微型球團礦焙燒實驗裝置的製作方法

2023-12-10 12:02:42

專利名稱：微型球團礦焙燒實驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煉鐵用的球團礦焙燒裝置，特別是一種開發和優化鐵精礦粉球團焙燒工藝研究的實驗裝置。
現有實驗室用的球團焙燒裝置有兩類，一類是固定燃燒體式，又可分為單燃燒器式(見圖2)和雙燃燒器式(見圖3)，另一類是移動焙燒體式(見圖4)。這兩類焙燒裝置在使用過程中都存在著一定的問題，前者，由於燃燒器及熱氣引導管路的熱容大，進入焙燒杯體的氣流熱滯後嚴重。後者，只消除了由加熱轉冷卻時的熱滯後現象，而加熱時的熱滯後仍然嚴重。另外這兩類裝置的焙燒杯體都是由金屬殼體內砌耐火材料而成，杯體熱容量大，加熱時，大量吸收進入料層氣流的熱量，冷卻時又向料層中的氣流釋放熱量，由於這種熱慣性的作用，造成靠近杯體壁面的球團礦燒不透，給實驗取樣帶來麻煩，同時造成人力、物力的浪費。更為嚴重的是，由於「熱滯後」與「熱慣性」的影響，導致實驗裝置的熱工狀態與現場實際相比嚴重失真。
本實用新型的目的在於通過對組成焙燒裝置的燃燒器和焙燒杯體結構的改變，以及使燃燒器與焙燒杯體同軸，來解決目前現有球團礦焙燒實驗裝置的熱工狀態與現場實際不符以及焙燒杯體內球團礦焙燒徑向不均勻兩大問題。


