一種預測迴轉窯結圈程度的方法
2023-06-18 23:54:46 2
專利名稱：一種預測迴轉窯結圈程度的方法
技術領域：
本發明涉及迴轉窯生產技術領域，更具體地講，涉及一種檢測迴轉窯結圈程度的試驗方法。
背景技術：
在現有技術中，迴轉窯結圈是困擾迴轉窯生產的一個難題。當迴轉窯結圈以後，通常必須採取相應的措施，如調節入爐原料和燃料的成份及比例、改變迴轉窯熱制度以消除結圈物，嚴重時甚至要停止生產待迴轉窯窯內溫度冷卻至人可以進入為止來清理結圈，給企業的生產和成本造成損失。因此，對於迴轉窯生產來說，如何抑制、減輕迴轉窯結圈顯是尤為重要。為此，必須了解不同原燃料條件和操作制度下迴轉窯結圈的難易程度。 在文獻「氧化球團鏈篦機-迴轉窯結圈機理的研究」(鋼鐵，2008，43⑶15)中記載了一種採用壓團-焙燒的方法，以壓塊焙燒後的抗壓強度(也稱粉末固結強度)衡量粉末固結的程度，來模擬迴轉窯結圈形成條件的實驗方法。然而，該方法只能檢測物料自身粘結的性能，而且不能檢測物料與迴轉窯耐火材料的粘結從而導致結圈的情況。
發明內容
針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在於提供一種能夠預先檢測物料在迴轉窯內結圈程度的試驗方法。為了實現上述目的，本發明提供了一種預測迴轉窯結圈程度的方法，所述方法包括以下步驟選取迴轉窯生產時將要使用的物料作為試驗原料，其質量記為msO ;採用迴轉窯所用耐火材料製成容器，其質量記為mrO ;設置加熱爐，並將加熱爐的溫度和氣氛調節為與迴轉窯實際生產時物料進入爐內的溫度和氣氛相同；將所述試驗原料裝入所述容器，然後將所述容器放入所述加熱爐內；控制加熱爐的升溫速度、最高溫度和所述容器在加熱爐內的停留時間分別與迴轉窯實際生產過程中的迴轉窯升溫速度、最高溫度和物料在迴轉窯內的停留時間相同；取出所述容器，稱量，其質量記為mrl+msl，所述容器中含有由試驗原料形成的產物；振動所述容器，然後從所述容器中倒出未粘結在所述容器上的部分產物，再次稱量所述容器及粘結在所述容器上的產物，其總質量記為mr2+mS2 ;根據式I得出迴轉窯結圈程度指標 f，式 I 為 f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100% / (msl+mrl-mrO)。在本發明的一個示例性實施例中，所述取出所述容器的步驟還可包括對所述產物採取防氧化措施，並在所述稱量步驟前冷卻所述容器。在本發明的一個示例性實施例中，所述方法還可包括用多個迴轉窯結圈程度指標f的平均值來反應迴轉窯結圈程度。在本發明的一個示例性實施例中，所述加熱爐可以為馬弗爐。在本發明的一個示例性實施例中，所述振動所述容器的步驟通過將所述容器放入振篩機來實現振動。
與現有技術相比，本發明的有益效果包括提供了一種能夠預先檢測物料在迴轉窯內結圈程度的試驗方法，並且無需造塊、操作簡單，結果準確；不僅能夠檢測物料自身粘結的性能，也能夠檢測物料與耐火材料粘結的性能。
具體實施例方式在下文中，將結合示例性實施例來詳細說明本發明的預測迴轉窯結圈程度的方法。在本發明的一個示例性實施例中，預測迴轉窯結圈程度的方法包括以下步驟選取迴轉窯生產時將要使用的物料作為試驗原料(也可稱為試樣)，其質量記為msO ;採用迴轉窯所用耐火材料製成容器(也可稱為試驗容器)，其質量記為mrO ;設置加熱爐，並將加熱爐的溫度和氣氛調節為與迴轉窯實際生產時物料進入爐內的溫度和氣氛相同；將所述試驗原料裝入所述容器，然後將所述容器放入所述加熱爐內；控制加熱爐的升溫速度、最高溫度和所述容器在加熱爐內的停留時間分別與迴轉窯實際生產過程中的迴轉窯升溫速度、最高溫度和物料在迴轉窯內的停留時間相同；取出所述容器，稱量，其質量記為mrl+msl， 所述容器中含有由試驗原料形成的產物；振動所述容器以使未處於結圈(或未處於緊密粘結)狀態的產物與所述容器分離(例如，將所述容器放入振篩機振動預定時間)，然後從所述容器中倒出產物，再次稱量所述容器及粘結在所述容器上的產物，其總質量記為mr2+ms2 ;根據式I得出迴轉窯結圈程度指標f,式I為f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100%/ (msl+mrl-mrO)。