一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，包括爐壁透明且裝有鼓風(fēng)系統(tǒng)的模擬高爐（10）、設(shè)置于所述模擬高爐（10）上方的平臺(tái)（4）以及正對模擬高爐（10）中軸線設(shè)置的高速攝像機(jī)（1），所述平臺(tái)（4）上固定有料倉（6），所述料倉（6）出料口套接有伸至模擬高爐（10）內(nèi)且由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的料流管（2），所述料流管（2）下口固接有布料溜槽（9），料流管（2）外壁設(shè)置有支撐于模擬高爐（10）頂蓋的凸緣。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)裝置模擬真實(shí)冶煉過程中高爐內(nèi)布料過程及軌跡，作為實(shí)際高爐布料參考依據(jù)，解決高爐布料軌跡測量困難的問題。
【專利說明】
一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及鋼鐵冶金實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，具體為一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)高爐是個(gè)密閉反應(yīng)容器，進(jìn)行著復(fù)雜的傳熱、傳質(zhì)、動(dòng)量傳輸及物理化學(xué)反應(yīng)。高爐爐料分布影響料柱的孔隙度、煤氣流分布及熱效率，進(jìn)而影響高爐順行、煤氣利用率及礦石還原效率等。通過合理的布料，獲得穩(wěn)定合理的煤氣流分布是高爐取得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)實(shí)中，由于高爐冶煉時(shí)無法獲得高爐布料軌跡及料面信息，只有在大修開爐時(shí)可以進(jìn)行布料人工測試，可以大致了解不同布料角度時(shí)的布料落點(diǎn)，但這些工作量大，同時(shí)其測試也是在沒有鼓風(fēng)情況下獲得的，與實(shí)際有偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對以上技術(shù)問題，提供一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法，解決了現(xiàn)有高爐布料依靠人工實(shí)測的問題，減小了工作量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況非常接近。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，提供一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，包括爐壁透明且裝有鼓風(fēng)系統(tǒng)的模擬高爐、設(shè)置于所述模擬高爐上方的平臺(tái)以及正對模擬高爐中軸線設(shè)置的高速攝像機(jī)，所述平臺(tái)上固定有料倉，所述料倉出料口套接有伸至模擬高爐內(nèi)且由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的料流管，所述料流管下口固接有布料溜槽，料流管外壁設(shè)置有支撐于模擬高爐頂蓋的凸緣。本方案中各部分均按照相同比例縮小制成，使用時(shí)，在向模擬高爐鼓風(fēng)的情況下，通過驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)料流管轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)布料溜槽進(jìn)行旋轉(zhuǎn)布料，使用高速攝像機(jī)捕捉料流不同時(shí)刻軌跡并錄像，供后期分析和研究。
[0006]作為優(yōu)選，所述鼓風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)、連通鼓風(fēng)機(jī)出口與模擬高爐內(nèi)部的鼓風(fēng)管以及固設(shè)于模擬高爐頂蓋上的吹管，通過鼓風(fēng)系統(tǒng)向爐內(nèi)進(jìn)行鼓風(fēng)，使實(shí)驗(yàn)環(huán)境更加接近于實(shí)際情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)論更加準(zhǔn)確可靠。
[0007]作為優(yōu)選，所述鼓風(fēng)管包括與所述鼓風(fēng)機(jī)出口連通且圍于模擬高爐外側(cè)下部的圍管，所述圍管圓周方向上均勻分布有若干與模擬高爐內(nèi)部連通的剛性進(jìn)氣管，通過從爐體周圍向內(nèi)均勻鼓風(fēng)，使物料受到的風(fēng)力均勻一致，剛性進(jìn)氣管不僅起到通氣作用，而且用于圍管的支撐固定，簡化了圍管固定結(jié)構(gòu)。
[0008]作為優(yōu)化，所述料倉出料口上設(shè)置有插板閥，通過插板閥可以控制料流開度，方便進(jìn)行不同大小料流情況下的實(shí)驗(yàn)。
