專利名稱：一種熔化氣化爐布料模擬試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冶金技術領域，為非高爐煉鐵布料制度技術，特別涉及一種應用于科研和教學的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置。
背景技術：
目前，世界上已投入工業(yè)化生產(chǎn)的非高爐煉鐵工藝中熔融還原COREX工藝是最成熟的一種新工藝。COREX工藝在布料規(guī)律研究上還存在很多的問題需要探索和解決，實踐表明，布料制度是影響COREX工藝順行、高產(chǎn)和低耗的重要調劑手段。通過調節(jié)布料制度，可直接影響到爐內徑向爐料分布、料層結構、煤氣流分布等情況，對于研究者如何熟知和解決這些問題是一項十分重要的課題，掌握布料規(guī)律及其調控技術，是保證COREX下部熔化氣化爐長期處于良好工作狀態(tài)的關鍵環(huán)節(jié)。目前研究布料的方法主要有現(xiàn)場實測法和物理模型實驗法，現(xiàn)場實測法需搭建平臺，消耗大量原材料，費時費力，并只能在開爐前或停修時使用，極其不便。物理模型實驗法可了解布料規(guī)律，但是目前大多物理實驗裝置自動化程度低，參數(shù)調節(jié)大部分由人工調節(jié)實現(xiàn)，精確度低，誤差較大，不能精確地測量和分析動態(tài)布料的規(guī)律。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種熔化氣化爐布料模擬試驗裝置， 該裝置同時具備動態(tài)布料、觀察，測定、分析等多種功能。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案
本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，包括儲料倉、螺旋給料器、萬向布料器、爐身主體、接料裝置、螺旋排料器、回收料倉、擋板布料器、供氣裝置、測壓裝置和自動控制電柜；
所述儲料倉與螺旋給料器相連接；
所述爐身主體由兩個半圓周模型構成，爐身主體的中間設有一個豎直的可移動隔板， 該隔板將爐身主體分成前后兩部分，爐身主體上部中心設有萬向布料上料口，其上部還設有擋板布料上料口、排氣口，其中下部的邊壁上開有若干風口，該風口連接有下料管；
所述萬向布料器包括垂直下降管和溜槽，安裝在爐身主體的萬向布料上料口處，其中垂直下降管位于爐身主體外，溜槽位于爐身主體內；
所述擋板布料器包括垂直下料管、傾斜下料管和擋板，安裝在爐身主體的擋板布料上料口處，其中垂直下料管、傾斜下料管位于爐身主體外，擋板位于爐身主體內；
所述垂直下料管的下端與傾斜下料管的側面相交，擋板與傾斜下料管的下端通過軸接的方式相連接；
所述接料裝置水平置在爐身主體內的中部；
所述螺旋排料器的一端與下料管相連接，其另一端連接回收料倉；
所述供氣裝置包括氣體分配器、氣體質量流量控制器、儲氣罐、空氣壓縮機，空氣壓縮機與儲氣罐相連接，儲氣罐通過氣體質量流量控制器與氣體分配器相連接；
所述氣體分配器環(huán)繞在爐身主體中下部的外圍，并與爐身主體中下部邊壁上的風口相連接；
所述測壓裝置包括壓力傳感器，壓力傳感器安裝在爐身主體內的擋板上； 所述自動控制電柜包括操作按鈕、顯示器、計算機、PLC (可編程序控制器)。本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置的有益效果應用本試驗裝置，可以容易地明晰布料參數(shù)對料面形狀、空隙度、粒度、礦焦比的影響，明確不同布料模式與布料形成過程的關系，真實地展現(xiàn)布料操作工藝過程，方便觀摩和操作，設備操作方便，自動化程度高，使用可靠，控制精密，故障率低；在科研方面可以研究熔化氣化爐的新型混合布料規(guī)律， 在教學方面可以通過本試驗裝置了解混合布料的操作原理和工藝流程(可實現(xiàn)單環(huán)、多環(huán)、 扇形、定點多種布料方式)，以便將理論知識和實際生產(chǎn)相結合。


