本發(fā)明涉及燒結(jié)礦實驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

燒結(jié)礦是高爐煉鐵的一種主要原料，主要是由各種粉狀的鐵原料、燃料和溶劑等經(jīng)過充分混合后，被均勻布置在燒結(jié)機上，點火爐將料層的上表面點燃，在抽風負壓作用下，沿著燒結(jié)原料層逐漸向下燃燒直到料層底部。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，高爐對入爐原料質(zhì)量要求越來越高，不僅要求含鐵品位高、機械強度好、入爐粉末少、化學成分穩(wěn)定，粒度均勻、有害雜質(zhì)少，而且，還要具有良好的熱態(tài)冶金性能，要使燒結(jié)礦在爐頂裝料、爐身預熱及爐腰還原等過程中不因強度下降而影響高爐爐況順利進行。因此有必要對燒結(jié)礦的冶金性能指標進行深入研究，為高爐提供優(yōu)質(zhì)爐料。實驗室進行小型燒結(jié)實驗時，需要先按比例配比將各原料夯實成型然后才能進行燒結(jié)實驗，但是目前還沒有一種針對實驗室用的燒結(jié)燃料成型裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型系統(tǒng)及方法。

技術(shù)方案如下：一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于：包括豎向設(shè)置在支撐臺上的成型套筒，所述成型套筒內(nèi)活動嵌套有成型墊塊，所述成型套筒的筒口上方設(shè)有捶打裝置，該捶打裝置上設(shè)有計數(shù)器，所述計數(shù)器與cpu的計數(shù)輸入端連接，所述支撐臺上設(shè)有夯實振動電機，所述夯實振動電機上設(shè)有電機轉(zhuǎn)速傳感器，該電機轉(zhuǎn)速傳感器與cpu的轉(zhuǎn)速輸入端連接，所述cpu的夯實電機控制輸出端連接有所述夯實振動電機；

所述支撐臺上還設(shè)有礦餅鏟切裝置，所述成型套筒連接有套筒頂升裝置，所述套筒頂升裝置上設(shè)有位移傳感器，該位移傳感器與cpu的位移輸入端連接，所述礦餅鏟切裝置上設(shè)有壓力傳感器，該壓力傳感器與cpu的壓力輸入端連接，所述cpu控制所述捶打裝置捶打成型墊塊，捶打結(jié)束后，所述套筒頂升裝置將成型套筒頂起并露出所述成型墊塊后，所述礦餅鏟切裝置沿成型墊塊的頂面鏟切成型后的礦餅。

采用上述技術(shù)方案將燒結(jié)礦的各種原料混勻后倒入成型套筒內(nèi)，然后利用捶打裝置驅(qū)動快速下降捶打成型墊塊，從而使燒結(jié)礦原料在成型墊塊上被夯實捶打成型，捶打過程中夯實震動電機不斷震動對燒結(jié)原料進行震動夯實，防止燒結(jié)礦餅內(nèi)部出現(xiàn)空心，捶打結(jié)束后再將成型套筒頂起，鏟切裝置沿成型墊塊的上表面推進將成型后的礦餅從成型墊塊上切下，方便拿取進行下一步試驗。

作為優(yōu)選：上述捶打裝置包括豎向設(shè)置的直線滑軌，該直線滑軌上設(shè)有捶打滑塊，所述捶打滑塊上設(shè)有夯實錘，所述捶打滑塊連接有捶打氣缸，所述捶打氣缸的伸縮桿上設(shè)有所述計數(shù)器，所述捶打氣缸與cpu的氣缸控制輸出端連接。采用該設(shè)計通過捶打氣缸驅(qū)動捶打滑塊快速升降從而使夯實錘不斷捶打成型墊塊，同時計數(shù)器對捶打次數(shù)進行計數(shù)。

