CN113418764A - 一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 - Google Patents
一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113418764A CN113418764A CN202110672562.0A CN202110672562A CN113418764A CN 113418764 A CN113418764 A CN 113418764A CN 202110672562 A CN202110672562 A CN 202110672562A CN 113418764 A CN113418764 A CN 113418764A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- briquetting
- specific porosity
- automatic sample
- sample pressing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法,涉及铁矿粉造块技术领域,能够自动压块,获得特定孔隙率的压块,且压样过程简便、快捷;该装置包括:控制单元,用于根据团块的预期孔隙率、待压块粉体的参数以及压块模具的形状参数计算出团块的预期高度,并根据团块的预期高度控制压块单元进行压块动作;压块单元,用于在所述控制单元的控制下进行压块,获得具有特定孔隙率的团块;所述待压块粉体的参数包括:粉体质量和粉体密度。本发明提供的技术方案适用于矿粉造块的过程中。
Description
技术领域
本发明涉及铁矿粉造块技术领域,尤其涉及一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法。
背景技术
现代高炉炼铁向着高产、低耗、长寿目标发展,铁矿石造块作为炼铁工序能耗的关键工序,其对钢铁行业的节能减排具有重要意义。长期以来,生产铁品位高、强度好、粒度均匀、冶金性能优越以及生产过程更为环保等一直是广大专家学者研究的重点,受到炼铁工作者的高度重视。长期以来,炼铁工作者发展了多种方法表征烧结矿、球团矿的强度及冶金性能。为了更深入的研究矿粉种类对团块及强度的影响,避免造球过程产生的粒度差异,研究者们多采用压块的方式进行焙烧、还原实验,并且在解析焙烧、还原过程反应机理方面做了大量的工作。众所周知,压块的孔隙率及孔隙结构对压块焙烧及还原反应有着重要的影响,然而,传统的压块设备多采用传动人工机械压样方式,该种方法采用人工控制在压样的过程中保持一定的压强,不能有效控制压块的孔隙率,因此,未能有效模拟球团矿的孔隙结构,使得试验过程中团块与实际烧结、球团过程存在一定的差异。
因此,有必要研究一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法来应对现有技术的不足,以解决或减轻上述一个或多个问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法,能够自动压块,获得特定孔隙率的压块,且压样过程简便、快捷。
一方面,本发明提供一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述装置包括:
控制单元,用于根据团块的预期孔隙率、待压块粉体的参数以及压块模具的形状参数计算出团块的预期高度,并根据团块的预期高度控制压块单元进行压块动作;
压块单元,用于在所述控制单元的控制下进行压块,获得具有特定孔隙率的团块。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述待压块粉体的参数包括:粉体质量和粉体密度。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述压块单元包括:压块模具和与所述压块模具相匹配的压头;
所述压头通过压杆与动力设备连接,在所述动力设备的带动下实现上下移动;所述动力设备与所述控制单元连接。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述动力设备为电机或电子液压设备。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述装置还包括位置传感器,用于采集所述压头的位置数据。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述压块模具为圆柱体形或立方体形。
另一方面,本发明提供一种制备特定孔隙率的团块自动压样方法,其特征在于,所述方法采用如上任一所述的装置来实现;所述方法的步骤包括:
S1、对原料进行预处理得到待压块粉体;
S2、将待压块粉体放入压块模具中;
S3、启动控制单元的控制流程;
S4、压块单元根据控制流程实现特定空隙率团块的压制。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述预处理包括烘干和研磨。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,进行步骤S3之前测量待压块粉体的粉体密度和粉体质量,并将所述粉体密度和所述粉体质量作为形成所述控制流程的依据。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,粉体质量称量完成后,向所述待压块粉体中加入特定量的水分,以保证毛细力。