在本發明的一個示例性實施例中，所述取出所述容器的步驟還包括對所述產物採取防氧化措施，並在所述稱量步驟前冷卻所述容器。這裡，主要根據所述產物的情況選擇是否採取防氧化措施。在本發明的一個示例性實施例中，所述方法還包括用多個迴轉窯結圈程度指標f的平均值來反應迴轉窯結圈程度。在本發明的另一個示例性實施例中，本發明的預測迴轉窯結圈程度的方法主要是以多個試樣在多個試驗容器上粘附的質量為依據來預先檢測物料在迴轉窯內結圈程度，其具體方案可以通過以下方式實現I、試驗方法①根據迴轉窯生產時將要使用的原燃料條件確定試驗原料。②根據迴轉窯所用耐火材料預製盛放試驗原料的試驗容器，一般是將容器製作成與普通石墨或剛玉坩堝相同的形狀，其高度、直徑和厚度可根據實驗要求確定。為便於對t匕，進行同一批次的試驗的容器應按相同的尺寸製作。每次實驗，均要分別對容器和試樣進行稱量，並作好記錄，容器和試樣的質量分別為mrO同msO。當需要對實驗結果進行對比時，盡採用相同尺寸的試驗容器，不同試樣的質量也須相同。③以可調節升溫速度的馬弗爐作為試驗爐。將馬弗爐升溫至迴轉窯生產時物料(包括原料和燃料)進入爐內時的溫度，恆溫一定時間、待爐內溫度充沛均勻後將盛放好試樣的試驗容器放入爐內。由於馬弗爐內容積較大，可根據實驗要求一次放入一個或多個試樣。如需使爐內保持某種氣氛，還可根據需要往馬弗爐內通入相應的氣體，通常迴轉窯生產時爐內氣氛為還原性氛。
④根據迴轉窯實際生產過程中物料在爐內的停留時間和出窯時的溫度，確定馬弗爐的升溫度程序。該升溫程序主要包括升溫最高溫度、在一定時間內的升溫度速度，物料在爐內的停留時間等，升溫程序可通過計算機編程控制也可根據經驗手動控制。當物料在爐內按規定的實驗程序完成實驗後，將容器連同試樣一同取出，取出後可根據需要確定是否需要採取防止再氧化措施等。⑤待試樣冷卻後，將盛有試樣的試驗容器進行稱重，並作好記錄，容器和試樣質量總和記錄為mrl+msl。稱重完成後，將容器和試樣一同置於普通振篩機下振動一定時間，振動時間根據實際需要確定。為便於對比，可一次性在振篩機下放置同一批次實驗時的多個試樣。試樣振動時，必須將盛放試樣的容器密封，並將其固定，以免在振動時由於試樣散出影響環境以及容器由於受到振動而損壞。⑥待振動結束後，將試驗容器和殘留的試樣表面用毛刷輕輕刷乾淨後，再次稱量容器和試樣的總質量，容器和試樣的總質量之和記錄為mr2+ms2。 2、物料結圈程度計算①假設在實驗過程中，試驗容器的質量保持不變，即mrO = mrl = mr2。計算試樣在爐內質量的變化為(mrO+msO)-(mrl+msl) = (msO-msl)。②計算試樣在振動過程中的質量損失為(mrl+msl) _(mr2+ms2) = (msl_ms2)。③物料結圈程度的計算為f= (msl_ms2) X 100 % /msl = (msl_ms2) X 100 % /(msl+mrl-mrO)。f的值越大,說明物料的結圈程度越嚴重。以下，將結合一個具體示例來描述本發明的示例性實施例。根據要求，配置試樣。如以高爐瓦斯泥為例，為考察不同配碳量對瓦斯泥結圈程度的影響，可根據實驗要求，在經乾燥後的瓦斯泥中配入不同比例的煤粒。將配加不同配碳比的一定量的瓦斯泥(如50克)放入預先製作好的同尺寸的坩堝中鋪平。在將瓦斯泥裝入坩堝之前，分別稱量坩堝和瓦斯泥的質量，記錄為mrO和msO，稱量天平的精確度為O· OI克。實驗坩堝可以根據迴轉窯耐火材料配製後澆鑄，也可用迴轉窯的耐火磚直接挖出相同尺寸的孔洞當做試驗容器。將相同質量的不同配碳比的瓦斯泥分別裝入製作好的坩堝中，待馬弗爐升溫至預定的溫度並恆溫至少45min後，將盛有瓦斯泥的坩堝放入馬弗爐中。如以100°C為實驗開始溫度，1200 V為實驗結束溫度，物料在迴轉窯內停留時間為2. 5個小時即150min，則馬弗爐的平均升溫速度為每3min升溫22°C。當按規定的升溫程序結束實驗後，迅速將試樣取出，並用一個內徑大於實驗坩堝外徑的石墨坩堝將實驗坩堝罩住，並在石墨坩堝與承受試驗坩堝平臺的接觸處周圍封上煤粉，以防止試樣被再度氧化。待試樣冷卻後，稱量盛有試樣的坩堝的質量，記錄為mrl+msl。將盛放有試樣的坩堝密封並固定在振篩機底盤上，然後將振動60秒。