专利名称：铁矿石自动控制静态低温还原粉化试验装置及试验方法
技术领域：
本发明属于铁矿石的还原粉化技术领域，特别是提供了一种铁矿石自动控制静态 低温还原粉化试验装置及试验方法。
背景技术：
铁矿石是钢铁工业不可缺少的原料，高炉冶炼非常重视烧结矿、球团矿、块矿等 铁矿石的性能质量，尤其铁矿石的低温还原粉化性能对高炉冶炼影响很大。所以入高 炉前必须对铁矿石进行低温还原粉化试验，分析该铁矿石对高炉冶炼的影响情况。随 着国内外铁矿石资源的不断变化使各个钢铁企业的高炉原料也不断波动，所以对铁矿 石的低温还原粉化试验任务量日益增多，而且为了确保高炉的稳定顺行，随时要对原 料进行分析试验。另外铁矿石低温还原粉化试验的试验时间比较长，包括升温、恒温、 还原和冷却等过程要需要6个小时以上， 一个试样的试验基本占用一个工作日的时间， 而且每个试样要进行多个平行试验，所以，试样多时，不能按时出试验结果，影响高 炉操作的判断。因此，发明一种能同时进行多个试样或一种试样的多个平行试验的铁 矿石低温还原粉化试验的试验方法及试验装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铁矿石自动控制静态低温还原粉化试验装置及试验方 法，实现了同时能进行多种铁矿石试样或一种铁矿石试样的多个平行试验的高效自动 控制静态低温还原粉化试验。试验过程中的还原气体成分、流量和温度设为自动控制。 本试验方法和试验装置不仅效率高，且试验过程控制准确，为冶金高炉操作者提供及 时可靠的试验数据和操作依据。
本发明专利解决其技术问题所采用的技术方案是设计一个一体多区还原管，在 还原管内同时放多个试样，且保证试验过程每个试样区的温度传热和还原气体流要均
匀一致。还原粉化试验用CO、 C02和N2三种气体的混合气体用自动配气装置准确配 气，然后在气体混合罐内混合好后，通过流量控制器均匀分成几路，分别通入一体多 区还原管的每个扇形区， 一体多区还原管用试验炉加热，试验炉的温度用温控装置控 制。试验时还原管的每个区域内装相同重量的试样，然后把一体多区还原管放入试验 炉内进行还原粉化试验。
本发明的装置由一体多区还原管、自动配气装置、试验炉和温控装置等部分组成。 一体多区还原管包括多个扇形区(一般为3 10个扇形区)、绝热板、进气管、热电 偶、出气管、扇形多孔板、扇形阻尼板、盖。做一个双层管，在双层管的外壁和内壁 之间等距离插入多个绝热板，使双层管均匀分成多个隔离的扇形区，每个扇形区内放 一个扇形多孔板，并在每个扇形区内放一个热电偶，用于测每个区域的温度。为了使进入扇形区的气体到达铁矿石试样时能均匀分布，在扇形多孔板和进气管前端出气口 之间放一层扇形阻尼板，还原管用盖进行密封。 一体多区还原管通过进气管与自动配 气装置连接。试验时，还原气体C0、 C02、 N2用自动配气装置准确配气，然后在混合 罐内混合好后通过流量控制器均匀分成几路，输入到一体多区还原管的每个扇形区内。 装有铁矿石试样的一体多区还原管放入带有温控装置的试验炉内进行试验。
一体多区还原管内可以做多个相同大小的扇形区，给每个扇形区分配一个进气管， 并把所有进气管放置在一体多区还原管的正中间，每个扇形区上端侧面设一个出气管。 一体多区还原管的进气管前端做成弯曲形出气口，使其冲向多孔板，为了进入扇 形区的气体到达多孔板上的试样时能均匀分布，在出气口和扇形多孔板之间放一层扇 形阻尼板，由于开始时气体流的中间速度扇形阻尼板上开边缘密集，中间稍稀疏的微 小孔。
试验用气体流量用自动配气装置控制，自动配气装置将把CO、 C02、 N2三种气体 按准确比例配气，并输入气体混合罐内，混合好的气体用流量控制器均匀分流给一体 多区还原管的每个扇形区。混合气体分流路数量与一体多区还原管的扇形区数量和进 气管数量(如3)相等。
本发明专利的有益效果是能同时进行多个铁矿石试样的还原粉化试验或一个试 样的多个平行还原粉化试验，试验效率高，且使用自动配气和流量控制器，有利于试 验过程数据的准确控制，为高炉炼铁操作者提供及时可靠的检测数据，用于高炉操作 的判断和分析。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明专利作进一步说明。
图1为本发明的试验装置的整体结构示意图。其中， 一体多区还原管l、出气管 2、双层管外壁3、双层管内壁4、热电偶5、扇形区6、铁矿石试样7、扇形多孔板8、 试验炉9、扇形阻尼板IO、进气管前端出口 11、温控装置12、 C0气13、 C0214、 N2 气15、自动配气装置16、气体混合罐17、流量控制器18、混合气体分流路19、盖20、 进气管21、绝热板22、微小孔23。
图2为本发明的一体多区还原管示意图。
图3为本发明的一体多区还原管横截面示意图。
图4为本发明的扇形多孔板示意图。
图5为本发明的扇形阻尼板示意图。
具体实施例方式
