[发明专利]用于铁矿原料检测的检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及含铁物料冶金性能检测领域。更具体地说，涉及用于铁矿原料检测的检测装置和方法。

背景技术

为了真正实现冶金资源的高效清洁利用，首先必须全面掌握入炉含铁物料的冶金性能，其中还原性及自由还原膨胀性是含铁物料的重要物性指标，准确测量出以上两项指标有利于制定合理的炼铁工艺。

目前，铁矿石还原性检测方式有两种：一种是吊篮式，即将试样装入由耐高温铁铬铝丝编织而成的网状吊篮内，再垂直悬挂于位于炉体上部的天平中心，使得吊篮处于通有还原气的高温炉管中。此种方式，将还原气从炉体底部通入炉管内，由于炉管横截面积大于吊篮横截面积，还原气并非完整的通过试样。此外，还原气在透过吊篮对物料进行还原时，还会形成气体边缘效应，从而导致气体的外部传质成为物料还原过程的影响因素之一。因此，采用此方式获得的测试结果不能准确地反映含铁物料在炼铁生产中炉内的实际性能。

另一种是吊管式，即将物料装入由耐高温合金钢制成的吊管内，再垂直悬挂在位于炉体上部的天平中心，使得吊管处于高温炉管中，该方式是直接将还原气从吊管的底部通入，保证还原气完整的通过试样。但由于吊管较长，采用悬挂式时，很难保证吊管不与炉管或加热部件接触，一旦有所接触，天平就不能准确测量出物料的准确失重，导致操作稳定性较差。此外，该方式气体在吊管内未经充分预热和均流便与试样接触，对物料的还原过程也有较大的影响。

更为重要的是：由于以上两种方式都采用悬挂式，天平位于炉体的上部，在高温条件下，由于炉体自身发生的热辐射和用来悬挂的铁铬铝丝产生的热传导，使得称量天平的温度高达上百度，导致天平重力传感器失灵，无法实现准确测量甚致使天平受到损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有检测装置的不足，提供一种结构简单、能连续使用、自动化程度高的用于铁矿原料检测的检测装置和方法，用于检测铁矿原料的还原性及自由还原膨胀性。

本发明的技术方案是：设计出一种用于铁矿原料检测的检测装置和方法。所述检测装置取代现有技术中的悬挂式检测装置，将称量天平置于炉体底部，天平通过托举立管支撑起铁矿还原物料，并实时测量物料质量，根据物料还原后的失重量与还原前的含氧量计算出物料的还原度。

本发明所提供的检测装置包括竖式电热炉系统、机械升降系统、电子天平、托举立管系统、计算机控制系统、气体供给系统。

其中，电热炉炉体与机械升降系统相固接，试样反应器由置于电子天平之上的托举立管垂直托举于电热炉中部的恒温段炉管中心处，电热炉发热体和测试炉温的热电偶均连接在由计算机控制的温度控制仪上，托举立管内安装的用于测量试样温度的热电偶和电子天平均连接在由计算机控制的信号反馈器上，气体供给系统安装有气体质量流量计，气体质量流量计的输出端与托举立管的进气口相连接。

另外，托举立管顶端的稍下部位的内部水平放有一个多孔隔板，在其之上装入一定厚度的高铝球，再将试样反应器嵌套在托举立管之上。

还有，试样反应器包括两种，一种用于检测试样的还原性，另一种加入带有格条的支架后用于检测试样的自由还原膨胀性。

本发明提出的托举式铁矿原料还原性及自由还原膨胀性检测装置具有以下优点：

(1)本发明利用托举式测量试样还原失重，结构简单，天平工作环境温度低，检测精度高，操作方便。

(2)气体由托举立管的底部通入，试样反应器紧密嵌套于托举立管顶端，还原气自下到上在托举立管内经过了充分的预热，还原气在高铝球层中经过了充分的均流，而后完整的通过试样，避免了气体边缘效应对检测精度的影响。

(3)本发明通过炉体升降而改变试样反应器在炉管中的位置，一组检测结束后，无须关炉降温即可装卸试样进行下一组测试，可实现连续操作。

(4)本发明既可用于检测铁矿原料还原性还可在试样反应器内加入带格条的支架后用于检测铁矿原料的自由还原膨胀性。

附图说明

在下面结合附图对本发明进行描述时，本发明的上述和其他优点和特点将会变得更清楚和更易于理解，其中：

图1为本发明提出的检测铁矿原料还原性及自由还原膨胀性装置的结构示意图。

图2为本发明中托举立管部分的结构示意图。

图3为图2的左视图。

图4为检测试样还原性所用试样反应器部分的结构示意图。

图5为检测试样自由还原膨胀性所用试样反应器部分的结构示意图。

图6为图6中支架的俯视图。

具体实施方式