如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,进行步骤S3之前根据待压块粉体的特性确定压块保持时间,并将所述压块保持时间作为形成所述控制流程的依据。
与现有技术相比,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:该装置能够自动采样,通过控制压样机压杆的下降高度来控制压块的体积,从而达到控制压块孔隙率的目的,获得特定孔隙率的压块;
上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果:该装置压样过程简便、快捷,不受矿粉颗粒及制样过程压力的影响,对细致研究粉体压块各项性能、优化造块工艺参数、研究造块过程各项反应提供了必要手段,具有重要意义;
上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果:该装置自动化程度高,避免人工压样压力不均、孔隙结构无法控制的问题。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一个实施例提供的制备特定孔隙率的团块自动压样装置结构图示意图。
其中,图中:
1、控制单元;2、动力设备;3、压块平台;4、压杆;5、模具压头;6、压块模具。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
针对现有技术的不足,本发明提供一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置,如图1所示,该装置包括:控制单元1和压块单元。控制单元1与压块单元连接,控制压块单元进行压块动作,从而制备出特定孔隙率的团块。压块单元包括具有内部空间的压块平台3,压块平台3的内部设有压块模具6。压块模具6为上开口的内空结构,将待压块的粉体置于该内空结构中等待压块。压块模具6的上方设有压杆4,压杆4的上端与设于压块平台3上的动力设备2连接,在动力设备2的带动下实现上下移动;压杆4的底端固定设有模具压头5,模具压头5的形状与压块模具6相匹配,模具压头5随压杆4向下移动并从压块模具6的上方开口进入对带压块的粉体进行压制,压制完成后在压杆4的带动下再向上移动。
压块平台3包括上平台和下平台,上平台和下平台之间采用连接柱连接,侧壁可以是全封闭式也可以是半封闭式,还可以不设置侧壁。上平台设有过孔,压杆4穿设在过孔中。动力设备2设置在上平台的上方,也可以根据情况将动力设备设置在上平台下方,即压块平台3的内腔中。
动力设备2可以是电机也可以是电子液压设备,且与控制单元1连接,在控制单元1的控制下进行工作。该自动压样装置还可以设置位置传感器和压力传感器,用于采集模具压头的实时位置以及模具压头的下压力度,位置传感器和压力传感器均与控制单元1连接,将采集的数据传输给控制单元1进行计算和使用。
压块模具6的内腔优选圆柱体形,也可以是立方体形或其他形状。
本发明制备特定孔隙率的自动压样装置,在已知粉样真密度的条件下,可以通过控制压样机压杆的下降高度来控制压块的体积,从而达到控制压块孔隙率的目的。包括如下实验步骤:
第一、取一定量的含铁原料在105℃的烘箱中烘干3~5小时,去除矿粉中的体相水;
步骤一中含铁原料是指一切用于造块的含铁物料,可以是铁矿粉、炼钢污泥或者是含铁的粉尘等;
第二、将铁矿粉置于研钵中轻轻研磨5分钟,使矿粉充分混合均匀,消除干燥过程产生板结,同时使矿粉颗粒粒度分布更加均匀;
步骤一种烘烤温度和步骤二中的研磨时间并非定值,可以根据实际情况进行调整,在不改变或破坏原料性能的情况下以最短时间内完全去除体相水以及完全消除板结为最佳;
第三、测定粉体的真密度,并将试验粉样的真密度、计划得到的压块的孔隙率、粉体的质量、压块模具的底面积、压力保持时间等参数输入至控制单元中;
步骤三中控制单元需要的参数为粉样的真密度、预计得到压块的孔隙率、粉体的质量、压块模具的底面积、压力保持时间等;控制单元根据输入的参数计算出要得到的压块的高度,从而获知压杆的下压距离;
第四、将一定质量的粉样加入压样机的模具中;
步骤四中模具可以是8mm~40mm范围内的任意压块,粉体的质量可根据模具的选择进行调整;步骤四中在含铁原料混合过程中需要加入7~10%的水分(步骤一中烘干去除水是为了矿粉称量精准,步骤四加入水是为了压块保证毛细力);
第五、在计算机程序中控制进行压块制备,并进行数据的记录;
步骤五中通过计算机程序控制液压机压杆的下降高度来控制压块的体积,从而达到控制压块孔隙率的目的,液压机通过控制高度确定压块孔隙率的计算公式(以圆柱体形团块为例):
式中:
V—成品压块的体积, VK—压块中含铁原料的体积,
VP—压块中孔隙结构占的体积, m—压块的质量,
ρ—压块的密度, ρK—含铁原料的真密度,
D—压块的直径, S—压块的底面积,
H—压块的高度, η—压块的预期孔隙率。
该方法可精确的通过压块的方法制备特定孔隙率的压块试样,获得特定孔隙率的压块;其次该设备自动化程度高、简便快捷,避免了人工压样压力、时间难以精确控制等问题,该设备对细致研究粉体压块强度及还原性能具有重要意义。
实施例一:孔隙率为10%、直径为20mm压块的制备
