CN113358439A - 一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置及其方法，适用于炼铁原料以及球团矿生产检验技术领域。本发明通过鼓前筛分过程中对粒级的预判和减量秤的精确给料，实现转鼓强度测定用试样的快速制备。本发明通过筛分给料减量秤的给料出口在转鼓鼓前筛的接料口上方；转鼓鼓前筛固定在支架上；转鼓鼓前筛安装有小，中，大三种粒级出口，电动卸料阀安装在转鼓鼓前筛中粒级出口的溜管上；小粒级集料秤和中粒级集料减量秤以及大粒级集料秤都安装在转鼓鼓前筛相应粒级的物料出口下方；带集料斗的三通的进料口位于中粒级集料减量秤的给料装置的出口下方，减小了球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的空间尺寸，提高了转鼓强度测定用试样自动制备的速度和成功率。

Description

一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置及其方法

技术领域

本发明属于炼铁原料以及球团矿生产检验技术领域，特别提供了一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置。

背景技术

作为长流程钢铁冶金生产的主要原料，铁矿石的品质保证是稳定生产的必要条件。对铁矿石进行质量检验，及时获得准确的铁矿石各项质量指标，是掌握、控制铁矿石品质波动的必要手段。铁矿石的转鼓强度反应了铁矿石在运输过程中破碎，粉化的程度，影响着高炉顺行，它是铁矿石质量检验的一项重要内容。当前，铁矿石已经普遍采用全自动取制样装置。而近十年以来，球团矿在高炉入炉料中所占的比重越来越大，国内球团矿产能持续增长，而新建的球团生产线其成品皮带几乎均配备了包含球团矿自动转鼓强度测定的全自动取制样装置。

当前球团厂使用的全自动取制样装置一般具备自动采样、自动粒度分析、自动抗压强度检验、自动转鼓强度测定以及化学分析样品自动制备功能，尺寸庞大而略显笨重，相应的配套的建筑物高约20米左右，占地面积约80平米。若能有效减小球团矿自动转鼓强度测定用试样的制备装置的空间尺寸，则不仅能节约设备投资，还能有效减小配套建筑物的投资和占地，从而达到显著减少球团矿全自动取制样装置建设总投资的目的。自动转鼓强度测定是该装置最为复杂的部分，而其样品制备装置又是自动转鼓强度测定中空间尺寸最大的关键设备。因此，设计一种相对小巧的球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置很有意义。

当前，多数球团厂使用的球团矿自动转鼓强度测定用试样的制备装置，是先将样品筛分成-6.3mm,6.3～40mm,+40mm,再收集6.3～40mm部分至减量秤之中，然后通过该减量秤的准确给料，得到15kg的试样在可逆皮带机上，如果样品质量的误差在±1％的范围内,就视为试样质量合格，通过可逆皮带送入转鼓强度测定用的转鼓中，否则将样品丢弃，减量秤再次给料，如此循环直到样品的质量误差在±1％的范围。不难看出，该装置关键在于减量秤给料装置对试样质量的准确控制。

而如果在样品筛分前就通过减量秤给料装置准确控制筛分给料质量，通过样品筛分出料端设置的各个集料称重装置测得的样品质量，来预测得到质量为15.15kg的试样所需的未筛分的样品质量，就有较大概率在筛分完成的同时，在收集试样的减量秤中已经得到粒级为 6.3～40mm，质量为15±0.15kg的试样。为了保证装置容错率，专门设计一个带集料斗的三通代替空间尺寸较大的可逆皮带机，当收集6.3～40mm试样的质量超出15.15kg时，可通过收集试样的减量秤的给料装置，控制给到集料斗的试样质量在合格范围内。如果合格，则该三通将试样送入转鼓，否则将试样丢弃。不难看出，对于相同质量的转鼓副样，本发明提供的装置样品制备容错的次数比传统装置大了一倍，而如果在筛分过程中试样收集减量秤中试样质量就合格，则样品制备的时间将减少一半以上。