圖1為本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置的控制流程圖中 1、儲料倉，2、螺旋給料器，3、垂直下降管，4、萬向布料器，5、溜槽，6、排氣口，7、 爐身主體，8、擋板，9、接料裝置，10、壓力傳感器，11、風口，12、螺旋排料器，13、回收料倉， 14、垂直下料管，15、傾斜下料管，16、擋板布料器，17、操作按鈕，18、顯示器，19、計算機，20、 自動控制電柜，21、氣體分配器，22、氣體質量流量控制器，23、儲氣罐，24、空氣壓縮機，25、 下料管。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置做進一步詳細描述。本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，如圖1所示，包括儲料倉1、螺旋給料器 2、萬向布料器4、爐身主體7、接料裝置9、螺旋排料器12、回收料倉13、擋板布料器16、供氣裝置、測壓裝置和自動控制電柜20 ；
所述儲料倉1與螺旋給料器2相連接；
所述爐身主體7由兩個半圓周模型構成，爐身主體7的中間設有一個豎直的可移動隔板，該豎直隔板將爐身主體分成前后兩部分，爐身主體7上部中心設有萬向布料上料口，其上部還設有擋板布料上料口、排氣口 6，其中下部的邊壁上開有若干風口 11，該風口 11連接有下料管25 ；
所述萬向布料器4包括垂直下降管3和溜槽5，安裝在爐身主體7的萬向布料上料口處，其中垂直下降管3位于爐身主體7外，溜槽5位于爐身主體7內；
所述擋板布料器16包括垂直下料管14、傾斜下料管15和擋板8，安裝在爐身主體7的擋板布料上料口處，其中垂直下料管14、傾斜下料管15位于爐身主體7外，擋板8位于爐身主體7內；垂直下料管14的下端與傾斜下料管15的側面相交，擋板8與傾斜下料管15的下端通過軸接的方式相連接；
所述接料裝置9水平置在爐身主體7內的中部；
所述螺旋排料器12的一端與下料管25相連接，其另一端連接回收料倉13 ；所述供氣裝置包括氣體分配器21、氣體質量流量控制器22、儲氣罐23、空氣壓縮機24， 空氣壓縮機M與儲氣罐23相連接，儲氣罐23通過氣體質量流量控制器22與氣體分配器 21相連接；
所述氣體分配器21環(huán)繞在爐身主體7中下部的外圍，并與爐身主體7的中下部的邊壁上的風口 11相連接；
所述測壓裝置包括壓力傳感器10，壓力傳感器10安裝在爐身主體7內的隔板上； 所述自動控制電柜20包括操作按鈕17、顯示器18、計算機19、PLC (可編程序控制器); 本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置工作過程
將爐料通過螺旋給料器2從儲料倉1中排入到垂直下降管3或垂直下料管14中，通過萬向布料器4、擋板布料器16將爐料裝入到設定高度，調節(jié)螺旋給料機2的轉速控制下料速度，根據(jù)布料模式的要求，通過自動控制電柜20的操作按鈕17操作對溜槽轉速、溜槽傾角等布料參數(shù)進行設定，待達到設定高度時，調節(jié)螺旋排料器12到設定的轉速開始排料，并使上部加料與下部排料的速度相等；同時打開氣體質量流量控制器22和風口 11的閥門，使壓縮空氣通過氣體分配器21進入到爐身主體7內。通過高速攝影儀跟蹤拍攝爐料的動態(tài)布料過程，經(jīng)計算機軟件處理獲得料流軌跡、落點位置，若加上垂直探尺還可以對布料后的料面形狀進行測定。實驗結束后，可用接料裝置9取樣分析獲悉爐料在爐內徑向上的礦焦分布、物料粒度分布及空隙度分布信息。實驗過程中可根據(jù)布料制度的不同對萬向布料器4、擋板布料器16進行具體調配，若為定點布料，則可單獨使用萬向布料器4用于研究中心加焦和邊緣加焦的模擬過程， 若為混合布料制度，則可加上擋板布料器16用于研究熔化氣化爐混合布料模擬過程。可根據(jù)實驗要求對萬向布料器4的溜槽長度、直徑和擋板布料器16的擋板形狀、 位置進行具體調配更換組合，用于研究不同布料器下所形成的料柱信息。