一种测量带式焙烧机生球爆裂程度的测定装置及方法与流程

本发明涉及一种测量带式焙烧机生球爆裂程度的测定装置及方法，属于冶金球团矿生球热爆裂测定。

背景技术：

1、球团矿具有强度高、粒度均匀、品位高、有害元素含量低等特点，是高炉炉料的重要组成部分之一。随着炼铁高炉的大型化和高效益的需求，对球团矿等原料性能质量提出了更高的要求。

2、爆裂温度是球团矿一个重要的指标之一，如果球团矿爆裂温度低，在干燥过程中容易爆裂并产生大量粉末，影响后期的焙烧过程，而且对球团矿质量影响巨大。球团矿爆裂温度与原料特性、添加剂特性、造球工艺、干燥温度制度等有关，所以每一次原料变化、造球参数、干燥温度和干燥气流速度的变化都需要测定相应的生球爆裂温度，从而调整工艺参数，达到生球在干燥阶段不爆裂的目的，得到良好质量的球团矿。

3、有关球团矿爆裂程度相关测定装置已有专利公开，如中国专利申请号为：2013200508255，专利名称为：一种球团矿爆裂温度测定装置，该装置包括不锈钢电炉、精密自动温度控制器、不锈钢热交换器、不锈钢球团试验杯、定容罗茨风机、玻璃转子流量计；由罗茨风机提供的常温空气经玻璃转子流量计控制流量送入电炉中的热交换器的下部，在热交换器中迅速被加热成热空气而穿过热交换器上部球团试验杯中的生球料层，从而测定生球爆裂温度。反映热气流温度的热电偶在热交换器上部的球团试验杯底部。该设备简单安全，可准确地测得球团矿的爆裂温度；且试验中是通过具有一定流速的热空气来干燥球团矿，更能模拟现场生产情况；另外该实验装置采用玻璃转子流量计和精密自动温度控制器来控制气体流量及温度，提高了气体流量计试验温度的控制准确度。

4、又如中国专利申请号为：2022219947319，专利名称为：一种测定球团矿爆裂温度的装置，公开了一种测定球团矿爆裂温度的装置，属于球团矿生球性能检测装置技术领域。它包括竖式测试炉和球团干燥杯，所述球团干燥杯的底部均匀开设有多个通孔，所述通孔直径小于球团直径，所述球团干燥杯的顶部悬挂于检测单元下方，所述球团干燥杯底部位于竖式测试炉内部，所述竖式测试炉内部设有炉温热电偶，且所述炉温热电偶以及检测单元均与plc控制单元相连。针对目前实验室用球团爆裂温度测定装置难以直观判断球团是否爆裂，人工判断易产生误差的技术问题，本发明拟提供一种球团矿爆裂温度测定的装置，能够更加直观判断球团的爆裂温度点，从而得到准确的球团爆裂温度。

5、又如中国专利申请号为：2023104822095，专利名称为：一种生产线上测定冶金球团生球爆裂温度的方法，该发明公开了一种生产线上测定冶金球团生球爆裂温度的方法。本方法是按预使用物料配比将物料混合后在实验室造球，然后将造好的直径为10～16mm的生球密封后送到带式焙烧机干燥，详细记录好料盒放入焙烧机时的机速、各段温度、压力、风量变化情况，在机尾观察孔处用料钩取出料盒，冷却后统计生球爆裂生球和未爆裂的数量，以生球爆裂数量占比为4.5%~ 5%时的进入抽干段炉罩温度的40%与进入预热段炉罩温度的60%之和作为生球爆裂温度。本发明检测方法降低了实验室检测工作量，减少了实验室检测数据与生产现场因工况条件不同而产生的误差；便于快速、准确确定物料的适宜配比以及现场热工控制参数。