取一定量的铁矿粉在105℃的烘箱中烘干3小时,去除矿粉中的体相水;然后,将烘干后的铁矿粉置于研钵中轻轻研磨10分钟,使矿粉充分混合均匀,消除干燥过程产生板结,同时使矿粉颗粒粒度分布更加均匀;称取10g混匀后铁矿粉,向控制单元中输入压块质量为10g,矿粉真密度ρK为4.89g/cm3,η为10%,D为20mm,压力保持时间为2min;程序通过计算得到最终成型压块的高度为7.23mm,使用模具压头的高度为6cm,则程序通过电子液压控制使压杆顶端至磨具底端的高度为67.23mm。
实施例二:孔隙率为20%、直径为30mm压块的制备
取一定量的铁矿粉在105℃的烘箱中烘干3小时,去除矿粉中的体相水;然后,将烘干后的铁矿粉置于研钵中轻轻研磨10分钟,使矿粉充分混合均匀,消除干燥过程产生板结,同时使矿粉颗粒粒度分布更加均匀;称取15g混匀后铁矿粉,在控制单元中输入压块质量为10g,矿粉真密度ρK为4.89g/cm3,η为20%,D为30mm,压力保持时间为2min;程序通过计算得到最终成型压块的高度为5.42mm,使用模具压头的高度为6cm,则程序通过电子液压控制使压杆顶端至磨具底端的高度为65.42mm。
以上对本申请实施例所提供的一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法,进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语,故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。
Claims (10)
1.一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述装置包括:
控制单元,用于根据团块的预期孔隙率、待压块粉体的参数以及压块模具的形状参数计算出团块的预期高度,并根据团块的预期高度控制压块单元进行压块动作;
压块单元,用于在所述控制单元的控制下进行压块,获得具有特定孔隙率的团块。
2.根据权利要求1所述的制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述待压块粉体的参数包括:粉体质量和粉体密度。
3.根据权利要求1所述的制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述压块单元包括:压块模具和与所述压块模具相匹配的压头;
所述压头通过压杆与动力设备连接,在所述动力设备的带动下实现上下移动;所述动力设备与所述控制单元连接。
4.根据权利要求3所述的制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述动力设备为电机或电子液压设备。
5.根据权利要求3所述的制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述装置还包括位置传感器,用于采集所述压头的位置数据。
6.根据权利要求3所述的制备特定孔隙率的团块自动压样装置,其特征在于,所述压块模具为圆柱体形或立方体形。
7.一种制备特定孔隙率的团块自动压样方法,其特征在于,所述方法采用如权利要求1-6任一所述的装置来实现;所述方法的步骤包括:
S1、对原料进行预处理得到待压块粉体;
S2、将待压块粉体放入压块模具中;
S3、启动控制单元的控制流程;
S4、压块单元根据控制流程实现特定空隙率团块的压制。
8.根据权利要求7所述的制备特定孔隙率的团块自动压样方法,其特征在于,所述预处理包括烘干和研磨。
9.根据权利要求7所述的制备特定孔隙率的团块自动压样方法,其特征在于,进行步骤S3之前测量待压块粉体的粉体密度和粉体质量,并将所述粉体密度和所述粉体质量作为形成所述控制流程的依据。
10.根据权利要求7所述的制备特定孔隙率的团块自动压样方法,其特征在于,进行步骤S3之前根据待压块粉体的特性确定压块保持时间,并将所述压块保持时间作为形成所述控制流程的依据。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110672562.0A CN113418764A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110672562.0A CN113418764A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113418764A true CN113418764A (zh) | 2021-09-21 |
Family
ID=77788798
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110672562.0A Pending CN113418764A (zh) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113418764A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203132947U (zh) * | 2013-02-19 | 2013-08-14 | 北大先行泰安科技产业有限公司 | 一种粉体材料压实密度测试装置 |
CN206038496U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-03-22 | 广西大学 | 测量孔压的固结仪 |