1.球团矿自动转鼓指数测定的术语和定义

下列术语和定义源自现行标准、适用于本文件。

(1)样品：从待评定品质特性的一批铁矿石中选出具有代表性的相对少量的铁矿石。

(2)份样：取样或样品缩分的一种装置一次专门的操作所采取的样品。

(3)大样：由所有的份样组成，完全代表一批铁矿石的所有品质特性的样品。

(4)副样：由比一个大样需要的全部数量的份样少的份样所组成的样品。

(5)试样：为满足一个试验所有规定条件而制备的样品。

(6)试验样：实际上全部用于一个具体试验的那部分试样。

(7)样品制备：一个样品制备成适合测定规定品质特性的实施过程。

(8)粒级：用一道筛子或两道筛孔不同的筛子分离出来的样品部分。

(9)筛分：用一道或多道筛子将铁矿石分成两组或两组以上粒级的过程。

(10)球团矿：由小颗粒铁矿石用各种添加剂形成球，通过热或冷结合固化而形成的球形人造铁矿石。

(11)转鼓强度：球团矿在规定时间旋转的转鼓中通过冲击和磨损导致粒度降级的抵抗力。

(12)样品缩分：在不破碎的条件下，保留的任何样品或份样质量减少的任一程序。

发明内容

本发明提供了一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，适用于炼铁原料以及球团矿生产检验技术领域，解决了现有球团矿转鼓强度测定用试样的制备过程中，时间较长,容错率不够高，设备空间尺寸过大的问题。

一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，包括筛分给料减量秤1、转鼓鼓前筛2、支架3、电动卸料阀4、小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7、带集料斗的三通8。所述的筛分给料减量秤1的给料出口在转鼓鼓前筛2的接料口上方；转鼓鼓前筛2 固定在支架3上；转鼓鼓前筛2安装有小、中、大三种粒级出口，电动卸料阀4安装在转鼓鼓前筛2中粒级出口的溜管上；小粒级集料秤5和中粒级集料减量秤6以及大粒级集料秤7 都安装在转鼓鼓前筛2相应粒级的物料出口下方；带集料斗的三通8的进料口位于中粒级集料减量秤6的给料装置的出口下方。

所述的中粒级为测定球团矿转鼓强度的试验样所要求的粒级，所述的小粒级为小于中粒级下限的粒级，所述的大粒级为大于中粒级上限的粒级。

所述的带集料斗的三通8是在普通的三通入料口处增加了一个集料斗，并增加了三通控制推杆的转角。

所述的集料斗为以两块交角约90°的扇形对接的钢板横板和两块翼板焊接而构成的一个上开口的扇形柱；扇形圆心焊接在与推杆连接的曲柄的旋转轴上，在横板上焊接了一根旋转加强筋，与曲柄的动端连接。

所述的集料斗的内部有内衬，内衬延伸至斗底相交部分的倒角半径大于50mm、两块横板上内衬外部表面直线段部分构成的角度大于95°小于120°。

一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备方法，具体步骤如下：

步骤一、按照转鼓强度测定的要求，从待检物料中获取足够的样品，筛分给料减量秤1 处于集料状态；

步骤二、当一个批次的试样组批完毕，且筛分给料减量秤1减量秤中的样品质量符合要求，关闭上一道工序的送料；

步骤三、启动小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7处于集料状态，电动卸料阀4卸料阀处于开启状态，启动转鼓鼓前筛2三级圆筒筛；

步骤四、筛分给料减量秤1开启筛分送料模式，将样品筛分成小、中、大三种粒级；

步骤五、当中粒级集料减量秤6中试样超过降速质量时，筛分给料减量秤1改为慢筛分送料模式，当根据所有粒度的占比以及筛分给料减量秤1减重预测的中粒级集料减量秤6中样品将达到设定目标质量时，筛分给料减量秤1停止供料；