振動結束後，將坩堝內鬆動的試樣倒出，並用毛刷將坩堝外表面及殘留有試樣的內表面輕輕刷乾淨，然後稱取殘留有試樣的坩堝質量，記錄為mr2+mS2。計算試樣在一定耐火材料及升溫速度的結圈程度f = (msl-ms2) X 100% /(msl+mrl-mrO)。試樣原重msO = 50. OOg,容器重mrO = mrl = mr2 = 147. 52g。高溫試驗結束後(msI+mrl) = 180. 67g ;振動後(ms2+mr2) = 178. 02g。msl = 180. 67-147. 52 = g。ms2 =180. 67-150. 17 = g。(msl_ms2) = 33. 15-30. 50 = 2. 65g。(msl+mrl-mrO) = 180. 67-147. 52=30. 15g。則 f = 2. 65 + 30. 15X100 = 7. 99%。綜上所述，本發明提供了一種能夠預先檢測物料在迴轉窯內結圈程度的試驗方法，並且操作簡單，結果準確。本發明的方法能夠預先檢測物料在迴轉窯內結圈的難易程度，能夠為迴轉窯生產中確定原料的成份和配比以及適合的操作制度事先提供重要的參考，並且能夠減少由於原燃料條件和操作制度選擇不當造成的迴轉窯結圈。 儘管上面已經結合示例性實施例描述了本發明，但是本領域普通技術人員應該清楚，在不脫離權利要求的精神和範圍的情況下，可以對上述實施例進行各種修改。
權利要求
1.一種預測迴轉窯結圈程度的方法，其特徵在於，所述方法包括以下步驟 選取迴轉窯生產時將要使用的物料作為試驗原料，其質量記為msO ； 採用迴轉窯所用耐火材料製成容器，其質量記為mrO ； 設置加熱爐，並將加熱爐的溫度和氣氛調節為與迴轉窯實際生產時物料進入爐內的溫度和氣氛相同； 將所述試驗原料裝入所述容器，然後將所述容器放入所述加熱爐內； 控制加熱爐的升溫速度、最高溫度和所述容器在加熱爐內的停留時間分別與迴轉窯實際生產過程中的迴轉窯升溫速度、最高溫度和物料在迴轉窯內的停留時間相同； 取出所述容器，稱量，其質量記為mrl+msl，所述容器中含有由試驗原料形成的產物； 振動所述容器，然後從所述容器中倒出未粘結在所述容器上的部分產物，再次稱量所述容器及粘結在所述容器上的產物，其總質量記為mr2+mS2 ； 根據式I得出迴轉窯結圈程度指標f，式 I 為 f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100% / (msl+mrl-mrO)。
2.根據權利要求I所述的預測迴轉窯結圈程度的方法，其特徵在於，所述取出所述容器的步驟還包括對所述產物採取防氧化措施，並在所述稱量步驟前冷卻所述容器。
3.根據權利要求I所述的預測迴轉窯結圈程度的方法，其特徵在於，所述方法還包括用多個迴轉窯結圈程度指標f的平均值來反應迴轉窯結圈程度。
4.根據權利要求I所述的預測迴轉窯結圈程度的方法，其特徵在於，所述加熱爐為馬弗爐。
5.根據權利要求I所述的預測迴轉窯結圈程度的方法，其特徵在於，所述振動所述容器的步驟通過將所述容器放入振篩機來實現振動。
全文摘要
本發明提供了一種預測迴轉窯結圈程度的方法。所述方法包括步驟選取迴轉窯生產時將要使用的物料作為試驗原料，其質量為ms0；採用迴轉窯所用耐火材料製成容器，其質量為mr0；將加熱爐的溫度和氣氛調節為與迴轉窯實際生產時物料進入爐內的溫度和氣氛相同；將試驗原料裝入容器，然後將容器放入加熱爐內；控制加熱爐的加熱制度與迴轉窯實際生產過程中的迴轉窯的加熱制度相同；取出容器，稱量，其質量為mr1+ms1，容器中含有由試驗原料形成的產物；振動所述容器，然後從容器中倒出產物，再次稱量容器，其質量為mr2+ms2；根據式1得出迴轉窯結圈程度指標f，式1為f＝[(mr1+ms1)-(mr2+ms2)]×100％/(ms1+mr1-mr0)。本發明能夠預先檢測物料在迴轉窯內結圈程度，且操作簡單，結果準確。
文檔編號G01N5/00GK102798578SQ20121027696
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者謝洪恩, 文永才, 付衛國, 饒家庭, 蔣勝, 胡鵬, 蔣大均, 陳劍鋒 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司