CN110261544A - 一种高炉用炭捣料吸水率检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高炉炼铁领域，涉及一种高炉用炭捣料吸水率检测装置及检测方法，包括实验台、摄像仪、压力检测模块及阀门调节模块；所述实验台包括盲板底座，透明管，以及封盖；所述压力检测模块及阀门调节模块均贯穿设置在封盖上并连通至透明管内部。通过在透明管内放置炭捣料并对其加压保压等操作，配合对液面高度的记录，即可通过公式计算炭捣料在不同压力下的吸水率。通过使用本发明装置及方法，可检测炭捣料在不同压力情况下的吸水性能，进而为指导高炉设计、高炉炉缸生产维护、炭捣料的制备及选择提供有力指导，为高炉炉缸有效传热提供有力支撑，促进高炉长寿。
Description
技术领域
本发明属于高炉炼铁领域，涉及一种高炉用炭捣料吸水率检测装置及检测方法。
背景技术
高炉炉缸冷却壁与炭砖间的炭捣料是吸收炉壳与炭砖间膨胀差异的缓冲材料，在炉缸传热链中具有承上启下的作用。炭捣料的传热性能持续有效，缸凝固层能够稳定保持，就可使炉缸寿命得到充分的延长，炭捣料的传热性能在炉缸长寿中将发挥重要的作用。炭捣料的传热能力受气隙中水汽和煤气的气蚀影响较大，一旦高炉炉缸漏水，炭捣料就会浸泡在水中，一旦炉缸温度升高，就会产生大量的水汽，就会导致炭捣料的强度及导热系数发生改变，进而影响并破坏炉缸的传热体系，造成炉缸侧壁温度异常，加速炉缸耐材侵蚀，影响高炉安全及生产。
因此有必要对炭捣料的吸水性能进行分析和研究，进而为选择炉缸炭捣料的种类，保证炉缸有效传热提供有力支撑。但目前关于炭捣料在带压情况下的吸水性能研究鲜有报道，因此有必要开发一种炭捣料的吸水率检测装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉用炭捣料吸水率检测装置及检测方法，用于检测炭捣料在不同压力下的吸水性能，进而为指导高炉设计、高炉炉缸生产维护、炭捣料的制备及选择提供有力指导，为高炉炉缸有效传热提供有力支撑，促进高炉长寿。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高炉用炭捣料吸水率检测装置，包括实验台、摄像仪、压力检测模块及阀门调节模块；所述实验台包括盲板底座，设置在盲板底座上的透明管，以及设置在透明管远离盲板底座一侧上的封盖；所述压力检测模块及阀门调节模块均贯穿设置在封盖上并连通至透明管内部；所述阀门调节模块包括并联设置的进气管路及出气管路，通过进气管路及出气管路调节透明管内压力；所述压力检测模块用于测量透明管内压力，且与所述阀门调节模块电性相连；所述摄像仪朝向透明管设置，用于采集透明管内液面高度。
可选地，所述封盖包括安装在透明管上的法兰套筒以及安装在法兰套筒上的法兰盖，所述法兰盖上开设有用于安装压力检测模块及阀门调节模块的开孔。
可选地，所述进气管路上设有第一调节阀，所述出气管路上设有第二调节阀，所述第一调节阀与第二调节阀均与阀门调节模块电性相连。
可选地，所述盲板底座上设有与透明管连通的进水管路与排水管路，所述进水管路上设有进水阀，所述排水管路上设有排水阀。
可选地，所述透明管与盲板底座、所述透明管与封盖之间均为嵌入式安装，安装处均设有密封垫。
可选地，所述盲板底座与封盖之间由若干条拉杆支撑，拉杆长度与透明管相匹配。
一种高炉用炭捣料吸水率检测方法，包括以下步骤，
检测装置气密性检查：通过液体或气体测试检测装置气密性；
检测装置准备：将重量m0的炭捣料加入检验装置内，并向检验装置内注水，记录液面初始高度h0；
压力调节：向检测装置内通入气体增压，调节检测装置内压力至预设压力P0；
保压并泄压：保持压力P0稳定一段时间t后，泄压；
重复“压力调节”、“保压并泄压”步骤，至炭捣料表面气泡消失，记录此时液面高度h1；
持续测量液位：向检测装置内加压至P0，记录液面高度h2；保持压力P0，每隔一定时间T后，记录液面高度hi，i为正整数，hi不再变化时，停止测试；
计算炭捣料在设定压力P0条件下的吸水率：
炭捣料吸水率＝初始吸水率+带压状态下吸水率
初始吸水率＝一次吸水率+二次吸水率
其中，
式中：ρ为水的密度；d为检验装置的内径。
可选地，所述气体为压缩空气或氮气。
可选地，时间T为30min-60min。
