CN204314265U - 铁矿石还原性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及矿石性能测试设备领域，提供了一种铁矿石还原性测试装置。铁矿石还原性测试装置，加热装置安装于称重装置的上方；试样支撑柱为空心筒结构，试样支撑柱竖直设置且顶部由加热装置底部插入加热装置内；试样坩埚位于加热装置内并安装于试样支撑柱的顶端，试样坩埚底部设有通孔且与试样支撑柱的内孔相通；称重装置的称重平台上放置有调平支撑机构，试样支撑柱底端安装于调平支撑机构；试样支撑柱内孔的底端封闭，热电偶经试样支撑柱的内孔插入至试样坩埚的下方，进气管与试样支撑柱的内孔相连通并经试样支撑柱的内孔与试样坩埚内腔相通。此装置可专用于铁矿石还原性的测试，实验人员可以根据需要随时进行测试，不必随炉侧试，比较方便。

Description

铁矿石还原性测试装置

技术领域

本实用新型属于矿石性能测试设备领域，尤其是一种铁矿石还原性测试装置。

背景技术

铁矿石的高温还原性能及软化性能是决定矿冶炼高炉软熔带的位置、渣铁形成过程、渣的物理化学性质，以及铁的还原的重要因素，对炉内铁的还原行为、料柱透气性以及炉缸状况都有很大的影响。铁矿石的高温还原性能、软熔带及滴落带中渣的组成和氧势，与铁氧化物的还原、泡沫渣的产生有着密切的关系。因此，改变铁矿高炉冶炼的炉料结构，改善炉料的冶金性能及其在炉内的还原行为，控制高炉内软熔带和熔滴带内渣中的氧势，抑制铁的还原，消弱泡沫渣的形成及危害，对于实现全铁高炉正常冶炼，充分、综合利用铁矿石资源，提高高炉的冶炼效果，有着非常重要的作用。

因此，在高温冶金性能领域急需一种测试铁矿石高温还原性能的装置。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种能够用于检测铁矿石还原性的铁矿石还原性测试装置。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：铁矿石还原性测试装置，包括加热装置、试样坩埚、试样支撑柱、进气管及称重装置；所述加热装置经支架安装于称重装置的上方；所述试样支撑柱为空心筒结构，所述试样支撑柱竖直设置且顶部由加热装置底部插入加热装置内；所述试样坩埚位于加热装置内并安装于试样支撑柱的顶端，所述试样坩埚底部设有通孔，所述试样坩埚内腔经通孔和试样支撑柱的内孔相连通；所述称重装置的称重平台上放置有调平支撑机构，所述试样支撑柱内孔的底端封闭并固定安装于调平支撑机构，所述试样坩埚和试样支撑柱均仅经调平支撑机构由称重装置支撑；所述进气管与试样支撑柱的内孔相连通并经试样支撑柱的内孔与试样坩埚内腔相连通。

进一步地，所述加热装置采用竖直设置的筒状加热管，所述加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通，所述试样坩埚随试样支撑柱插入加热管的内孔。

进一步地，设置有炉体和保护套管，所述保护套管纵向设置并由炉体顶部插入炉体内，且所述保护套管固定安装于炉体，所述炉体下方经保护套管内孔同炉体上方相连通；所述加热管由保护套管顶部插入保护套管内并经保护套管顶端支撑固定。

进一步地，所述炉体两侧分别经转轴安装于支撑架，且所述炉体在自重作用下绕转轴轴线自转。

进一步地，设置有纵向设置的内刚玉管，所述内刚玉管由加热管的顶部插入加热管内并位于加热管和试样坩埚之间，所述内刚玉管底端安装于炉体底面，所述内刚玉管的下方经内刚玉管内孔同内刚玉管上方相连通。

进一步地，由所述炉体和保护套管构成双壁结构，并由炉体和保护套管之间的密闭内腔构成冷却腔。

进一步的，设置有热电偶，所述热电偶经试样支撑柱的内孔插入至试样坩埚的下方。

进一步地，所述调平支撑机构包括支撑板、冷却水箱和一组调节螺栓，所述支撑板位于冷却水箱上方并经调节螺栓安装于冷却水箱上，所述试样支撑柱底端安装于支撑板并经冷却水箱由称重装置接触支撑。