上述套筒頂升裝置包括套筒頂升液壓缸，所述套筒頂升液壓缸的缸筒固定安裝在所述支撐臺下方，所述套筒頂升液壓缸的活塞桿向上穿過所述支撐臺后與所述成型套筒連接，所述套筒頂升液壓缸的活塞桿上設(shè)有所述位移傳感器，所述套筒頂升液壓缸與所述cpu的頂升控制輸出端連接；

所述礦餅鏟切裝置包括相互配合的鏟切滑軌和鏟切滑塊，所述鏟切滑軌水平固定安裝在所述支撐臺上，所述鏟切滑塊上水平固定安裝有鏟切刀，該鏟切刀的刀口與所述成型墊塊的頂面相切，所述鏟切刀的刀口上設(shè)有所述壓力傳感器，所述鏟切滑塊連接有鏟切液壓缸，該鏟切液壓缸與所述cpu的鏟切控制輸出端連接。采用該方案套筒頂升液壓缸的缸筒安裝在支撐臺下方，不占空間，通過推升液壓缸的活塞桿，使成型套筒逐漸被頂起漏露出成型后的礦餅后，鏟切液壓缸推動鏟切刀，實現(xiàn)的機械鏟切，與人工鏟切相比更省力，且切面更平整。

上述支撐臺的上表面設(shè)有墊塊卡槽，所述成型墊塊的下部插設(shè)在所述墊塊卡槽內(nèi)，所述鏟切滑軌嵌設(shè)在所述支撐臺上，且該鏟切滑軌的上表面與所述支撐臺的上表面平齊，所述鏟切滑軌的內(nèi)端部抵接在所述成型墊塊外壁上。采用此方案墊塊卡槽的槽壁在鏟切成型后的礦餅時起到限位作用，防止成型墊塊側(cè)向滑動影響鏟切，且推動鏟切刀時，成型墊塊對鏟切滑塊起到限位作用，避免過度鏟切；鏟切滑軌嵌設(shè)在支撐臺上，在捶打過程中成型套筒底部與支撐臺上表面貼合平整，不影響捶打、夯實。

上述直線滑軌的頂部設(shè)有滑塊限位塊。采用此設(shè)計防止捶打滑塊滑出直線滑軌。

上述直線滑軌經(jīng)支撐架固定安裝在所述支撐臺上，所述捶打氣缸的缸筒固定安裝在所述支撐臺上，所述捶打氣缸的活塞桿向上伸出與所述捶打滑塊固定連接。采用此設(shè)計整個裝置結(jié)構(gòu)更緊湊，套筒升降液壓缸驅(qū)動夯實錘的過程中傳動效果更好。

上述夯實震動電機固定安裝在所述支撐臺的下表面，且所述夯實震動電機位于所述成型墊塊正下方。采用此設(shè)計震動電機安裝不占空間，震動電機位于成型墊塊正下方，震動效果更好。

上述成型套筒的上端筒口處呈喇叭狀。采用此方案成型套筒的筒口處較寬，具有導向作用，夯實錘升降過程更平順。

一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型方法，其關(guān)鍵在于按以下步驟進行：

第一步，cpu初始化，通過計數(shù)器設(shè)定最大捶打次數(shù)，通過計時器設(shè)定夯實振動電機的震動時間為x秒，并設(shè)定捶打震動循環(huán)次數(shù)最大值，計數(shù)器開始計數(shù)，設(shè)定此時循環(huán)次數(shù)為0，進入第二步；

第二步，cpu控制夯實錘開始捶打成型墊塊，當捶打次數(shù)等于設(shè)定的最大捶打次數(shù)時，捶打停止，進入第三步；

第三步，cpu控制夯實振動電機開始震動，同時所述計時器從0開始計時，當計時器所記錄的時間等于x秒時，停止震動，進入第四步；

第四步：循環(huán)次數(shù)增加1，并判斷此時循環(huán)次數(shù)是否等于設(shè)定的循環(huán)次數(shù)最大值，若是進入第五步，否則返回第二步；

