一種鐵礦石在線燒結試驗裝置及試驗方法

2023-04-25 05:47:31

一種鐵礦石在線燒結試驗裝置及試驗方法
【專利摘要】本發明涉及一種鐵礦石在線燒結裝置，包括點火裝置，所述點火裝置可進行溫度調節，點火裝置與半透明燒結鍋連接，半透明燒結鍋底部設有雙溫度檢測熱電偶，半透明燒結鍋高度方向等距間隔設置多個測溫熱電偶；所述半透明燒結鍋與縮徑煙氣排送管道連接，縮徑煙氣排送管道包括前端的較小直徑段和後端的較大直徑段，較小直徑段內部設有熱電偶、流量計、壓力變送器、粉塵濃度儀，較大直徑段上設有煙氣成分分析儀取樣口；縮徑煙氣排送管道與擴散式旋風除塵器連接，擴散式旋風除塵器的排風口與列管換熱器連接，所述列管換熱器與除水器連接，所述除水器與變頻多級離心風機連接，所述多級離心風機具有模擬量調節閥門，多級離心風機與排氣筒連接。
【專利說明】一種鐵礦石在線燒結試驗裝置及試驗方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在線燒結試驗裝置，具體來說，是一種鐵礦石在線燒結試驗裝置及試驗方法，屬於在線燒結【技術領域】。

【背景技術】
[0002]鐵礦粉、溶劑和燃料按一定的比例混合，經過混勻制粒後布入燒結鍋進行燒結。鋼鐵廠燒結配料試驗成套技術設備，是鐵礦粉優劣的「鑑定實驗平臺」，可運用於各大鋼廠的燒結配料試驗，用於鐵礦粉燒結性能測定及燒結新工藝的評價，對燒結廠配礦、選礦起著關鍵性作用，其帶來的效益是直接的。由於鐵礦石資源(特別是優質礦石資源)的可開採量越來越有限，為了有效的評價鐵礦粉燒結性能優劣，確定配礦方案，開發新礦種資源，優化燒結工藝，各鋼鐵廠紛紛建有燒結配料試驗系統，各燒結配料試驗系統工藝均大同小異，但其配套設備技術水平相差卻很大。
[0003]目前常規的燒結試驗裝置為:點火器提供固定的點火溫度，^800°C，點火器調節範圍有限，僅實現給燒結礦點火的功能；燒結杯為耐熱鋼製作，由於結構的局限，燒結杯內部燒結過程無法記錄和觀察，試驗效果有限；燒結排煙管道上一般也都設置有流量計和壓力傳感器，但流量普遍檢測精度不夠；管路上設有旋風除塵器和羅茨風機，由於受粉塵和溫度的影響，羅茨風機故障率大；燒結壓力調節一般採用風門調節，受系統的局限性，調節的穩定性很差，風門頻繁開關調節，燒結曲線波動大，影響燒結的試驗效果；燒結終了的檢測都依靠燒結杯底部熱電偶，一般都採用一個熱電偶，檢測的準確度有局限性，也無法判定。由於傳統燒結試驗裝置設備的局限性，雖然各大鋼廠幾乎都配有燒結試驗裝置，但試驗的效果有限，穩定性差，為確定一種配礦的好壞，需要連續做很多次試驗，才能確定配礦的情況，甚至試驗結果不準確，給鋼廠選礦和配礦造成誤導，造成不可挽回的損失。


【發明內容】

[0004]本發明需要解決的技術問題是:現有的鐵礦石在線燒結裝置，點火器僅僅能夠實現點火的功能；燒結杯內部燒結過程無法記錄和觀察；流量普遍檢測精度較低；由於受粉塵和溫度的影響，羅茨風機故障率大；燒結壓力調節一般採用風門調節，受系統的局限性，調節的穩定性很差，風門頻繁開關調節，燒結曲線波動大，影響燒結的試驗效果；燒結終了的檢測都依靠燒結杯底部熱電偶，一般都採用一個熱電偶，檢測的準確度有局限性；因此，為確定一種配礦的好壞，往往需要連續做很多次試驗，才能確定配礦的情況，甚至試驗結果不準確，給鋼廠選礦和配礦造成誤導，造成不可挽回的損失。
[0005]本發明採取以下技術方案:
