[實用新型]高爐銅冷卻壁掛渣實驗裝置

有效

• 申請號: 201320429100.7
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN203365358U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 張芳;安勝利;羅果萍;王藝慈
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本實用新型涉及試驗設備領域。具體的說是一種用于測試高爐銅冷卻壁渣皮生長速度及渣皮熱流密度，同時制備渣皮的實驗裝置。

背景技術

高爐長壽技術的發展過程中，高爐下部用銅冷卻壁取代鑄鐵冷卻壁，體現了由依靠耐火材料的“它保護”形式向依靠功能冷卻器的“自保護”長壽理念的轉變。由于銅冷卻壁具有良好的導熱性(300~320W·m^-2·℃^-1)，是鑄鐵的8~10倍，能夠形成一個溫度相對較低的表面，有利于渣皮的形成及其脫落后的快速重建，從而實現了對自身熱面的保護功能。同時，由于渣皮的導熱性極差，僅為1.2?W·m^-2·℃^-1，僅20mm厚的渣皮就能使熱損失降低為冷卻壁裸露時的三分之一，渣皮形成后就建立了一道由爐內向銅冷卻壁傳熱的隔熱屏障，從而減少了爐內熱損失。因此，渣皮的穩定性是延長銅冷卻壁壽命，保證爐內正常冶煉溫度至關重要的因素。

渣皮的工作環境是一側緊貼在銅冷卻壁上，另一側與高爐煤氣和熔融渣鐵接觸，同時從冷卻壁表面到高爐內部，渣皮內存在很大的溫度梯度。另外，高爐內部溫度從高爐爐身下部900℃至爐腹1500℃逐漸升高，相應部位渣皮的化學成分也存在很大的差異。爐料在下降過程中高爐渣從開始形成到最后排出，經歷了初渣的生成、中間渣的變化、終渣的形成，其堿度、氧化性、熔化性溫度等性質逐漸發生改變，因此，高爐銅冷卻壁上渣皮的生長速度及生成厚度除受冷卻水進水溫度的影響，還受爐渣性質及爐渣溫度的影響。

中國專利文獻CN1940547A涉及連鑄結晶器內渣膜熱流檢測方法及其裝置。此裝置主要由加熱裝置、坩堝、、升降裝置、金屬探頭、冷卻水通道、測溫裝置等裝置構成。該裝置通過測量通過金屬探頭的冷卻水的溫度變化，得到溫度-時間關系圖，揭示不同時刻通過渣膜的熱流密度的變化情況，但未涉及通過調整金屬測頭在熔融爐渣中停留時間，來獲得冷卻水進水溫度及流量、爐渣成分、掛渣溫度等條件對渣皮生長速度的影響。

實用新型內容

為彌補現有技術的欠缺，本發明旨在設計一種高爐銅冷卻壁掛渣實驗裝置。

高爐銅冷卻壁掛渣實驗裝置，通過熱水器（4）、調節閥（3）、流量計（6）調整并顯示銅質掛渣測頭（9）的進水溫度及流量，來模擬高爐冷卻制度的調整；通過計算機控制系統（16）調整銅質掛渣測頭（9）在熔融爐渣中停留時間，來模擬高爐銅冷卻壁的掛渣時間，通過調整金屬測頭在熔融爐渣中停留時間，獲得冷卻水進水溫度及流量、爐渣成分、掛渣溫度等條件對渣皮生長速度的影響；由安裝在銅質掛渣測頭（9）頂面的熱電偶（13），顯示銅質掛渣測頭（9）的熱面溫度，通過監測銅質掛渣測頭（9）的熱面溫度，揭示掛渣過程渣皮厚度及渣皮生長速度對熱面溫度的影響。

本發明實驗所用爐渣為高爐初渣或中間渣，其堿度、氧化性存在差別，可以通過預先制備的FeO、純試劑及高爐終渣進行配制，并通過此裝置，來模擬高爐內部不同高度銅冷卻壁熱面的高爐初渣或中間渣渣皮重建過程。

本實驗裝置可以模擬高爐銅冷卻壁熱面渣皮的重建過程。采用本實驗裝置可以通過改變進水溫度和流量來模擬高爐冷卻制度的調整；通過調整加熱爐溫度來模擬高爐爐內掛渣溫度；通過對不同堿度及氧化性的高爐渣進行掛渣實驗，來模擬高爐內部不同高度的銅冷卻壁熱面的高爐初渣或中間渣渣皮重建過程，從而建立高爐內部銅冷卻壁熱面渣皮生長速率模型。

附圖說明

圖1是本發明高爐銅冷卻壁掛渣實驗裝置示意圖。

1—氮氣瓶，2—氣閥，3—熱水器流量調節閥，4—熱水器，5—熱水器水溫表，6—流量計，7—進氣通道，8—坩堝，9—銅質掛渣測頭，10—加熱爐，11—銅冷卻壁進水管，12—熱電偶，13—熱電偶，14—銅冷卻壁出水管，15—升降裝置，16—計算機，17—水溫表，18—控制柜。

具體實施方式

結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，實驗所用加熱爐（10）為硅鉬高溫爐，實驗所用爐渣為高爐初渣或中間渣，其堿度、氧化性存在差別，可以通過預先制備的FeO，純試劑及高爐終渣進行配制。