步骤六、当中粒级集料减量秤6中的样品质量超过临界质量时，关闭电动卸料阀4卸料阀，当中粒级集料减量秤6中的样品质量大于临界质量小于目标质量时，配鼓成功，开启带集料斗的三通8至不合格试料弃去模式，当接受到转鼓集料模式就位后，开动中粒级集料减量秤6快速送样模式将样品送至转鼓中；

步骤七、当中粒级集料减量秤6中样品质量大于目标质量时，开启带集料斗的三通8至集料模式，开启中粒级集料减量秤6慢送样模式，当减量值超过临界质量时，停止中粒级集料减量秤6送样，此时若中粒级集料减量秤6减重小于目标质量，配鼓成功，当接受到转鼓集料模式就位后，开启带集料斗的三通8合格试样入鼓模式，将样品送至转鼓中；若中粒级集料减量秤6减重大于目标质量，则配鼓失败，将带集料斗的三通8开启至不合格试料弃去后，若筛分给料减量秤1中样品预测不够制备一个试样，则配鼓完全失败，本次试验不测转鼓指数，若试样足够，则从步骤三开始重新循环，直至配鼓成功；

步骤八、若配鼓完全失败，将筛分给料减量秤1、电动卸料阀4、小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，并同时开启带集料斗的三通8合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃，重新进入步骤一；

步骤九、当配鼓成功时，等待转鼓试验数据正常，则将筛分给料减量秤1、电动卸料阀4、小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，筛分给料减量秤1开启集料模式，并同时开启带集料斗的三通8合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃，重新进入步骤一；若转鼓试验需要重做，且筛分给料减量秤1中样品预测不够制备一个试样，则转鼓试验失败，进入步骤八；若转鼓试验需要重做，且试样足够，则重新计入步骤三；

步骤十、系统可切换成手动模式，在检修或者故障诊断时，还可设置一键弃料功能排除全套装备内的剩余物料。

所述的中粒级为测定球团矿转鼓强度的试验样所要求的粒级，所述的小粒级为小于中粒级下限的粒级，所述的大粒级为大于中粒级上限的粒级。

所述的降速质量是小于临界质量的某个设定值，所述的临界质量是14.85kg，所述的目标质量是15.15kg。

综上所述，本发明解决的问题是：

1.通过鼓前筛分过程中对粒级的预判和减量秤的精确给料，实现转鼓强度测定用试样的快速制备。

2.通过鼓前筛分的精确给料、筛分后减量秤的精确给料，将转鼓强度测定样品自动制备的容错率扩大了一倍。

3.通过采用一个专门设计的带集料斗的三通，代替传统的可逆皮带机，将转鼓测定样品制备装置的空间高度从7米左右降低到4.5米。

附图说明

图1为实例一球团矿转鼓强度测定用试样制备装置示意图。其中，1、筛分给料减量秤； 2、转鼓鼓前筛；3、支架；4、电动卸料阀；5、小粒级集料秤；6、中粒级集料减量秤；7、大粒级集料秤；8、带集料斗的三通。

图2为实例一球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的部件8带集料斗的三通详图，此时该三通处于试样入鼓模式。其中8-1、三通入口；8-2、三通入鼓出口；8-3、三通弃料出口； 8-4、三通专用集料斗；8-5、集料斗旋转曲柄；8-6、集料斗旋转推杆；8-7、电动机；8-8、动力装置支架；8-9、集料斗旋转轨道孔；8-10、集料斗旋转轴。

图3为实例一球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的部件8带集料斗的三通详图，此时该三通处于不合格试料弃去模式。其中尺寸标注C为三通入料口宽度，L为三通入料段高度， L1为三通入鼓出口段长度，C1为三通入鼓出口宽度，L2为三通弃料出口段长度，C2为三通弃料出口宽度。角α为8-6集料斗旋转推杆推动8-5集料斗旋转曲柄的旋转角度范围，该角度大于普通三通推杆推动旋转曲柄的转角。