[0006]一種鐵礦石在線燒結試驗裝置，包括點火裝置1，所述點火裝置I可進行溫度調節，所述點火裝置I與半透明燒結鍋2連接，所述半透明燒結鍋2底部設有雙溫度檢測熱電偶3，所述半透明燒結鍋2高度方向等距間隔設置多個測溫熱電偶；所述半透明燒結鍋2與縮徑煙氣排送管道連接，所述縮徑煙氣排送管道包括前端的較小直徑段和後端的較大直徑段，所述較小直徑段內部設有熱電偶、流量計、壓力變送器、粉塵濃度儀，所述較大直徑段上設有煙氣成分分析儀取樣口 6 ;所述縮徑煙氣排送管道與擴散式旋風除塵器7連接，擴散式旋風除塵器7的排風口與列管換熱器8連接，所述列管換熱器8與除水器9連接，所述除水器9與變頻多級離心風機10連接，所述多級離心風機10具有模擬量調節閥門11，多級離心風機10與排氣筒12連接。
[0007]進一步的，所述半透明燒結鍋2高度方向等距間隔設置的多個測溫熱電偶的間距為 100mm。
[0008]進一步的，所述半透明燒結鍋3底部設置高度調節架模擬不同深度的料層燒結。
[0009]進一步的，所述點火裝置I點火併維持350°C左右的溫度，模擬現場鐵礦石燒結可提供的預熱煙氣溫度。
[0010]進一步的，半透明燒結鍋2採用石英玻璃與高溫不鏽鋼的組合材質。
[0011]一種上述的鐵礦石在線燒結試驗裝置進行鐵礦石在線燒結試驗的方法，其特徵在於，包括以下順序步驟:
[0012]根據料層深度調節半透明燒結鍋2內高度調節架的高度；
[0013]半透明燒結鍋2內放入填底礦，鐵礦粉、溶劑和燃料按一定的比例混合；
[0014]進行模擬在線燒結煙氣加熱的預熱試驗:
[0015]變頻多級離心風機10啟動提供8840Pa負壓的風量；
[0016]點火裝置I點火併維持半透明燒結鍋2內的溫度在300°C _400°C左右，模擬在線燒結排放煙氣的溫度；燒結鍋半透明，實時記錄料層燒結狀況；
[0017]燒結鍋自上而下每10mm布設熱電偶，檢測燒結過程各高度上的料層溫度，燒結鍋底部設置有雙熱電偶用於檢測燒結終了的溫度，判斷燒結過程的結束；
[0018]在Φ 100管道內設置威力巴流量計、壓力變送器、熱電偶、靜電感應粉塵濃度儀，提高檢測精度和準確性；
[0019]縮徑煙氣排送管道的較小直徑段的流量計、壓力變送器、熱電偶、靜電粉塵濃度儀進行數據監測，並提供監測數據；
[0020]煙氣成份在線檢測設備檢測燒結煙氣的各種成份濃度；
[0021]除水器9將冷凝的水排出管道；
[0022]模擬量調節風門11用於輔助調節系統的風壓和風量適應燒結過程的需要；
[0023]進行正式的在線燒結試驗:
[0024]變頻多級離心風機10啟動提供17400Pa負壓的風量；
[0025]點火裝置I半透明燒結鍋2內的溫度調節至900°C以上，重複模擬在線燒結煙氣加熱的預熱試驗的後續步驟，直至在線燒完成。
[0026]本發明的特點在於:設置了半透明材質的燒結鍋，試驗人員在試驗的時候可以觀察燒結鍋內的情況，充分了解燒結的情況；燒結鍋內設置高度調節架，可以根據所需料層的深度來對鍋內高度進行調節；燒結鍋自上而下均勻等距布置多個熱電偶，從而可以測得燒結鍋內不同高度的溫度，對燒結鍋的溫度情況進行細緻的監測；採用能夠調節點火溫度的點火裝置，從而可以模擬鐵礦石燒結生產過程中煙氣的溫度(約350°C )，利用煙氣的高溫對燒結鍋進行預熱，從而達到節能的效果，本裝置在試驗的時候可以對這種煙氣帶來的節能效果進行驗證；設置縮徑煙氣排送管道，縮徑煙氣排送管道的較大直徑段的風速較低，通過變徑後，前端較小直徑段內的風速大大提高，從而能夠提高其內的各種監測傳感器的檢測精度；擴散式旋風除塵器可以進行除塵，列管換熱器可以進行降溫，除水器進行除水，從而對多級變頻離心風機進行保護；多級離心變頻風機可以調整風機轉速，從而提高負壓的穩定性，提高在線燒結裝置的檢測精度。
