径向粒度分布的取样装置俯视图；
图3是本发明中实施例测量实验高炉径向粒度分布的取样装置的使用示意图；
图4是本发明实施例中实验高炉中径向焦炭粒度分布和矿石粒度分布。
具体实施方式
以下结合附图及一较佳实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
在布料完成后沿半径方向将炉喉分成若干等份，等份的个数根据实验高炉的半径和取样重量进行控制，对高炉半径较大的实验高炉可以适当增加取样点个数。本实施例中实验高炉半径为367mm，选取测量点数为5个，与之对应的圆孔的数量为5。
由图1可知，本实施例中的测量实验高炉径向粒度分布的取样装置包括一个带有5个圆孔的不锈钢主体、5根不锈钢取样管和5个开口处有牵引绳可以收口的布袋。不锈钢主体截面尺寸为50*50mm，其上圆孔直径为43mm。取样管直径为38mm，小于在主体上开有的圆孔直径，5根不锈钢取样管可以分别在主体上对应的5个圆孔里上下移动，而且侧面有螺丝可以将不锈钢取样管固定在主体上。布袋直径D为35mm，小于取样管直径，布袋套在取样管内部，布袋的开口处有一个可以收紧和放松的牵引绳。
布袋长度h根据取样重量而定，即布袋长度h等于取样重量/(混合炉料的密度*布袋底面积)。已知矿石堆密度为2200kg/m3，焦炭堆密度为500kg/m3，根据此公式，假设取样重量m为200g，混合料中矿石和焦炭体积各占一半，得到混合料密度ρ为1350kg/m3，因此
得到h＝154mm。
取样管的长度H根据布袋长度和料面的形状决定，即H＝h+料面落差h1+主体高度h2+在主体以上部分取样管的预留长度h3；已知h＝154mm，测量得到料面落差h1＝35mm，主体高度h2＝50mm，在主体以上部分取样管的预留长度h3＝50mm，求得取样管长度H＝289mm。牵引绳的长度大于取样管的长度。
该取样方法在布料完成后进行，使用该取样装置进行取样的方法如下：
(1)在布料完成后，沿炉喉中心到炉墙把炉喉半径分成5等份，测量点的个数可以根据实验高炉的半径和取样重量进行控制，保证测量点个数与取样管个数相等，取样距离与相邻取样管间距离相等；将不锈钢主体放置料面的正上方，使主体上圆孔的位置与测量点的位置一一对应；
(2)将5根不锈钢取样管插入主体上5个均匀分布的圆孔中，分别用螺丝将不锈钢取样管固定；将5个可以收口的布袋分别套在取样管的最下端，将牵引绳穿过取样管内壁，到达取样管的最上端；
(3)松开第一支取样管固定螺丝，缓慢向下移动不锈钢取样管，保证不锈钢取样管最下端距离料面1cm左右，拧紧固定螺丝。然后将其余取样管向下移动，保证其余取样管与最下端距离料面距离1cm左右，拧紧其他取样管的固定螺丝；
(4)再松开第一支取样管固定螺丝，将取样管略微插入料面，固定取样位置，然后逐一松开其他取样管的固定螺丝，将其他取样管也插入料面，此过程需要保证取样管的插入动作不会引起炉料的滚动和滑动，料面的变形；
(5)缓慢将5支取样管进一步向下移动，直至取样管最下端进入料面深度略大于布袋长度(图3)，这时，炉料会逐渐填满布袋，往上拉紧牵引绳的同时，将取样管略微往上移动，保证布袋口的收口绳收紧成功，样品被保存在布袋中。最后将取样管和牵引绳一起往上移动，直至与主体分离完成炉料在径向上的取样。
(6)各个点的粒度取样工作完成后，对样品进行磁选和筛分，根据各个粒级焦炭和矿石的分布，通过加权算术平均得到平均焦炭粒径和平均矿石粒径，并将5个点的测量数据描绘成径向粒度分布的曲线，如图4所示。
需要说明的是，根据相同的原理，也可以应用本发明对真实高炉进行径向粒度取样。
尽管本发明的实施方案已经公开如上，但对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (3)
1.一种测量实验高炉径向粒度分布的取样方法，其特征在于：所使用的取样装置包括：主体、取样管及布袋；取样管直径小于在主体上开有的圆孔直径，在主体侧面通过螺丝将取样管固定在主体上；布袋直径小于取样管直径，布袋的开口处有可收口的牵引绳，布袋套在取样管内部；
具体取样步骤包括：
（1）在炉喉中心和炉墙之间沿着径向等距离选取测量点，保证测量点个数与取样管个数相等，取样距离与相邻取样管间距离相等；
（2）使用取样装置，将取样管插入主体上均匀分布的圆孔中，用螺丝将取样管固定，并将可收口的布袋套在取样管的最下端，将牵引绳穿过取样管内壁，到达取样管的最上端；
（3）逐一松开固定螺丝，移动取样管，使所有取样管最下端均靠近料面，逐一将取样管插入料面直至取样管进入深度大于布袋长度，炉料自动填满布袋后，往上拉牵引绳的同时，向上移动取样管，使取样管和布袋一起往上移动，直至与主体分离。
2.根据权利要求1所述的测量实验高炉径向粒度分布的取样方法，其特征在于，所述的取样方法是实验高炉布料完成后在炉喉料面进行的。
3.根据权利要求1所述的测量实验高炉径向粒度分布的取样方法，其特征在于所述的主体和取样管均采用不锈钢；布袋长度h根据取样重量而定，即h等于取样重量/（混合炉料的密度*布袋底面积）；取样管的长度H根据布袋长度和料面的形状决定，即H=h+料面落差h1+主体高度h2 +在主体以上部分取样管的预留长度h3；牵引绳的长度大于取样管的长度。
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