可选地，该方法应用于上述高炉用炭捣料吸水率检测装置。
本发明的有益效果在于：
通过使用本发明装置及方法，可检测炭捣料在不同压力情况下的吸水性能，进而为指导高炉设计、高炉炉缸生产维护、炭捣料的制备及选择提供有力指导，为高炉炉缸有效传热提供有力支撑，促进高炉长寿。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1，附图中的元件标号分别表示：进气管路1、第一调节阀2、第二调节阀3、排气管路4、阀门调节模块5、压力检测模块6、法兰盖7、法兰套筒8、拉杆9、透明管10、摄像仪11、水12、炭捣料13、盲板底座14、进水管路15、进水阀16、排水阀17、排水管路18。
本发明涉及一种高炉用炭捣料13吸水率检测装置，包括实验台、摄像仪11、压力检测模块6及阀门调节模块5；所述实验台包括盲板底座14，设置在盲板底座14上的透明管10，以及设置在透明管10远离盲板底座14一侧上的封盖；所述压力检测模块6及阀门调节模块5均贯穿设置在封盖上并连通至透明管10内部；所述阀门调节模块5包括并联设置的进气管路1及出气管路，通过进气管路1及出气管路调节透明管10内压力；所述压力检测模块6用于测量透明管10内压力，且与所述阀门调节模块5电性相连；所述摄像仪11朝向透明管10设置，用于采集透明管10内液面高度。
可选地，所述封盖包括安装在透明管10上的法兰套筒8以及安装在法兰套筒8上的法兰盖7，所述法兰盖7上开设有用于安装压力检测模块6及阀门调节模块5的开孔；所述进气管路1上设有第一调节阀2，所述出气管路上设有第二调节阀3，所述第一调节阀2与第二调节阀3均与阀门调节模块5电性相连；所述盲板底座14上设有与透明管10连通的进水管路15与排水管路18，所述进水管路15上设有进水阀16，所述排水管路18上设有排水阀17；所述透明管10与盲板底座14、所述透明管10与封盖之间均为嵌入式安装，安装处均设有密封垫；所述盲板底座14与封盖之间由若干条拉杆9支撑，拉杆9长度与透明管10相匹配。
可选地，该透明管10由玻璃材质制成，其最大承受压力为0.7Mpa，且带有刻度量程，直径为φ30mm～φ80mm，具体地，可以为φ70mm。可选地，压力检测模块6包括压力表。
本发明还涉及一种高炉用炭捣料13吸水率检测方法，包括以下步骤，
检测装置气密性检查：通过液体或气体测试检测装置气密性；
检测装置准备：将重量m0的炭捣料13加入检验装置内，并向检验装置内注水12，记录液面初始高度h0；
压力调节：向检测装置内通入气体增压，调节检测装置内压力至预设压力P0；
保压并泄压：保持压力P0稳定一段时间t后，泄压；
重复“压力调节”、“保压并泄压”步骤，至炭捣料13表面气泡消失，记录此时液面高度h1；
持续测量液位：向检测装置内加压至P0，记录液面高度h2；保持压力P0，每隔一定时间T后，记录液面高度hi，i为正整数，hi不再变化时，停止测试；
计算炭捣料13在设定压力P0条件下的吸水率：
炭捣料吸水率＝初始吸水率+带压状态下吸水率
初始吸水率＝一次吸水率+二次吸水率
其中，
式中：ρ为水的密度；d为检验装置的内径。
可选地，所述气体为压缩空气或氮气；时间T为30min-60min；该方法应用于上述高炉用炭捣料吸水率检测装置。
下面以一具体实施例进行解释说明。
(1)首先对整体装置进行密封性检查，所述检测装置安装完成后，打开进水管路15的进水阀16，关闭排水管路18的排水阀17，通过进水管路15向透明管10内注入一定量的水；打开第一调节阀2，关闭第二调节阀3，经由进气管路1通入气体，检查整个装置的密封性能。
(2)密封性检测完毕后，打开摄像仪11，打开法兰盘，将重量为315g的高炉用炭捣料13加入至透明管10内，将法兰盘与法兰套筒8重新安装好。打开进水阀16，关闭出水阀，向透明管10内注入一定量的水，记录此时液面高度h0:329mm。
(3)打开第一调节阀2，关闭第二调节阀3，向透明管10内通入气体至压力检测模块6的数值达到预设压力0.3Mpa。
(4)待装置压力稳定在0.3Mpa一段时间后，关闭第一调节阀2，打开第二调节阀3，对装置进行泄压处理。
(5)重复步骤(3)(4)，待炭捣料13表面气泡消失后，停止重复步骤(3)(4)，泄压处理后，记录此时液面高度h1:324mm。