本实用新型的有益效果是：试验时，将装有试样的吊篮放入试样坩埚，由加热装置对试样坩埚内的试样进行加热；同时，还原性气体经进气管由试样支撑柱内孔以及试样坩埚底部通孔进入试样坩埚内，在高温条件下，与吊篮内的试样进行反应。随还原过程的进行，经称重装置测定试样坩埚、试样支撑柱、吊篮及其内的试样的重量变化，从而确定不同温度时样品的失重，计算试样的还原度。因此，通过本装置，能够实现对铁矿石还原性的测定，且结构简单。

附图说明

图1为本实用新型铁矿石还原性测试装置的主视剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明如下：

如图1所示，铁矿石还原性测试装置，包括加热装置2、试样坩埚14、试样支撑柱4、热电偶3、进气管7及称重装置5；所述加热装置2经支架安装于称重装置5的上方；所述试样支撑柱4为空心筒结构，所述试样支撑柱4竖直设置且顶部由加热装置2底部插入加热装置2内；所述试样坩埚14位于加热装置2内并安装于试样支撑柱4的顶端，所述试样坩埚14底部设有通孔，所述试样坩埚14内腔经通孔和试样支撑柱4的内孔相连通；所述称重装置5的称重平台上放置有调平支撑机构，所述试样支撑柱4内孔的底端封闭并固定安装于调平支撑机构，所述试样坩埚14和试样支撑柱4均仅经调平支撑机构由称重装置5支撑；所述进气管7与试样支撑柱4的内孔相连通并经试样支撑柱4的内孔与试样坩埚14内腔相连通。

上述铁矿石还原性测试装置可分为两部分，其中，一部分的目的在于加热，包括加热装置2及其支架；另一部分的目的在于称重，包括试样坩埚14、试样支撑柱4及称重装置5，为保证称重的准确，两部分之间不相接触，也即所述试样坩埚14和试样支撑柱4均仅经调平支撑机构由称重装置5支撑。而为了保证称重装置5对试样坩埚14内试样的称重，设置了试样支撑柱4，通过试样支撑柱4对位于加热装置2内的试样坩埚14进行支撑，实现称重装置5和试样坩埚14的连接关系；同时，试样支撑柱4的设置，还起到连通进气管7和试样坩埚14内腔的目的，以确保试样反应的还原性气氛。

上述加热装置2可以是任意的，但最好的，所述加热装置2采用竖直设置的筒状加热管，所述加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通，所述试样坩埚14随试样支撑柱4插入加热管的内孔。与加热炉等加热装置相比，筒状的加热管具有以下几点优势：一、加热空间小，节能且温度控制更为精确；二、加热管内孔空间小，在确定还原性气氛的条件下，能有效降低还原性气体的消耗；三、加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通，能通过加热管构成烟囱，起到抽气的目的，确保反应过程中所产生气体的及时排出，并对还原性气体产生抽取作用，确保对试样坩埚14内还原性气氛的控制；四、节约空间，使整个装置更为紧凑；五、方便试样的放入试样坩埚14。

进一步的，设置有炉体1和保护套管9，所述保护套管9纵向设置并由炉体顶部插入炉体内，且所述保护套管9固定安装于炉体1，所述炉体1下方经保护套管9内孔同炉体1上方相连通；所述加热管由保护套管9顶部插入保护套管9内并经保护套管9顶端支撑固。炉体1和保护套管9的设置目的在于：一、降低加热管对外部环境的影响；二、方便加热管的安装并保护加热管。而所述炉体1下方经保护套管9内孔同炉体1上方相连通，则是为了保证最终加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通。

进一步的，所述炉体1两侧分别经转轴16安装于支撑架8，且所述炉体1在自重作用下绕转轴16轴线自转。炉体1在自重作用下绕转轴16轴线自转，能够有效确保保护套管9及加热管的竖直状态，确保加热部分和称重部分的不相接触。

为了进一步的保护加热管，设置有纵向设置的内刚玉管10，所述内刚玉管10由加热管的顶部插入加热管内并位于加热管和试样坩埚14之间，所述内刚玉管10底端安装于炉体1底面，所述内刚玉管10的下方经内刚玉管10内孔同内刚玉管10上方相连通。所述内刚玉管10的下方经内刚玉管10内孔同内刚玉管10上方相连通，同样是为了保证最终加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通。

而为了进一步降低加热管对外部环境的影响，由所述炉体1和保护套管9构成双壁结构，并由炉体1和保护套管9之间的密闭内腔构成冷却腔。

上述的还原反应温度的监控，可以通过加热装置2的自身的温控单元进行监控，但为了更为准确的监控，在如图所示的实例中，设置有热电偶3，所述热电偶3经试样支撑柱4的内孔插入至试样坩埚14的下方。