图4为实例一球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的部件8带集料斗的三通详图，此时该三通处于集料模式。

图5为4的A向视图，其中8-1、三通入口；8-2、三通入鼓出口；8-4、三通专用集料斗；8-5、集料斗旋转曲柄；8-6、集料斗旋转推杆；8-7、电动机；8-8、动力装置支架；8-9、集料斗旋转轨道孔；8-10、集料斗旋转轴。其中尺寸标注B为三通入料口长度，B1为三通入鼓出口长度。

图6为实例一的球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的部件8带集料斗的三通的专用集料斗俯视图详图。其中8-4-1为旋转加强筋，8-4-2为旋转轴，8-4-3为料斗翼板。其中8-4-3 翼板材质为Q235钢板，8-4-2旋转轴和8-4-1旋转加强筋材质为高碳轴承钢。B2为集料斗的外长，它大于图5的B值。

图7为实例一的球团矿转鼓强度测定用试样制备装置的部件8带集料斗的三通的专用集料斗详图。其中8-4-1为旋转加强筋，8-4-2为旋转轴，8-4-3为料斗翼板，8-4-4为料斗横板， 8-4-5为耐磨内衬。其中8-4-4料斗横板和8-4-3翼板材质为Q235钢板，8-4-2旋转轴和8-4-1 旋转加强筋材质为高碳轴承钢，8-4-5耐磨内衬材质为耐磨锰钢。β为耐磨内衬平直段夹角。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本发明包括：筛分给料减量秤1；转鼓鼓前筛2；支架3；电动卸料阀4；-6.3mm 粒级集料秤5；6.3～40mm粒级集料减量秤6；+40mm粒级集料秤7；带集料斗的三通8。其中，筛分给料减量秤1的给料出口在转鼓鼓前筛2的接料口上方；转鼓鼓前筛2固定在支架3上；电动卸料阀4安装在筛分物料6.3～40mm粒级出口的溜管上；-6.3mm粒级集料秤5和6.3～40mm粒级集料减量秤6以及+40mm粒级集料秤7都安装在转鼓鼓前筛2相应粒级的物料出口下方；带集料斗的三通8的进料口位于6.3～40mm粒级集料减量秤6的给料装置的出口下方。其中筛分给料减量秤1采用可调给料速度的100kg减量秤，转鼓鼓前筛2采用三级圆筒式筛分机，-6.3mm粒级集料秤5采用10kg料斗称，6.3～40mm粒级集料减量秤6采用 20kg减量秤，+40mm粒级集料秤7采用10kg料斗称。

如图3所示，带集料斗的三通的参数为：C＝C1＝C2＝300mm，L＝400mm，L1＝L2＝500mm。曲柄旋转最大转角α＝150°。

如图5所示，B＝400mm，B1＝550mm。

如图6所示，B2＝500mm。

如图7所示，专用集料斗内衬平直段夹角β＝105°。

通过混匀的合格转鼓副样进行样品制备得到转鼓试样的工艺流程如下：

1.按照转鼓强度测定的要求，从待检物料中获取足够的样品，筛分给料减量秤1处于集料状态；

2.当一个批次的试样组批完毕，且筛分给料减量秤1减量秤中的样品质量符合要求，关闭上一道工序的送料；

3.启动-6.3mm粒级集料秤5、6.3～40mm粒级集料减量秤6、+40mm粒级集料秤7处于集料状态，电动卸料阀4卸料阀处于开启状态，启动转鼓鼓前筛2三级圆筒筛；

4.筛分给料减量秤1开启筛分送料模式，将样品筛分成-6.3mm,6.3-40mm,+40mm三种粒度；

5.当6.3～40mm粒级集料减量秤6中试样(6.3-40mm)超过10Kg时，筛分给料减量秤1设备改为慢筛分送料模式，当根据所有粒度的占比以及筛分给料减量秤1减重预测的6.3～40mm粒级集料减量秤6中样品将达到15.15kg时，筛分给料减量秤1停止供料；

