[發明專利]一種煉鐵原料高溫強度測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202111152256.0
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113916676A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 呂煒;儲滿生;鮑繼偉;柳政根;唐玨;馮聰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種煉鐵原料高溫強度測試裝置及方法，測試裝置包括加熱組件，用于將煉鐵原料加熱至一定溫度。氣體控制組件，與加熱組件連接，加熱組件通入煉鐵所需的還原性氣體和/或保護性氣體。抗壓強度檢測組件，部分設置在加熱組件內部，向煉鐵原料施加壓力以檢測煉鐵原料在一定溫度和氣氛下的抗壓強度。數據處理組件，分別與上述組件通信連接。本發明的測試裝置通過加熱組件模擬煉鐵工藝中真實的溫度環境，通過氣體控制組件模擬煉鐵工藝中真實的氣氛環境，然后通過抗壓強度測試組件在真實的煉鐵溫度和氣氛環境下測試煉鐵原料的抗壓強度，能夠真實客觀地反映煉鐵原料的高溫強度質量狀況，為煉鐵原料的高溫強度性能表征提供一種即時的檢測裝置。

技術領域

本發明屬于冶金過程中的原料性能測試技術領域，具體涉及一種煉鐵原料高溫強度測試裝置及方法。

背景技術

鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業，鋼鐵素有“工業糧食”之稱，是諸多工業等領域中的必選材料。作為國民經濟的基礎產業之一，鋼鐵在許多領域具有不可替代性，鋼鐵工業的發展水平也是衡量一個國家綜合國力的重要標志之一。針對鋼鐵制造過程中的煉鐵流程，無論是采用的高爐煉鐵工藝、還是直接還原與熔融還原工藝，其煉鐵原料必須使用一定規格的塊狀爐料，主要包括塊礦、燒結礦和球團礦等。由于上述煉鐵原料在升溫過程或高溫還原過程會有一系列的變化，例如揮發分析出、燒損、還原、碳化等，直接影響原料的高溫強度進而影響原料在還原設備內部的順行和生產指標。因此，煉鐵原料在高溫還原過程中需要保持一定的抗壓強度。此外，煉鐵原料在高溫下的抗壓強度對反應裝置中爐料的布料方式、爐料和氣流運動以及爐料的還原過程密切相關，進而影響到反應器的生產穩定性和技術經濟指標。

高溫抗壓強度能否滿足冶煉要求是所有煉鐵原料所面臨的重要問題。煉鐵爐料的抗壓強度還直接影響還原爐內的小塊和粉末數量，爐內的粉末少，料層透氣性好，有利于爐窯的順行，可以提高爐窯的產量，還可以減少工業粉塵，改善環境。另外，提高煉鐵爐料的高溫抗壓強度還能夠改善還原爐內部爐料的透氣性，對維持大型還原爐的長期穩定具有重要的作用。然而，目前針對煉鐵爐料的高溫強度測試及表征均為反應后冷態下測試的結果，比如將高溫反應后的鐵焦在惰性氣氛下冷卻后裝入I型轉鼓，進行轉鼓強度測試，作為鐵焦高溫反應后強度指標。然而，該指標僅僅是代表高溫反應后的強度指標，并不能在線實時反應高溫下反應后的強度指標。實際生產過程中爐料是一直在爐內高溫高還原性氣氛下存在的，將反應后的爐料高溫下的強度測試才能體現爐內的實際強度，該方法降溫至常溫后再檢測，與生產實際有所偏差。該方法與還原爐內內部氣氛、溫度、氣流沖刷、加料沖擊等實時情況有所出入。

基于上述現有煉鐵爐料高溫強度無法高溫在線測定的不足，對生產的指導作用不強的情況，亟需一種易于操作、能耗和成本低、效率高的煉鐵爐料高溫強度測試裝置及方法，以更準確的評價煉鐵爐料的性能。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術中存在的煉鐵爐料的高溫強度無法高溫在線測定，對生產的指導作用不強的問題，本發明提供一種煉鐵原料高溫強度測試裝置及方法。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種煉鐵原料高溫強度測試裝置，包括：

加熱組件，用于將煉鐵原料加熱至一定溫度；

氣體控制組件，與所述加熱組件連接，并向所述加熱組件內通入煉鐵原料在煉鐵過程中所需的還原性氣體和/或保護性氣體；

抗壓強度檢測組件，部分設置在所述加熱組件內部，能夠向所述煉鐵原料施加壓力以檢測所述加熱組件內的煉鐵原料在一定溫度和一定氣氛下的抗壓強度；

數據處理組件，分別與所述加熱組件、所述氣體控制組件以及所述抗壓強度檢測組件通信連接。

如上所述的測試裝置，優選地，所述加熱組件為加熱爐，所述加熱爐包括爐殼、爐管、發熱件、耐火件以及冷卻水組件；