圖1為微型球團焙燒實驗裝置的結構圖，由燃燒器(1)、焙燒杯體(2)、支架(6)、底座(4)、燃燒器升降擺動機構(7)、壓緊機構(3)等部分組成。在燃燒器靠支架的一側，有一氣體通道(5)兼作二次風的輸入與鼓風冷卻時廢氣的排放，在二次風管道上備有富氧通道。燃燒器與焙燒杯體同軸，煤氣與一次風從燃燒器正上方輸入。在焙燒杯體的正下方，有一廢氣排放出口，兼作鼓風冷卻風的入口。煤氣、一、二次風以及鼓風冷卻風均以轉子流量計量，在煤氣，一次風、二次風以及冷卻風的管道上均裝有電磁閥，可快速切換氣流方向。
圖5為球團礦焙燒裝置中燃燒器的結構圖，由燒嘴、一次燃燒室(12)、二次燃燒與熱氣流穩定共用室(18)、內導氣罩(15)、外導氣罩(16)，以及二次風冷卻室(14)等構成。
燒嘴位於燃燒器的正上方，其中心管一端帶45°角的旋流片噴頭(11)，另一端接煤氣導管(8)，在中心管外套有一次風導管(10)。在噴頭下端帶有與噴頭軸向垂直的徑向煤氣噴口，煤氣從噴口噴出並與經過旋流片的一次風垂直交叉混合，噴口處煤氣流速為12至180Nm／S，旋流片處空氣流速為24至96Nm／S，噴頭的底端呈錐形與一次風導管出口端平齊。
一次燃燒室(12)在燒嘴的正下方，二次燃燒室與一次燃燒室外導氣罩(16)相接，在內導氣罩(15)的內側襯泡沫剛玉管，在剛玉管與導氣罩之間充填輕質耐火絕熱棉，兩個燃燒室的高徑比≥3.5。內導氣罩頭部有一錐角與水平方向的夾角為45°。外導氣罩入口處收縮角為90°。在內、外導氣罩外側與燃燒器的上部殼體之間設有二次風對內、外導氣罩外側及上部殼體冷卻的、使其經常處於低溫的二次風冷卻室。圖中(13)為燃燒器上殼，(17)為定向螺母。
此結構的燃燒器由於。燒嘴的燃燒能力可調範圍大(2－31Kw)，且可無級調節，一燃室與二燃、熱氣流穩定共用室均採用特殊耐火絕熱材料製造，加上燃燒室與焙燒杯體同軸，無專門熱氣流傳輸管道。因此，燃燒器熱容量極小，故而其出口溫度調節靈敏(2000－3000℃／分)，出口熱氣流溫度從200至1400℃間無級可調。出口氣流溫度分布均勻。
圖6為焙燒杯體的結構圖，金屬外殼(22)下部裝有下密封法蘭(23)、(24)，爐篦(25)上部裝有上密封法蘭(20)，內襯泡沫剛玉管(19)，在泡沫剛玉管與金屬外殼之間充填有高溫耐火纖維棉，在金屬外殼上裝有測溫取氣口(21)。實驗時，在入口氣流溫度與流速均勻的條件下，由於大大減小了熱慣性的作用，從而消除了球團礦焙燒徑向不均勻的現象。
圖7表示了本微型球團礦焙燒實驗裝置的工作流程。實驗時，將球團礦試樣放入焙燒杯體(2)內，點燃燃燒器(1)，將其出口溫度(通過計錄儀(26)測定)，流速(通過流量計(41)、(42)、(43)、及(44)計量)以及氧含量(通過測氧儀(27)測定)調整到所需值後，將燃燒器，通過升降擺動機構，扣上焙燒杯體，降下燃燒器，使之與焙燒杯體完全密封(若杯體內氣壓過大，可加上壓緊機構)。此時即對球團礦進行乾燥，隨後根據焙燒制度的要求，分別調節閥門(34)、(35)、36及37，以控制燃燒器出口氣流溫度，流速及氧含量，對球團礦進行預熱，焙燒與預熱。均熱結束時，打開電磁閥(33)，同時關閉電磁閥(28)、(29)及(32)，打開閥門(31)，關閉(30)及(39)，對焙燒杯中球團進行鼓風冷卻，直至實驗結束。圖中(38)為煤氣閥門，(40)為鼓風機。利用本裝置可保證焙燒杯中的球團礦得到均勻焙燒。然後考察焙燒後的球團礦質量，根據質量與實驗焙燒制度的關係，找出合理的實驗焙燒制度。最後，利用HK－02軟體包，輸入實驗焙燒制度，消除規模幹擾，獲得實際工藝制度，從而免去了工業性試驗。
總之本實用新型由於發明了獨特的燃燒器，新的焙燒杯體結構以及徹底改變了燃燒器與焙燒杯體之間的布局，大大縮小了焙燒杯體的直徑，從而使得1.消除了加熱氣流的「熱滯後」，為嚴格控制實驗焙燒制度提供了精確的手段。
2.最大限度地減少了焙燒杯體的「熱慣性」為實驗焙燒制度與實際焙燒制度的同步化提供了手段。
3.本發明的燃燒器燃燒功率可調範圍大(≥15倍)出口熱氣溫度可調範圍廣(200－1400℃)且無級可調，這為實驗者根據實驗需要任意控制實驗焙燒制度提供了精確而又靈活的方法。
圖1是微型球團焙燒實驗裝置的結構圖圖2是傳統單燃燒器式焙燒實驗裝置示意圖圖3是雙燃燒器式焙燒實驗裝置示意圖圖4是移動焙燒杯體式焙燒實驗裝置示意圖圖5是燃燒器結構圖圖6是焙燒杯體結構圖圖7是微型球團礦焙燒實驗裝置工作流程圖。
權利要求1.一種球團礦焙燒實驗裝置，包括燃燒器(1)、焙燒杯體(2)、燃燒器升降機構(7)、壓緊機構(3)，其特徵在於燃燒器與焙燒杯體同軸相接，燃燒器中有二次燃燒與熱氣流穩定共用室，在燃燒器靠支架一側有一氣體通道(5)，在燃燒杯體的正下方有一廢氣排放出口，一、二次風、以及鼓風冷卻風的管道上均裝有電磁閥。
2.如權利要求1所述的焙燒實驗裝置，其特徵在於燃燒器燒嘴的中心管一端帶45度角的旋流片噴頭(11)，另一端接煤氣導管(8)，在中心管外套有一次風導管(10)，在噴頭下端帶有與軸向垂直的徑向煤氣噴口，噴頭的底端呈錐形，並與一次風導管出口端平齊。
3.如權利要求1、2所述的焙燒實驗裝置，其特徵在於內導氣罩(15)頭部有一錐角，與水平方向的夾角為45°，其內側襯泡沫剛玉管，在剛玉管與導氣罩之間充填輕質耐火絕熱棉，兩個燃燒室高徑比≥3.5。在內、外導氣罩與上殼體之間有一利用二次風對其進行冷卻，並使之常處低溫的冷卻室。
4.如權利要求1所述的焙燒實驗裝置，其特徵在於焙燒杯體的金屬殼體(22)上、下部裝有密封法蘭(20)、(23)、(24)，及測溫取氣口(21)，內襯泡沫剛玉管(19)，在泡沫剛玉管與金屬外殼之間填充高溫耐火纖維棉。
專利摘要本實用新型涉及一種球團礦焙燒工藝研究的微型實驗裝置。通過對組成焙燒裝置的燃燒器和焙燒杯體結構的改變，以及使燃燒器與焙燒杯體同軸，消除了燃燒器「熱滯後」，減輕了燃燒杯體的「熱慣性」現象，保證了焙燒杯體中的球團礦均勻焙燒，使球團礦焙燒實驗裝置的熱工狀態逼近現場實際，增強了從實驗中獲得的焙燒工藝參數的可靠性。最後通過計算機軟體包(HK—02)計算，直接由實驗焙燒工藝參數獲得現場焙燒工藝參數，從而免去了工業性實驗。
文檔編號F27B21/00GK2119630SQ9022166
公開日1992年10月21日 申請日期1990年10月10日 優先權日1990年10月10日
發明者黃典水, 孔令壇 申請人:北京科技大學