6.当6.3～40mm粒级集料减量秤6中的样品质量超过14.85kg时，关闭电动卸料阀4卸料阀，当6.3～40mm粒级集料减量秤6中的样品质量大于14.85kg小于15.15kg时，配鼓成功，开启带集料斗的三通8至不合格试料弃去模式，当接受到转鼓集料模式就位后，开动6.3～40mm粒级集料减量秤6快速送样模式将样品送至转鼓中。

7.当6.3～40mm粒级集料减量秤6中样品质量大于15.15kg时，开启带集料斗的三通8 至集料模式，开启6.3～40mm粒级集料减量秤6慢送样模式，当减量值超过14.85kg 时，停止6.3～40mm粒级集料减量秤6送样，此时若6.3～40mm粒级集料减量秤6 减重小于15.15kg，配鼓成功，当接受到转鼓集料模式就位后，开启带集料斗的三通 8合格试样入鼓模式，将样品送至转鼓中。若6.3～40mm粒级集料减量秤6减重大于 15.15kg，则配鼓失败，将带集料斗的三通8开启至不合格试料弃去后，若筛分给料减量秤1中样品预测不够制备一个试样，则配鼓完全失败，本次试验不测转鼓指数，若试样足够，则从第3步重新循环，直至配鼓成功。

8.若配鼓完全失败，将筛分给料减量秤1、电动卸料阀4、小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，并同时开启带集料斗的三通8合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃。重新进入第一步。

9.当配鼓成功时，等待转鼓试验数据正常，则将筛分给料减量秤1、电动卸料阀4、小粒级集料秤5、中粒级集料减量秤6、大粒级集料秤7开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，筛分给料减量秤1开启集料模式，并同时开启带集料斗的三通8 合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃。重新进入第一步。若转鼓试验需要重做，且筛分给料减量秤1中样品预测不够制备一个试样，则转鼓试验失败，进入步骤八；若转鼓试验需要重做，且试样足够，则重新计入第3步。

10.系统可切换成手动模式，可按照图2的步骤手动操作。在检修或者故障诊断时，还可设置一键弃料功能排除全套装备内的剩余物料。

Claims (8)

1.一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，其特征在于：该装置包括筛分给料减量秤(1)、转鼓鼓前筛(2)、支架(3)、电动卸料阀(4)、小粒级集料秤(5)、中粒级集料减量秤(6)、大粒级集料秤(7)、带集料斗的三通(8)；所述的筛分给料减量秤(1)的给料出口在转鼓鼓前筛(2)的接料口上方；转鼓鼓前筛(2)固定在支架(3)上；转鼓鼓前筛(2)安装有小、中、大三种粒级出口，电动卸料阀(4)安装在转鼓鼓前筛(2)中粒级出口的溜管上；小粒级集料秤(5)和中粒级集料减量秤(6)以及大粒级集料秤(7)都安装在转鼓鼓前筛(2)相应粒级的物料出口下方；带集料斗的三通(8)的进料口位于中粒级集料减量秤(6)的给料装置的出口下方。

2.如权利要求1所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，其特征在于：所述的中粒级为测定球团矿转鼓强度的试验样所要求的粒级，所述的小粒级为小于中粒级下限的粒级，所述的大粒级为大于中粒级上限的粒级。

3.如权利要求1所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，其特征在于：所述的带集料斗的三通(8)是在普通的三通入料口处增加了一个集料斗，并增加了三通控制推杆的转角。

4.如权利要求3所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，其特征在于：所述的集料斗为以两块交角约90°的扇形对接的钢板横板和两块翼板焊接而构成的一个上开口的扇形柱；扇形圆心焊接在与推杆连接的曲柄的旋转轴上，在横板上焊接了一根旋转加强筋，与曲柄的动端连接。

5.如权利要求4所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备装置，其特征在于：所述的集料斗的内部有内衬，内衬延伸至斗底相交部分的倒角半径大于50mm、两块横板上内衬外部表面直线段部分构成的角度大于95°小于120°。