如图1所示，为了同时进行多种铁矿石试样的静态低温还原粉化试验或一种试样 的多个平行试验，设计一个同吋能装多个试样，又互相不干扰的一体多区还原管1和 需要的辅助设备。铁矿石低温还原粉化试验是用一定比例的CO、 C02和N2三种气体的 混合气体，所以为了准确配气和精确控制气体流量，使用自动配气装置16和流量控制 器18。三种气体13、 14、 15准确配气后进入气体混合罐1)内，混合后的气体通过流量控制器18均匀分成几路19，并通过进气管21分别通入一体多区还原管1的每个扇 形区6。试验时装铁矿石试样7的一体多区还原管1放入带有温控装置12的试验炉9 内进行还原粉化试验。
如图2和图3所示， 一体多区还原管1的结构是，做一个双层管，在双层管的外 壁3和双层管内壁4之间等距离插入多个绝热板22，使双层管均匀分成多个隔离的扇 形区6，每个扇形6区内放一个扇形多孔板8，扇形多孔板13上放铁矿石试样12。扇 形区6的温度用热电偶5测定。每个扇形区6分配一个进气管21，并把进气管21放置 在一体多区还原管1的正中间，在每个扇形区6上端侧面设一个出气管2。进气管21 的前端做成弯曲形，使进气管21的前端出气口 11冲向多孔板8。为了进入扇形区6 的气体到达多孔板8和试样7时能均匀分布，在进气管前端出口 11和扇形多孔板8之 间放一层扇形阻尼板10。 一体多区还原管1用盖20进行密封。
如图4所示，在扇形多孔板8上开均匀分布的微小孔23，试验时还原气体通过多 孔板8进入试样7，使其还原。
如图5所示，在扇形阻尼板10上开边缘密集，中间稍稀疏的微小孔23。
权利要求
1、一种铁矿石自动控制静态低温还原粉化试验装置，包括一体多区还原管、自动配气装置、试验炉和温控装置，其特征在于一体多区还原管(1)包括双层管外壁(3)、双层管内壁(4)、绝热板(22)、进气管(21)、热电偶(5)、出气管(2)、扇形多孔板(8)、扇形阻尼板(10)和盖(20)，在双层管外壁(3)和双层管内壁(4)之间等距离插入多个绝热板(22)，使双层管均匀分成多个互相隔离的扇形区(6)，每个扇形区(6)内放一个扇形多孔板(8)，在扇形多孔板(8)和进气管前端出口(11)之间放一层扇形阻尼板(10)，一体多区还原管(1)用盖(20)进行密封；一体多区还原管(1)通过进气管(21)与自动配气装置(12)连接，一体多区还原管(1)放入带有温控装置(12)的试验炉(9)内进行试验。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于 一体多区还原管(1)内可以做 多个扇形区(6)，每个扇形区(6)分配一个进气管(21)，所有进气管(21)布置 在一体多区还原管(1)的正中间，每个扇形区(6)上端侧面设一个出气管(2)。
3、 根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于在一体多区还原管(1)的 每个扇形多孔板(8)上面放铁矿石试样(7)，并在每个扇形区(6)内放一个热电 偶(5)。
4、 根据权利要求l所述的试验装置，其特征在于进气管前端出口 (11)为弯 曲形，在扇形多孔板(8)和进气管前端出口 (11)之间放一层扇形阻尼板(10)， 在扇形阻尼板(10)上开边缘密集，中间稍稀疏的微小孔(23)。
5、 根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于混合气体分流路(19)数量 与一体多区还原管(1)的扇形区(6)数量和进气管(21)数量相等。
6、 一种采用权利要求1所述的试验装置进行铁矿石自动控制静态低温还原粉化 试验的方法，其特征在于设计一个一体多区还原管，在还原管内同时放多个试样， 且保证试验过程每个试样区的温度传热和还原气体流要均匀一致；还原粉化试验用 C0、 C02和N2三种气体的混合气体用自动配气装置准确配气，然后在气体混合罐内混 合好后，通过流量控制器均匀分成几路，分别通入一体多区还原管的每个扇形区，一 体多区还原管用试验炉加热，试验炉的温度用温控装置控制；试验时还原管的每个区域内装相同重量的试样，然后把一体多区还原管放入试验炉内进行还原粉化试验。
全文摘要
一种铁矿石自动控制静态低温还原粉化试验装置及试验方法，属于铁矿石的还原粉化技术领域。设计一个一体多区还原管，在还原管内同时放多个试样，且保证试验过程每个试样区的温度传热和还原气体流要均匀一致。还原粉化试验用CO、CO<sub>2</sub>和N<sub>2</sub>三种气体的混合气体用自动配气装置准确配气，然后在气体混合罐内混合好后，通过流量控制器均匀分成几路，分别通入一体多区还原管的每个扇形区，一体多区还原管用试验炉加热，试验炉的温度用温控装置控制，把一体多区还原管放入试验炉内进行还原粉化试验。优点在于，不仅试验效率高，且自动配气和自动控温装置有利于试验过程的准确控制，为冶金高炉炼铁操作者提供及时可靠的试验数据。
文档编号G01N31/00GK101299035SQ200810114800
公开日2008年11月5日 申请日期2008年6月12日 优先权日2008年6月12日
发明者朱俊红, 王凤秦, 邱冬英, 郭和宝, 陈秀昆, 青格勒, 马泽军 申请人:首钢总公司