[0027]本發明的有益效果為:適應性廣，可模擬各種燒結工況，燒結過程透明可視，檢測數據準確性高，運行穩定性好，更貼近現實生產，對現實生產優化工藝和選礦指導價值高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本發明鐵礦石在線燒結裝置的主視圖。
[0029]圖2是本發明鐵礦石在線燒結裝置的俯視圖。
[0030]圖3是圖1的局部放大圖。
[0031]圖4是圖1的局部放大圖。
[0032]圖中，1.點火裝置，2.半透明燒結鍋，3.雙溫度檢測熱電偶，4.底座，5.縮徑在線監測管線，6.煙氣成分分析儀取樣口，7.擴散式旋風除塵器，8.列管換熱器，9.除水器，10.多級離心風機，11.模擬量調節閥門，12.排氣筒。

【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖和具體實施例，對本發明做進一步說明。
[0034]圖1是本發明的主視圖，如其所示，包括可調溫點火裝置1、Φ300x1000的半透明燒結鍋2，燒結鍋底雙熱電偶3、底座4、Φ200/Φ 100變徑管道、縮徑管路威力巴流量檢測、縮徑管路壓力在線檢測、縮徑管路溫度檢測、縮徑管路靜電感應粉塵濃度儀、煙氣成份在線檢測、擴散式旋風除塵器7、列管式換熱器8、除水器9、模擬量調節風門11、變頻多級離心風機10、排氣筒12。
[0035]在Φ300χ1000半透明燒結鍋2內安裝對應的高度調節架，燒結鍋內放入填底礦，鐵礦粉、溶劑和燃料按一定的比例混合，經過混勻制粒後布入燒結鍋。變頻多級離心風機10啟動提供一定負壓的風量，點火器點火提供350°c左右的溫度，模擬鐵礦石在線燒結煙氣的溫度，利用高溫煙氣給鐵礦石在線燒結提供熱量，從而起到節能的作用，點火器提供該溫度是為了對利用這種溫度煙氣的節能效果進行驗證。在此條件下本在線燒結裝置的工作步驟與正常點火溫度下的工作步驟相同。
[0036]正式試驗時，點火器提供900°C以上的點火溫度，點火2分鐘後，點火器移開；變頻多級離心風機提供約17400Pa的負壓的風量開始燒結；燒結鍋半透明可實時記錄料層燒結狀況；從上而下，每10mm設置有熱電偶，可檢測燒結過程各高度上的料層溫度；燒結鍋底部設置有雙熱電偶用於檢測燒結終了的溫度，判斷燒結過程的結束；Φ200管道內的風速很低，通過Φ 200/Φ 100變徑管道縮徑後，管道流速提高，在Φ 100管道內設置威力巴流量計、壓力變送器、熱電偶、靜電感應粉塵濃度儀，提高檢測精度和準確性；煙氣成份在線檢測可檢測燒結煙氣的各種成份濃度；擴散式旋風除塵器用於除塵保護風機；列管式換熱器對燒結煙氣進行降溫，可將煙氣溫度從500°C降低到100°C以下，保護風機，確保風機穩定運行；排水器將冷凝的水排出管道；模擬量調節風門用於輔助調節系統的風壓和風量適應燒結過程的需要.變頻多級離心風機大大提高了煙氣負壓調節的可靠性和穩定性，風機相對於常規的羅茨風機，對粉塵、煙氣溫度適用範圍更廣，大大提高了燒結試驗的效果，數據準確度大大提高。
[0037]本發明採用變頻多級離心風機10提供燒結所需要的負壓和風量，通過模擬量調節風門輔助調節；通過Φ200/Φ100變徑管道縮小管道直徑後檢測管道內的流量、負壓以及粉塵濃度，提高檢測的準確性；採用石英玻璃+高溫不鏽鋼半透明燒結杯可肉眼觀測燒結過程變化，半透明燒結杯2自上而下每10mm設置測溫熱電偶，自動記錄燒結過程各高度層溫度變化，燒結杯底部設置雙熱電偶確保溫度檢測的準確性，燒結杯底部設置高度調節架模擬不同深度的料層燒結；可調溫點火裝置I可根據試驗要求對燒結礦預熱模擬現場預熱熱態燒結對燒結過程的節能影響，指導現場節能改造，同時可提供足夠的溫度實現燒結礦的自動點火燒結；管道設置煙氣成份在線監測以對燒結過程產生的廢氣進行檢測獲取數據；設置擴散式旋風除塵器對粉塵進行處理，環保除塵同時保護風機；設置列管式換熱器對燒結廢氣溫度降溫保護風機；設置排水器，去除冷凝的水汽。