上述调平支撑机构的设置，是为了确保试样坩埚14和试样支撑柱4放置的稳定性，避免其倾倒，以确保加热部分和称重部分的不相接触，其结构可以是任意的。在如图所示的实例中，具体的，所述调平支撑机构包括支撑板11、冷却水箱12和一组调节螺栓，所述支撑板11位于冷却水箱12上方并经调节螺栓安装于冷却水箱12上，所述试样支撑柱4底端安装于支撑板11并经冷却水箱12由称重装置5接触支撑。使用时，通过调节螺栓调节试样支撑柱4的竖直状态；同时，通过加热管的抽气作用，避免高温气体向下流动，通过支撑板11实施隔离，并通过冷却水箱12对称重装置5进行冷却，从而确保高温试验环境对称重装置5的影响，确保称重的准确。

采用上述铁矿石还原性测试装置，具体的试验步骤是：一、取试样并放入吊篮内，将吊篮由内刚玉管10顶部吊放入试样坩埚14内；二、开始加热，并通入惰性气体；三、对试样进行保温除气，在试验重量恒定后，停止通入惰性气体并通入还原气体；三、加热至900℃并恒温一小时；四、以要求的升温速度加热升温，并在升温还原过程中测定不同温度时样品的失重，计算其还原度。

Claims (8)

1.铁矿石还原性测试装置，其特征在于：包括加热装置(2)、试样坩埚(14)、试样支撑柱(4)、进气管(7)及称重装置(5)；

所述加热装置(2)经支架安装于称重装置(5)的上方；

所述试样支撑柱(4)为空心筒结构，所述试样支撑柱(4)竖直设置且顶部由加热装置(2)底部插入加热装置(2)内；

所述试样坩埚(14)位于加热装置(2)内并安装于试样支撑柱(4)的顶端，所述试样坩埚(14)底部设有通孔，所述试样坩埚(14)内腔经通孔和试样支撑柱(4)的内孔相连通；

所述称重装置(5)的称重平台上放置有调平支撑机构，所述试样支撑柱(4)内孔的底端封闭并固定安装于调平支撑机构，所述试样坩埚(14)和试样支撑柱(4)均仅经调平支撑机构由称重装置(5)支撑；

所述进气管(7)与试样支撑柱(4)的内孔相连通并经试样支撑柱(4)的内孔与试样坩埚(14)内腔相连通。

2.如权利要求1所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：所述加热装置(2)采用竖直设置的筒状加热管，所述加热管的下方经加热管内孔同加热管上方相连通，所述试样坩埚(14)随试样支撑柱(4)插入加热管的内孔。

3.如权利要求2所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：设置有炉体(1)和保护套管(9)，所述保护套管(9)纵向设置并由炉体顶部插入炉体内，且所述保护套管(9)固定安装于炉体(1)，所述炉体(1)下方经保护套管(9)内孔同炉体(1)上方相连通；所述加热管由保护套管(9)顶部插入保护套管(9)内并经保护套管(9)顶端支撑固定。

4.如权利要求3所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：所述炉体(1)两侧分别经转轴(16)安装于支撑架(8)，且所述炉体(1)在自重作用下绕转轴(16)轴线自转。

5.如权利要求3所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：设置有纵向设置的内刚玉管(10)，所述内刚玉管(10)由加热管的顶部插入加热管内并位于加热管和试样坩埚(14)之间，所述内刚玉管(10)底端安装于炉体(1)底面，所述内刚玉管(10)的下方经内刚玉管(10)内孔同内刚玉管(10)上方相连通。

6.如权利要求3所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：由所述炉体(1)和保护套管(9)构成双壁结构，并由炉体(1)和保护套管(9)之间的密闭内腔构成冷却腔。

7.如权利要求1-6任一所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：设置有热电偶(3)，所述热电偶(3)经试样支撑柱(4)的内孔插入至试样坩埚(14)的下方。

8.如权利要求1-6任一所述的铁矿石还原性测试装置，其特征在于：所述调平支撑机构包括支撑板(11)、冷却水箱(12)和一组调节螺栓，所述支撑板(11)位于冷却水箱(12)上方并经调节螺栓安装于冷却水箱(12)上，所述试样支撑柱(4)底端安装于支撑板(11)并经冷却水箱(12)由称重装置(5)接触支撑。