實驗過程中記錄壓力傳感器10的數(shù)值，通過自動控制電柜的顯示器18顯示不同時刻各個測壓點處的壓力變化曲線，取穩(wěn)定后數(shù)值進行分析，這樣可以得出爐內氣流分布情況。利用該布料模擬試驗裝置，在實驗室內可了解如何分析混合布料規(guī)律的研究方法，在科研方面可以用其研究結果為實際生產(chǎn)提供參考和指導，在教學方面可以提供操作流程平臺，加深對理論知識的理解。本發(fā)明的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置的控制流程圖，如圖2所示。
權利要求
1.一種熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，其特征在于包括儲料倉(1)、螺旋給料器(2)、 萬向布料器(4)、爐身主體(7)、接料裝置(9)、螺旋排料器(12)、回收料倉(13)、擋板布料器 (16)、供氣裝置、測壓裝置和自動控制電柜(20)；所述儲料倉(1)與螺旋給料器(2)相連接；所述爐身主體(7)由兩個半圓周模型構成，爐身主體(7)的中間設有一個豎直的可移動隔板，該豎直隔板將爐身主體分成前后兩部分，爐身主體(7)上部中心設有萬向布料上料口，其上部還設有擋板布料上料口、排氣口(6)，其中下部的邊壁上開有若干風口( 11)，該風口(11)連接有下料管(25);所述萬向布料器(4)安裝在爐身主體(7)的萬向布料上料口處；所述擋板布料器(16)安裝在爐身主體(7)的擋板布料上料口處；所述接料裝置(9)水平置在爐身主體(7)內的中部；所述螺旋排料器(12)的一端與下料管(25)相連接，其另一端連接回收料倉(13)；所述供氣裝置包括氣體分配器(21)、氣體質量流量控制器(22)、儲氣罐(23)、空氣壓縮機(24)，空氣壓縮機(24)與儲氣罐(23)相連接，儲氣罐(23)通過氣體質量流量控制器 (22)與氣體分配器(21)相連接；所述氣體分配器(21)環(huán)繞在爐身主體(7)中下部的外圍，并與爐身主體(7)的中下部的邊壁上的風口(11)相連接；所述測壓裝置包括壓力傳感器(10)，壓力傳感器(10)安裝在爐身主體(7)內的隔板板上。
2.如權利要求1所述的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，其特征在于所述萬向布料器 (4)包括垂直下降管(3)和溜槽(5)，其中垂直下降管(3)位于爐身主體(7)外，溜槽(5)位于爐身主體(7)內。
3.如權利要求1所述的熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，其特征在于所述擋板布料器 (16)包括垂直下料管(14)、傾斜下料管(15)和擋板(8)，其中垂直下料管(14)、傾斜下料管 (15)位于爐身主體(7)外，擋板(8)位于爐身主體(7)內；垂直下料管(14)的下端與傾斜下料管(15)的側面相交，擋板(8)與傾斜下料管(15)的下端通過軸接的方式相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熔化氣化爐布料模擬試驗裝置，屬于冶金技術領域，該裝置包括儲料倉、螺旋給料器、萬向布料器、爐身主體、接料裝置、螺旋排料器、回收料倉、擋板布料器、供氣裝置、測壓裝置和自動控制電柜；應用本試驗裝置，可以容易地明晰布料參數(shù)對料面形狀、空隙度、粒度、礦焦比的影響，明確不同布料模式與布料形成過程的關系，真實地展現(xiàn)布料操作工藝過程，方便觀摩和操作，設備操作方便，自動化程度高，使用可靠，控制精密，故障率低；在科研方面可以研究熔化氣化爐的新型混合布料規(guī)律，在教學方面可以通過本試驗裝置了解混合布料的操作原理和工藝流程。
文檔編號C21B13/00GK102304598SQ20111013948
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者李海峰, 羅志國, 鄒宗樹 申請人:東北大學