(6)继续给装置通气，保持装置预设压力0.3Mpa。记录此时液面高度h2:321mm；维持预设压力0.3Mpa后，通过摄像仪11每间隔60min记录液面高度的变化。
待经过24h后，液面基本无变化，停止测试。
(7)通过得到的液面高度变化，可得到设定压力0.3Mpa条件下炭捣料13的吸水率。
炭捣料吸水率＝初始吸水率+带压状态下吸水率
初始吸水率＝一次吸水率+二次吸水率
其中，
则炭捣料吸水率＝初始吸水率+带压状态下吸水率＝6.11％+3.67％+2.44％＝12.22％。
通过使用本发明装置及方法，可检测炭捣料13在不同压力情况下的吸水性能，进而为指导高炉设计、高炉炉缸生产维护、炭捣料的制备及选择提供有力指导，为高炉炉缸有效传热提供有力支撑，促进高炉长寿。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：包括实验台、摄像仪、压力检测模块及阀门调节模块；所述实验台包括盲板底座，设置在盲板底座上的透明管，以及设置在透明管远离盲板底座一侧上的封盖；所述压力检测模块及阀门调节模块均贯穿设置在封盖上并连通至透明管内部；所述阀门调节模块包括并联设置的进气管路及出气管路，通过进气管路及出气管路调节透明管内压力；所述压力检测模块用于测量透明管内压力，且与所述阀门调节模块电性相连；所述摄像仪朝向透明管设置，用于采集透明管内液面高度。
2.如权利要求1中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：所述封盖包括安装在透明管上的法兰套筒以及安装在法兰套筒上的法兰盖，所述法兰盖上开设有用于安装压力检测模块及阀门调节模块的开孔。
3.如权利要求1中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：所述进气管路上设有第一调节阀，所述出气管路上设有第二调节阀，所述第一调节阀与第二调节阀均与阀门调节模块电性相连。
4.如权利要求1中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：所述盲板底座上设有与透明管连通的进水管路与排水管路，所述进水管路上设有进水阀，所述排水管路上设有排水阀。
5.如权利要求1中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：所述透明管与盲板底座、所述透明管与封盖之间均为嵌入式安装，安装处均设有密封垫。
6.如权利要求1中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置，其特征在于：所述盲板底座与封盖之间由若干条拉杆支撑，拉杆长度与透明管相匹配。
7.一种高炉用炭捣料吸水率检测方法，其特征在于，包括以下步骤，
检测装置气密性检查：通过液体或气体测试检测装置气密性；
检测装置准备：将重量m0的炭捣料加入检验装置内，并向检验装置内注水，记录液面初始高度h0；
压力调节：向检测装置内通入气体增压，调节检测装置内压力至预设压力P0；
保压并泄压：保持压力P0稳定一段时间t后，泄压；
重复“压力调节”、“保压并泄压”步骤，至炭捣料表面气泡消失，记录此时液面高度h1；
持续测量液位：向检测装置内加压至P0，记录液面高度h2；保持压力P0，每隔一定时间T后，记录液面高度hi，i为正整数，hi不再变化时，停止测试；
计算炭捣料在设定压力P0条件下的吸水率：
炭捣料吸水率＝初始吸水率+带压状态下吸水率；
初始吸水率＝一次吸水率+二次吸水率
其中，
式中：ρ为水的密度；d为检验装置的内径。
8.如权利要求7中所述的高炉用炭捣料吸水率检测方法，其特征在于，所述气体为压缩空气或氮气。
9.如权利要求7中所述的高炉用炭捣料吸水率检测方法，其特征在于，时间T为30min-60min。
10.如权利要求7中所述的高炉用炭捣料吸水率检测方法，其特征在于，该方法应用于如权利要求1～6任一项中所述的高炉用炭捣料吸水率检测装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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