[0038]本發明提供了一種在線燒結試驗裝置，適應性廣，可模擬各種燒結工況，燒結過程透明可視，檢測數據準確性高，運行穩定性好，更貼近現實生產，對現實生產優化工藝和選礦指導價值高。
【權利要求】
1.一種鐵礦石在線燒結試驗裝置，其特徵在於: 包括點火裝置(I)，所述點火裝置(I)可進行溫度調節，所述點火裝置(I)與半透明燒結鍋(2)連接，所述半透明燒結鍋(2)底部設有雙溫度檢測熱電偶(3)，所述半透明燒結鍋(2)高度方向等距間隔設置多個測溫熱電偶； 所述半透明燒結鍋(2)與縮徑煙氣排送管道連接，所述縮徑煙氣排送管道包括前端的較小直徑段和後端的較大直徑段，所述較小直徑段內部設有熱電偶、流量計、壓力變送器、粉塵濃度儀，所述較大直徑段上設有煙氣成分分析儀取樣口(6)； 所述縮徑煙氣排送管道與擴散式旋風除塵器(7)連接，擴散式旋風除塵器(7)的排風口與列管換熱器(8)連接，所述列管換熱器(8)與除水器(9)連接，所述除水器(9)與變頻多級離心風機(10)連接，所述多級離心風機(10)具有模擬量調節閥門(11)，多級離心風機(10)與排氣筒(12)連接。
2.如權利要求1所述的鐵礦石在線燒結試驗裝置，其特徵在於:所述半透明燒結鍋(2)高度方向等距間隔設置的多個測溫熱電偶的間距為100mm。
3.如權利要求1所述的鐵礦石在線燒結試驗裝置，其特徵在於:所述半透明燒結鍋(3)底部設置高度調節架模擬不同深度的料層燒結。
4.一種權利要求1所述的鐵礦石在線燒結試驗裝置，其特徵在於:所述點火裝置(I)點火併維持350°C左右的溫度，模擬鐵礦石燒結煙氣溫度。
5.一種權利要求1所述的鐵礦石在線燒結試驗裝置，其特徵在於:半透明燒結鍋(2)採用石英玻璃與高溫不鏽鋼的組合材質。
6.一種權利要求3所述的鐵礦石在線燒結試驗裝置進行鐵礦石在線燒結試驗的方法，其特徵在於，包括以下順序步驟: 根據料層深度調節半透明燒結鍋(2)內高度調節架的高度； 半透明燒結鍋(2)內放入填底礦，鐵礦粉、溶劑和燃料按一定的比例混合； 進行模擬在線燒結煙氣加熱的預熱試驗: 變頻多級離心風機(10)啟動提供8840Pa負壓的風量； 點火裝置⑴點火併維持半透明燒結鍋⑵內的溫度在300°C-40(TC左右，模擬在線燒結排放煙氣的溫度；燒結鍋半透明，實時記錄料層燒結狀況； 燒結鍋自上而下每10mm布設熱電偶，檢測燒結過程各高度上的料層溫度，燒結鍋底部設置有雙熱電偶用於檢測燒結終了的溫度，判斷燒結過程的結束； 在Φ 100管道內設置威力巴流量計、壓力變送器、熱電偶、靜電感應粉塵濃度儀，提高檢測精度和準確性； 縮徑煙氣排送管道的較小直徑段的流量計、壓力變送器、熱電偶、靜電粉塵濃度儀進行數據監測，並提供監測數據； 煙氣成份在線檢測設備檢測燒結煙氣的各種成份濃度； 除水器(9)將冷凝的水排出管道； 模擬量調節風門(11)用於輔助調節系統的風壓和風量適應燒結過程的需要； 進行正式的在線燒結試驗: 變頻多級離心風機(10)啟動提供17400Pa負壓的風量； 點火裝置(I)半透明燒結鍋(2)內的溫度調節至900°C以上，重複模擬在線燒結煙氣加熱的預熱試驗的後續步驟，直至在線燒完成。
【文檔編號】G01N25/02GK104198522SQ201410468198
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月15日 優先權日:2014年9月15日
【發明者】王元輝, 王巍, 蔡龍, 柯玉娟 申請人:上海西重所重型機械成套有限公司