第五步，cpu控制套筒頂升液壓缸向上頂起成型套筒h厘米；

第六步，cpu控制鏟切液壓缸推動鏟切刀沿所述成型墊塊的頂面鏟切成型后的礦餅，當鏟切刀的鏟切壓力小于等于f牛時停止鏟切，操作結(jié)束。

采用上述技術(shù)方案整個燒結(jié)礦的捶打成型和拿取都實現(xiàn)了自動化控制，根據(jù)不同得燒結(jié)實驗可以設(shè)置不同的震動時間、捶打次數(shù)等，捶打和震動交替進行，確保每一種類型的燒結(jié)礦原料成型效果都能滿足實驗需求。

作為優(yōu)選：上述x為5-10，所述捶打震動循環(huán)次數(shù)最大值為50-80，所述h大于所述成型墊塊的高度，所述f為2-4。采用此設(shè)計成型時間較短，且能滿足大部分類型燒結(jié)礦的捶打成型。

有益效果：采用本發(fā)明的有益效果是將燒結(jié)礦的各種原料混勻后倒入成型套筒內(nèi)，然后利用捶打裝置驅(qū)動夯實錘快速下降捶打成型墊塊，從而使燒結(jié)礦原料在成型墊塊上被夯實捶打成型，捶打間隙夯實震動電機不斷震動使燒結(jié)礦原料不斷被震動夯實防止出現(xiàn)空心，燒結(jié)礦成型后再通過套筒頂升裝置驅(qū)動成型套筒上升露出成型后的礦餅，接著鏟切液壓缸推動鏟切刀沿成型墊塊的上表面將成型后的礦餅切下，方便拿取并進行下一步的燒結(jié)實驗。

附圖說明

圖1為實施例1捶打狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實施例1鏟切狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實施例2的邏輯控制圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1，如圖1和圖2所示，一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型系統(tǒng)，包括豎向設(shè)置在支撐臺1上的成型套筒2，所述成型套筒2內(nèi)活動嵌套有成型墊塊4，所述成型套筒2的筒口上方設(shè)有捶打裝置，該捶打裝置上設(shè)有計數(shù)器，所述計數(shù)器與cpu的計數(shù)輸入端連接，所述支撐臺1上設(shè)有夯實振動電機12，所述夯實振動電機12上設(shè)有電機轉(zhuǎn)速傳感器，該電機轉(zhuǎn)速傳感器與cpu的轉(zhuǎn)速輸入端連接，所述cpu的夯實電機控制輸出端連接有所述夯實振動電機12；

所述支撐臺1上還設(shè)有礦餅鏟切裝置，所述成型套筒2連接有套筒頂升裝置，所述套筒頂升裝置上設(shè)有位移傳感器，該位移傳感器與cpu的位移輸入端連接，所述礦餅鏟切裝置上設(shè)有壓力傳感器，該壓力傳感器與cpu的壓力輸入端連接，所述cpu控制所述捶打裝置捶打成型墊塊4，捶打結(jié)束后，所述套筒頂升裝置將成型套筒2頂起并露出所述成型墊塊4后，所述礦餅鏟切裝置沿成型墊塊4的頂面鏟切成型后的礦餅。

所述捶打裝置包括豎向設(shè)置的直線滑軌6，該直線滑軌6上設(shè)有捶打滑塊7，所述直線滑軌6的頂部設(shè)有滑塊限位塊9，所述捶打滑塊7上設(shè)有夯實錘5，具體地所述夯實錘5的上部經(jīng)延伸柄固定安裝在所述捶打滑塊7上，所述夯實錘5的下部位于所述成型套筒2的筒口正上方，所述捶打滑塊7連接有捶打氣缸8，該捶打氣缸8的缸筒固定，所述捶打氣缸8的伸縮桿上設(shè)有所述計數(shù)器，所述捶打氣缸8與cpu的氣缸控制輸出端連接。