CN108326306A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-27 | 武汉大学 | 一种孔隙率可控的多孔纳米金属制备方法 |
CN108760441A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-11-06 | 河南理工大学 | 不同孔隙率型煤的制作方法 |
CN112067500A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种铁路粗粒土填料振动压实实验装置及实验方法 |
WO2020252989A1 (zh) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | 中国矿业大学 | 一种实验室中模拟等效现场软煤的方法 |
-
2021
- 2021-06-17 CN CN202110672562.0A patent/CN113418764A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203132947U (zh) * | 2013-02-19 | 2013-08-14 | 北大先行泰安科技产业有限公司 | 一种粉体材料压实密度测试装置 |
CN206038496U (zh) * | 2016-08-02 | 2017-03-22 | 广西大学 | 测量孔压的固结仪 |
CN108326306A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-07-27 | 武汉大学 | 一种孔隙率可控的多孔纳米金属制备方法 |
CN108760441A (zh) * | 2018-08-16 | 2018-11-06 | 河南理工大学 | 不同孔隙率型煤的制作方法 |
WO2020252989A1 (zh) * | 2019-06-21 | 2020-12-24 | 中国矿业大学 | 一种实验室中模拟等效现场软煤的方法 |
CN112067500A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-11 | 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 | 一种铁路粗粒土填料振动压实实验装置及实验方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102233425A (zh) | 一种粉末冶金配方及工艺 | |
CN109609714B (zh) | 一种大型高炉炉芯堆积的诊断方法 | |
CN111847946B (zh) | 高效无损制备可控粒径自修复微胶囊的方法及制备的微胶囊 | |
Bizhanov et al. | Blast furnace operation with 100% extruded briquettes charge | |
CN113418764A (zh) | 一种制备特定孔隙率的团块自动压样装置及方法 | |
CN102329970B (zh) | 以含钨废料处理得到的碳化钨为原料生产钨铁的方法 | |
CN101463421A (zh) | 配加氧化铁皮生产球团矿的方法 | |
CN111308894B (zh) | 一种烧结过程耦合配矿及控制过程的参数调节方法 | |
CN105404147B (zh) | 一种湿法冶金金氰化浸出过程的自优化控制方法 | |
CN114486896B (zh) | 一种可在线监测烧结液相熔融和渗流特性的设备和方法 | |
CN105948719B (zh) | 一种稀贵金属熔炼用坩埚制造工艺 | |
CN109855988A (zh) | 一种用于炼铅渣入炉粒料/球团的落下强度的测定方法 | |
CN108975877A (zh) | 一种重金属矿渣制造建材用砖的方法 | |
CN209911015U (zh) | 一种新型烧结矿自动取样机 | |
CN203519432U (zh) | 铁矿石高温抗压试验装置 | |
CN103372648B (zh) | 一种摩托车定位销的制造方法 | |
CN102965521B (zh) | 一种采用湿球入炉低温还原方式冶炼红土镍矿的方法 | |
CN206385227U (zh) | 一种制备红土镍矿氧化球团的系统 | |
CN206455980U (zh) | 一种粉末压片、烧结保压的模具 | |
CN104557017B (zh) | 一种二氧化锡电极陶瓷材料及其制备方法 | |
JP6926993B2 (ja) | ペレットの製造方法、ニッケル酸化鉱の製錬方法 | |
CN106964769A (zh) | 一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备 | |
JP2005187870A (ja) | 製鋼ダスト固形化物およびその製造方法,製造装置 | |
CN213968996U (zh) | 一种钢材加工的烧结冶炼装置 | |
CN203171807U (zh) | 高温模压炭砖的生产装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210921 |