[實用新型]模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置

有效

• 申請號: 201320844693.3
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN203668430U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 張曦東;曾加慶;楊利彬;鄭叢杰;趙進宣;吳偉;林瑛;董睿;蔡偉;余健
• 申請（專利權）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C21B7/00
• 分類號: C21B7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張軍;王占杰

技術領域

本實用新型涉及高爐噴煤技術領域，尤其涉及一種模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置。

背景技術

噴煤作為高爐強化冶煉的一種方法已被廣泛采用。在實際高爐噴煤過程中，煤粉在直吹管與高速熱風混合并被迅速加熱，只需10ms左右就可通過直吹管。研究人員一直渴望制作一種能真實模擬煤粉在直吹管瞬間燃燒的裝置。

在模擬煤粉在高爐直吹管的燃燒過程時，通常采用兩段式燃燒爐實驗裝置，或采用專利（zl200720190577.9）所公開的實驗裝置。采用兩段式燃燒爐實驗裝置進行實驗時，其實驗過程為冷風先通過加熱爐被預熱至1100℃并與煤粉流混合，再進入1500℃的燃燒爐。該裝置雖然可以模擬連續的噴煤過程，但關鍵問題是冷風與加熱元件的熱交換能力較差，導致冷風量及風速不能太大，否則不能同時滿足熱風既高溫又高速的試驗要求。而上述專利所公開的試驗裝置，在其熱風噴吹過程為瞬間脈沖式噴吹，不能模擬連續的噴煤過程。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供了一種模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置。該裝置的等離子發生器產生的火焰溫度高達幾千度至上萬度，允許經過火焰的氣流速度可達每秒數百米，可在短時間內將氣流加熱，能夠滿足熱風既高溫又高速的要求，并且實現煤粉的連續噴吹。

本實用新型采用如下技術方案來實現其目的：

本實用新型的模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置是由直管1，等離子發生器2，空壓機3，煤粉罐4，灰分收集器5組成；直管1的一端與空壓機3通過氣體管道與直管1的進氣口連接，直管1的另一端與灰分收集器5通過法蘭連接，在直管1的管體上自空壓機3一端至灰分收集器5一端依次連接有等離子發生器2，煤粉罐4和觀察孔6。其中，

本實用新型的等離子發生器2與直管1通過法蘭連接，并且等離子發生器2的火焰出口區設置在直管內；煤粉罐4通過閥門與直管1連接；灰分收集器5與直管1通過法蘭連接。該裝置的各連接方式可以采用螺紋螺栓連接，或采用焊接等方式連接。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于能夠滿足熱風既高溫又高速的要求，實現了煤粉的連續噴吹，并且該裝置結構簡單，工藝緊湊，操作方便，制備成本低。

附圖說明

圖1是本實用新型的示意性結構圖。

具體實施方式

以下結合附圖和示例性實施例詳細描述本實用新型模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置的設計原理和結構組成。

本實用新型的工作原理在于，由空壓機3產生的氣流經過等離子發生器2產生的高溫等離子火焰，被迅速加熱至1100℃。煤粉罐4的煤粉進入直管1與熱氣流混合并迅速燃燒，燃燒產生的粉塵由灰分收集器5收集。本實用新型還設置了觀察孔6可方便地觀察其燃燒火焰。

參照圖1，本實用新型的模擬煤粉在高爐直吹管燃燒過程的實驗裝置是由直管1，等離子發生器2，空壓機3，煤粉罐4，灰分收集器5組成。在具體實施時，將直管1的一端與空壓機3通過氣體管道與直管1的進氣口進行螺紋連接，將直管1的另一端與灰分收集器5通過法蘭連接，在直管1的管體上從空壓機3的一端至灰分收集器5的一端依次連接有等離子發生器2，等離子發生器2通過法蘭螺栓連接在直管1上，等離子發生器2的火焰出口區設置在直管內；其后的煤粉罐4通過其下部的閥門與直管1螺紋連接；在煤粉罐4之后的直管1上還連接有觀察孔6。本實用新型的各連接方式可以采用螺紋螺栓連接，或采用焊接等方式連接。

實施例1

參照圖1，本實施例將每種煤粉稱量500g，磨細至0.074mm，裝入煤粉罐4中備用。啟動空壓機3，等離子發生器2點火，使直管1內的溫度升至1100℃，然后將煤粉罐4的閥門打開，煤粉進入直管1后迅速燃燒。當煤粉罐4內無煤粉時，停止設備供電。燃燒所產生的灰分被灰分收集器5收集化驗，然后通過計算得出煤粉的燃燒率。

表1是通過本實用新型的裝置，對4組試樣進行模擬高爐煤粉直吹燃燒實驗后所得出的實驗數據。

表1