[0009]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括固設(shè)于所述料流管外表面的鏈輪和通過鏈條與所述鏈輪連接且固定于所述平臺(tái)上的電機(jī)，通過電機(jī)控制料流管轉(zhuǎn)速，可模擬多種轉(zhuǎn)速下的布料情況，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強(qiáng)，維護(hù)成本低。
[0010]作為優(yōu)選，所述布料溜槽通過螺栓與料流管固接，且布料溜槽與豎直方向夾角為0°?90°，通過擰松螺栓，即可調(diào)節(jié)布料溜槽的角度，操作簡單。
[0011]作為優(yōu)選，所述料倉為上大下小的錐形倉，方便進(jìn)料，且容易控制出料，避免浪費(fèi)。
[0012]—種模擬高爐鼓風(fēng)布料的實(shí)驗(yàn)方法:
(1)將按照模擬高爐縮小比例縮小的各種原料根據(jù)種類涂染不同顏色，并將染色后的原料倒入料倉內(nèi)，代表焦炭與礦石的原料顏色不同，布料時(shí)料層分布更為明顯，方便后期觀察料層分布情況；
(2)啟動(dòng)高速攝像機(jī)和帶動(dòng)布料溜槽旋轉(zhuǎn)的裝置，并將插板閥開至三分之一開度，布料溜槽的旋轉(zhuǎn)速度通過帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)；
(3)使用高速攝像機(jī)捕捉布料溜槽轉(zhuǎn)至與高速攝像機(jī)和模擬高爐中軸線連線垂直位置時(shí)的料流軌跡，以穿過布料溜槽下沿的水平線為X軸，以模擬高爐中軸線為Y軸建立坐標(biāo)系，將捕捉到的軌跡在所建坐標(biāo)系表示，通過坐標(biāo)系進(jìn)行量化分析及不同布料情況下的比較；
(4)關(guān)閉插板閥，往模擬高爐內(nèi)灌入樹脂，樹脂與物料固化為一體后，切割物料各層進(jìn)行觀察。
[0013](5)將步驟(2)中插板閥開至二分之一開度，進(jìn)行步驟(3)、(4);
(6)將步驟(2)中插板閥全部打開，進(jìn)行步驟(3)、(4)。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:模擬真實(shí)冶煉過程中高爐內(nèi)布料過程及軌跡，作為實(shí)際高爐布料參考依據(jù)，解決高爐布料軌跡測量困難的問題。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2為圖1中A-A剖視圖；
圖3為圖1中B-B剖視圖；
圖中所示:
1、高速攝像機(jī)，2、料流管，3、鏈條，4、平臺(tái)，5、電機(jī)，6、料倉，7、插板閥，8、吹管，9、布料溜槽，10、模擬高爐，11、鼓風(fēng)機(jī)，12、圍管，13、剛性進(jìn)氣管，14、鏈輪。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過【具體實(shí)施方式】，對本方案進(jìn)行闡述。
[0017]如圖1所示一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，包括爐壁透明且裝有鼓風(fēng)系統(tǒng)的模擬高爐10、設(shè)置于模擬高爐10上方的平臺(tái)4以及正對模擬高爐10中軸線設(shè)置的高速攝像機(jī)1本實(shí)施例中的鼓風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)11、固設(shè)于模擬高爐頂蓋上的吹管8、以及與鼓風(fēng)機(jī)11出口連通且圍于模擬高爐外側(cè)下部的圍管12，圍管12圓周方向上均勻分布有若干與模擬高爐10內(nèi)部連通的剛性進(jìn)氣管13，剛性進(jìn)氣管13對圍管起到固定作用。
[0018]平臺(tái)4上固定有上口大下口小的錐形料倉6，料倉6的出料口上設(shè)置有插板閥7，可以調(diào)節(jié)物料流量，料倉6出料口下端套接有伸至模擬高爐10內(nèi)的料流管2，料流管2外表面固設(shè)有鏈輪14，鏈輪14通過鏈條3連接有固定于平臺(tái)4上的電機(jī)5，電機(jī)5通過鏈條3帶動(dòng)料流管2繞其豎直中軸線旋轉(zhuǎn)。料流管2下口通過螺栓固接有布料溜槽9，布料溜槽9與豎直方向夾角為30°，料流管2外壁還設(shè)置有支撐于模擬高爐10頂蓋的凸緣。
[0019]—種模擬高爐鼓風(fēng)布料的實(shí)驗(yàn)方法，其步驟如下: (1)將按照模擬高爐縮小比例縮小的各種原料根據(jù)種類涂染不同顏色，并將染色后的原料倒入料倉內(nèi)，代表焦炭與礦石的原料顏色不同，布料時(shí)料層分布更為明顯，方便后期觀察料層分布情況；
(2)啟動(dòng)高速攝像機(jī)和帶動(dòng)布料溜槽旋轉(zhuǎn)的裝置，并將插板閥開至三分之一開度，布料溜槽的旋轉(zhuǎn)速度通過帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)的裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)；