所述套筒頂升裝置包括套筒頂升液壓缸11，所述套筒頂升液壓缸11的缸筒固定安裝在所述支撐臺1下方，所述升降液壓缸11的活塞桿上設(shè)有頂升平衡板，該頂升平衡板上豎向正對設(shè)置有兩根頂升桿，兩根所述頂升桿的上端向上穿過所述支撐臺1后與所述成型套筒2固定連接，所述套筒頂升液壓缸11的活塞桿上設(shè)有所述位移傳感器，所述套筒頂升液壓缸11與所述cpu的頂升控制輸出端連接，所述礦餅鏟切裝置包括相互配合的鏟切滑軌14和鏟切滑塊15，所述鏟切滑軌14水平固定安裝在所述支撐臺1上，所述鏟切滑塊15上設(shè)有支撐塊，該支撐塊上水平固定安裝有鏟切刀3，該鏟切刀3位于所述成型套筒2的外側(cè)，所述鏟切刀3的刀口與所述成型墊塊4的頂面相切，所述鏟切刀3的刀口上設(shè)有所述壓力傳感器，所述鏟切滑塊15連接有鏟切液壓缸13，該鏟切液壓缸13與所述cpu的鏟切控制輸出端連接。

所述支撐臺1的上表面設(shè)有墊塊卡槽，所述成型墊塊4的下部插設(shè)在所述墊塊卡槽內(nèi)，所述鏟切滑軌14嵌設(shè)在所述支撐臺1上，且該鏟切滑軌14的上表面與所述支撐臺1的上表面平齊，所述鏟切滑軌14的內(nèi)端部抵接在所述成型墊塊4外壁上。

從圖中還可以看出，所述直線滑軌6經(jīng)支撐架10固定安裝在所述支撐臺1上，所述捶打氣缸8的缸筒固定安裝在所述支撐臺1上，所述捶打氣缸8的活塞桿向上伸出與所述捶打滑塊7固定連接，所述夯實震動電機12固定安裝在所述支撐臺1的下表面，且所述夯實震動電機12位于所述成型墊塊4正下方，所述成型套筒2的上端筒口處呈喇叭狀，所述夯實錘5、成型套筒1、成型墊塊4的材質(zhì)均為不銹鋼。

實施例2，如圖3所示，一種微型燒結(jié)實驗試樣快速成型方法，按以下步驟進行：

第一步，cpu初始化，通過計數(shù)器設(shè)定最大捶打次數(shù)，該最大捶打次數(shù)為大于等于3且小于等于7的任意整數(shù)，通過計時器設(shè)定夯實振動電機12的震動時間為x秒，其中x為5-10中的任意數(shù)值，并設(shè)定捶打震動循環(huán)次數(shù)最大值，該捶打震動循環(huán)次數(shù)最大值為50-80中的任一整數(shù)，計數(shù)器開始計數(shù)，設(shè)定此時循環(huán)次數(shù)為0，進入第二步；

第二步，cpu控制夯實錘5開始捶打成型墊塊4，當捶打次數(shù)等于設(shè)定的最大捶打次數(shù)時，捶打停止，進入第三步；

第三步，cpu控制夯實振動電機12開始震動，同時所述計時器從0開始計時，當計時器所記錄的時間等于x秒時，停止震動，進入第四步；

第四步：循環(huán)次數(shù)增加1，并判斷此時循環(huán)次數(shù)是否等于設(shè)定的循環(huán)次數(shù)最大值，若是進入第五步，否則返回第二步；

第五步，cpu控制套筒頂升液壓缸11向上頂起成型套筒h厘米，其中h大于所述成型墊塊4的高度，以確保成型后的礦餅完全露出，方便鏟切；

第六步，cpu控制鏟切液壓缸13推動鏟切刀3沿所述成型墊塊4的頂面鏟切成型后的礦餅，當鏟切刀3的鏟切壓力小于等于f牛時停止鏟切，操作結(jié)束，其中所述f為2-4牛。

最后需要說明的是，上述描述僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。