6.一种球团矿转鼓强度测定用试样的制备方法，其特征在于：

步骤一、按照转鼓强度测定的要求，从待检物料中获取足够的样品，筛分给料减量秤(1)处于集料状态；

步骤二、当一个批次的试样组批完毕，且筛分给料减量秤(1)减量秤中的样品质量符合要求，关闭上一道工序的送料；

步骤三、启动小粒级集料秤(5)、中粒级集料减量秤(6)、大粒级集料秤(7)处于集料状态，电动卸料阀(4)卸料阀处于开启状态，启动转鼓鼓前筛(2)三级圆筒筛；

步骤四、筛分给料减量秤(1)开启筛分送料模式，将样品筛分成小、中、大三种粒级；

步骤五、当中粒级集料减量秤(6)中试样超过降速质量时，筛分给料减量秤(1)改为慢筛分送料模式，当根据所有粒度的占比以及筛分给料减量秤(1)减重预测的中粒级集料减量秤(6)中样品将达到设定目标质量时，筛分给料减量秤(1)停止供料；

步骤六、当中粒级集料减量秤(6)中的样品质量超过临界质量时，关闭电动卸料阀(4)卸料阀，当中粒级集料减量秤(6)中的样品质量大于临界质量小于目标质量时，配鼓成功，开启带集料斗的三通(8)至不合格试料弃去模式，当接受到转鼓集料模式就位后，开动中粒级集料减量秤(6)快速送样模式将样品送至转鼓中；

步骤七、当中粒级集料减量秤(6)中样品质量大于目标质量时，开启带集料斗的三通(8)至集料模式，开启中粒级集料减量秤(6)慢送样模式，当减量值超过临界质量时，停止中粒级集料减量秤(6)送样，此时若中粒级集料减量秤(6)减重小于目标质量，配鼓成功，当接受到转鼓集料模式就位后，开启带集料斗的三通(8)合格试样入鼓模式，将样品送至转鼓中；若中粒级集料减量秤(6)减重大于目标质量，则配鼓失败，将带集料斗的三通(8)开启至不合格试料弃去后，若筛分给料减量秤(1)中样品预测不够制备一个试样，则配鼓完全失败，本次试验不测转鼓指数，若试样足够，则从步骤三开始重新循环，直至配鼓成功；

步骤八、若配鼓完全失败，将筛分给料减量秤(1)、电动卸料阀(4)、小粒级集料秤(5)、中粒级集料减量秤(6)、大粒级集料秤(7)开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，并同时开启带集料斗的三通(8)合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃，重新进入步骤一；

步骤九、当配鼓成功时，等待转鼓试验数据正常，则将筛分给料减量秤(1)、电动卸料阀(4)、小粒级集料秤(5)、中粒级集料减量秤(6)、大粒级集料秤(7)开启快速筛分送样模式，直至所有样品筛分完毕，筛分给料减量秤(1)开启集料模式，并同时开启带集料斗的三通(8)合格试样入鼓模式，将所有筛分样品全部丢弃，重新进入步骤一；若转鼓试验需要重做，且筛分给料减量秤(1)中样品预测不够制备一个试样，则转鼓试验失败，进入步骤八；若转鼓试验需要重做，且试样足够，则重新计入步骤三；

步骤十、系统可切换成手动模式，在检修或者故障诊断时，还可设置一键弃料功能排除全套装备内的剩余物料。

7.如权利要求6所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备方法，其特征在于：所述的中粒级为测定球团矿转鼓强度的试验样所要求的粒级，所述的小粒级为小于中粒级下限的粒级，所述的大粒级为大于中粒级上限的粒级。

8.如权利要求6所述的球团矿转鼓强度测定用试样的制备方法，其特征在于：所述的降速质量是小于临界质量的某个设定值，所述的临界质量是14.85kg，所述的目标质量是15.15kg。

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