(3)使用高速攝像機(jī)捕捉布料溜槽轉(zhuǎn)至與高速攝像機(jī)和模擬高爐中軸線連線垂直位置時(shí)的料流軌跡，以穿過布料溜槽下沿的水平線為X軸，以模擬高爐中軸線為Y軸建立坐標(biāo)系，將捕捉到的軌跡在所建坐標(biāo)系表示，通過坐標(biāo)系進(jìn)行量化分析及不同布料情況下的比較；
(4)關(guān)閉插板閥，往模擬高爐內(nèi)灌入樹脂，樹脂與物料固化為一體后，切割物料各層進(jìn)行觀察；
(5)將步驟(2)中插板閥開至二分之一開度，進(jìn)行步驟(3)、(4);
(6)將步驟(2)中插板閥全部打開，進(jìn)行步驟(3)、(4)。
[0020]當(dāng)然，上述說明也并不僅限于上述舉例，本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述；以上實(shí)施例及附圖僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案并非是對本發(fā)明的限制，參照優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換都不脫離本發(fā)明的宗旨，也應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:包括爐壁透明且裝有鼓風(fēng)系統(tǒng)的模擬高爐(10)、設(shè)置于所述模擬高爐(10)上方的平臺(tái)(4)以及正對模擬高爐(10)中軸線設(shè)置的高速攝像機(jī)(I)，所述平臺(tái)(4)上固定有料倉(6 )，所述料倉(6 )出料口套接有伸至模擬高爐(10)內(nèi)且由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的料流管(2)，所述料流管(2)下口固接有布料溜槽(9)，料流管(2)外壁設(shè)置有支撐于模擬高爐(10)頂蓋的凸緣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述鼓風(fēng)系統(tǒng)包括鼓風(fēng)機(jī)(11)、連通鼓風(fēng)機(jī)(11)出口與模擬高爐(10)內(nèi)部的鼓風(fēng)管以及固設(shè)于模擬高爐頂蓋上的吹管(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述鼓風(fēng)管包括與所述鼓風(fēng)機(jī)(11)出口連通且圍于模擬高爐外側(cè)下部的圍管(12)，所述圍管(12)圓周方向上均勻分布有若干與模擬高爐(10)內(nèi)部連通的剛性進(jìn)氣管(13)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述料倉(6)出料口上設(shè)置有插板閥(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)裝置包括固設(shè)于所述料流管(2)外表面的鏈輪(14)和通過鏈條(3)與所述鏈輪連接且固定于所述平臺(tái)(4)上的電機(jī)(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述布料溜槽(9)通過螺栓與料流管(2)固接，且布料溜槽(9)與豎直方向夾角為0°?90°。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種模擬高爐鼓風(fēng)布料實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述料倉(6)為上大下小的錐形倉。8.一種模擬高爐鼓風(fēng)布料的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于: (1)將按照模擬高爐縮小比例縮小的各種原料根據(jù)種類涂染不同顏色，并將染色后的原料倒入料倉內(nèi)； (2)啟動(dòng)高速攝像機(jī)和帶動(dòng)布料溜槽旋轉(zhuǎn)的裝置，并將插板閥開至三分之一開度； (3)使用高速攝像機(jī)捕捉布料溜槽轉(zhuǎn)至與高速攝像機(jī)和模擬高爐中軸線連線垂直位置時(shí)的料流軌跡，以穿過布料溜槽下沿的水平線為X軸，以模擬高爐中軸線為Y軸建立坐標(biāo)系，將捕捉到的軌跡在所建坐標(biāo)系表示； (4)關(guān)閉插板閥，往模擬高爐內(nèi)灌入樹脂，樹脂與物料固化為一體后，切割物料各層進(jìn)行觀察。 (5)將步驟(2)中插板閥開至二分之一開度，進(jìn)行步驟(3)、(4); (6)將步驟(2)中插板閥全部打開，進(jìn)行步驟(3)、(4)。
【文檔編號(hào)】C21B5/00GK106086258SQ201610714542
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月24日
【發(fā)明人】周小輝, 梁棟, 張慶, 張英, 王延平
【申請人】山東鋼鐵股份有限公司