6、目前有些专利用电加热炉测定生球爆裂温度，但电加热炉是直接干燥生球，不是用热的气体来干燥，而现场是用高温气体来干燥球团料层，且有一定的气流速度，所以电炉做球团爆裂温度不能完全模拟生产情况；另外只设计了热风鼓入装置，未考虑到抽风以及料层厚度等因素，或是未模拟带式焙烧机分阶段送风的干燥温度制度与工艺，不能完全模拟实际带式焙烧机生产环境，使得生球并不能干燥彻底，导致最终爆裂结果测量存在误差。因此，设计了一种通过燃气加热炉加热产生热风，通过抽风装置确保炉内气流顺行，设计料层厚度模拟带式焙烧机工况，同时测定生球爆裂程度的试验装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种测量带式焙烧机生球爆裂程度的测定装置及方法。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种测量带式焙烧机生球爆裂程度的测定装置，包括支撑架，所述支撑架底部安装有竖式测试炉，其特征在于，还包括：竖式测试炉、燃气加热炉、球团试验杯，所述球团试验杯位于竖式测试炉内部，其顶部及底部各设置有一组燃气加热炉与抽风装置，所述抽风装置通过循环鼓风与抽风模拟带式焙烧机循环干燥过程，各组燃气加热炉与抽风装置均由计算机控制移动，便于球团试验杯取出；所述球团试验杯的顶部和底部分别设有上部炉温热电偶和下部炉温热电偶，所述上部炉温热电偶和下部炉温热电偶用于测量实时温度，且所述上部炉温热电偶和下部炉温热电偶、燃气加热炉与抽风装置均与plc控制单元相连，plc控制单元用于控制启停、移动、温度变化、抽风频率。

4、本发明所述测定装置分为热源区和测试区，燃气加热炉为风温热源区，装有生球的球团试验杯部分为爆裂测试区；测定装置两端贯通，其中一端设有进风口，进风口外端通过管道连接有鼓风机，通过燃气加热炉鼓入高温空气；另一端设有出风口，通过抽风装置形成负压将利用后的空气排出；煤气燃气加热炉温度可以进行实时动态调整，通过带式焙烧机机速以及各带式焙烧机上风箱之间的温度，可以近似得到通过球团料层热风的升温曲线，带式焙烧机为生产炼铁用的球团矿大型设备，生球经过带式焙烧机干燥、焙烧等一系列热工操作后生产为成品球团矿。通过参照带式焙烧机的不同时期的机速与风箱温度，可得到其热工制度，进而通过本专利设备模拟相同条件下对生球爆裂行为的影响，通过计算机控制燃气加热炉使得通过球团固定床爆裂测试区的热风模拟带式焙烧机实际的干燥制度。

5、本发明所用的球团样品按固定物料配比，将物料混合后在实验室中造球，均匀排列多个待测球团样品，放置在测试区。球团试验杯底部挡板开有多个直径为8mm通孔，与对应抽风装置配套工作，从而使热气流顺利进入球团试验杯，一定时间后检查爆裂情况。

6、一种测量带式焙烧机生球爆裂程度的方法，采用上述测定装置，所述方法分为两个阶段，具体包括以下步骤：

7、s1、测试开始时，由下部燃气加热炉与上部抽风装置共同工作，根据实际带式焙烧机鼓风干燥段长度以及带式焙烧机机速折算球团料层的鼓风干燥时间，完成鼓风干燥测试阶段；

8、s2、plc控制单元控制下部燃气加热炉与上部抽风装置移出，改为上部燃气加热炉与下部抽风装置共同工作，根据实际带式焙烧机抽风干燥段长度以及带式焙烧机机速折算球团料层的抽风干燥时间，完成抽风干燥阶段测试；

9、s3、自然冷却后取出检查爆裂情况，从而模拟带式焙烧机完成整个干燥阶段，通过破碎球团质量与球团料层的总质量之比来表征球团在干燥阶段的热爆裂程度。

10、本发明所述两组燃气加热炉与抽风装置均可通过计算器控制移动，从而方便球团试验杯放入与取出。

11、本发明所述待测球团样品放置在球团试验杯内，球团试验杯由不锈钢条焊接成笼状。为模拟带式焙烧机料层厚度，将多个待测球团样品均匀排列在球团试验杯中，料层厚度与现场持平，为400～450mm。

12、本发明所述炉温热电偶以及其他控制单元均与计算机相连，并由计算机控制。

13、本发明的有益效果为：

14、本发明的目的是提高实验室检测工作效率，减少实验室检测与生产现场因人工观测不及时而产生的误差；从而达到快速、准确确定物料的适宜配比，根据测试情况随时调整现场热工控制参数。对于推动钢铁企业铁前生产检测分析手段进步、减轻工作量等具有重要意义。