專利名稱：一種研究解剖燒結過程的試驗裝置及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金燒結領域，特別涉及燒結試驗裝置。
背景技術：
在燒結試驗技術方面，通常用燒結杯試驗裝置，來檢測鐵礦燒結性能、摸索燒結工藝參數(shù)。試驗開始后將添加有細粒燃料的燒結料混勻和制粒后，加入燒結杯中的爐篦條上， 料面上端與燒結杯口平齊(如圖1所示)，然后將點火器移至燒結杯的上方進行點火，同時燒結杯底部開始抽風，在爐篦下造成一定負壓，空氣從上向下通過燒結料層被抽走，料層表面著火的燃燒帶隨著上部燃料燃燒完畢，而逐步向下部料層移動。當燃燒帶到達爐篦后，燒結過程就算終結。結束后對燒結礦進行檢測分析，得出燒結生產率、成品率、垂直燒結速度、 燃料單耗、燒結礦強度等指標。燒結點火后的混合料由上而下燒結，燒結過程自下而上形成四個帶——過濕帶、 干燥預熱帶、燃燒帶及固結冷卻帶。燒結料層四個帶的宏觀結構特征，如厚度、結構等對燒結工藝指標有著重大的影響?，F(xiàn)有的燒結杯試驗裝置只能在燒結結束后，得到固結冷卻帶的燒結礦，對其進行冶金性能及巖礦相的檢測分析。隨著燒結技術的不斷發(fā)展，科技人員對燒結過程四個帶形成的宏觀特征及微觀結構研究更加關注，需要對其進行深入的研究。在本行業(yè)內研究解剖燒結過程方面還是個空白。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可以研究燒結過程的四帶，較之以前單純對固結冷卻帶-即燒結礦進行巖礦相檢測，只能獲取燒結終點信息的技術來講，更具實用性和全面性的一種研究解剖燒結過程的試驗裝置。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的—種研究解剖燒結過程的試驗裝置，包括燒結杯體，其特征是圓柱型套筒內置于燒結杯體內的爐篦條上，該圓柱型套筒是兩個半圓柱型套筒組合成的，兩個半圓柱型套筒的對接棱上下部，分別設置兩個套筒緊固夾，通過螺栓與螺母將其連接成整體的圓柱型套筒，圓柱型套筒的高度為放置于燒結杯體內爐篦條上后，與燒結杯平齊，圓柱型套筒中間設置長方型隔板，所述每個半圓柱型套筒的底部均對稱的設置支耳，套筒爐篦條放置在支耳上，套筒爐篦條與燒結杯內的爐篦條同向。一種如上所述的一種研究解剖燒結過程的試驗裝置的使用方法如下，a)燒結杯安裝在抽風管道上，b)將用圓柱型套筒同心放置于燒結杯內，燒結杯與套筒間底部鋪一層石棉繩9 ；c)燒結杯與套筒間隙由烘熱的沙子填充，填充高度為距離套筒上口的距離18 22mm 處；d)在套筒內裝入燒結混合料，所用各種原料的粒度要求均在3mm以下，返礦粒度5mm以下，料層高度為距離套筒上口距離為沘 32mm處；e)在料層上鋪一層焦粉和木炭的混合物作點火燃料，然后用刨花點火，燒結抽風負壓為5KP ；f)經過6-7分鐘時停止燒結，將燒結杯從底座上抬下，放到另一個架子上，通入氮氣進行吹風冷卻從杯體上面或下面均可用乳膠管連接瓶裝氮氣通過一個密封罩吹入燒結料層，大約冷卻15分鐘，停氮氣自然冷卻。g)杯體冷卻至常溫后，在套筒隔板的一側灌入環(huán)氧樹脂，另一側保持原狀；對未灌環(huán)氧樹脂的一側從下至上分層取樣，供化學分析。灌環(huán)氧樹脂的一側形成半個完整的燒結餅，供解剖、顯微鏡觀察分析。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠捕捉燒結過程形成各個帶的宏觀情況及微觀檢測分析，并且可在燒結過程的同一帶內進行化學成分、礦物組成及顯微結構的對比分析。與現(xiàn)有只研究燒結終點成品礦的技術相比，對燒結過程的研究更具直觀性和全面性。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖2為本發(fā)明放置燒結料后燒結狀態(tài)示意圖3為本發(fā)明圓柱型套筒主視圖4為本發(fā)明圓柱型套筒俯視圖5是基準點燒結中斷剖面照片；
圖6是配加稀土燒結中斷剖面照片；
圖7顯示了從表層到燒結礦層形態(tài)的照片；
圖8顯示了從燒結礦層到燃燒層到干燥預熱層形態(tài)的照片
圖9顯示了過濕層形態(tài)的照片。
具體實施例方式實施例1 一種研究解剖燒結過程的試驗裝置，包括燒結杯體1，其特征是圓柱型套筒3內置于燒結杯體1內的爐篦條4上，該圓柱型套筒3是兩個半圓柱型套筒組合成的，兩個半圓柱型套筒的對接棱上下部，分別設置兩個套筒緊固夾11，通過螺栓與螺母將其連接成整體的圓柱型套筒3，圓柱型套筒3的高度為放置于燒結杯體內爐篦條4上后，與燒結杯平齊，圓柱型套筒中間設置長方型隔板8，所述每個半圓柱型套筒的底部均對稱的設置支耳10，套筒爐篦條5放置在支耳10上，套筒爐篦條5與燒結杯內的爐篦條4同向。燒結杯體1外側壁對稱設置兩個供人工抬杯體的轉柄2。本發(fā)明進行試驗時，參見圖2、圖3，為了能在燒結中斷后將燒結餅完整取出，本發(fā)明裝置套筒中間設置一長方型隔板8。套筒緊固夾11為中間帶有孔洞的正方型小鐵板，螺栓穿過孔洞與螺母將兩個半圓柱型套筒連接成整體套筒。試驗所用燒結杯內徑Φ 200mm，高度300mm ；圓柱型套筒內徑Φ 120mm。一種如上所述的研究解剖燒結過程的試驗裝置的使用方法如下，
a)燒結杯安裝在抽風管道上；b)將用圓柱型套筒同心放置于燒結杯內，燒結杯與套筒間底部鋪一層石棉繩；c)燒結杯與套筒間隙由烘熱的沙子7填充，填充高度為距離套筒高度20mm處；d)在套筒內裝入燒結混合料6，所用各種原料的粒度要求均在3mm以下，返礦粒度 5mm以下，料層高度為距離套筒高度30mm處；e)在料層上鋪一層焦粉和木炭的混合物作點火燃料，然后用刨花點火，燒結抽風負壓為5KP ；f)經過7分鐘時停止燒結，將燒結杯從底座上抬下；g)放到另一個架子上，通入氮氣進行吹風冷卻從杯體下面用乳膠管連接瓶裝氮氣通過一個密封罩吹入燒結料層，冷卻15分鐘， 停氮氣自然冷卻；g)杯體冷卻至常溫后，在套筒隔板的一側灌入環(huán)氧樹脂，另一側保持原狀；對未灌環(huán)氧樹脂的一側從下至上分層取樣，供化學分析。灌環(huán)氧樹脂的一側形成半個完整的燒結餅，供解剖、顯微鏡觀察分析。表1列出了試驗的過濕帶及固結冷卻帶的化學成分分析結果。表1 化學成分分析 ％
編號 TFe FeO CaO SiO2 MgOF P S K2O Na2O R REO
過濕帶 46.91 16.57 8.00 4.66 1.88 0.34 0.052 0.461 0. 141 0. 167 1.61 17.01 固結冷卻47.47 9. 07 7.67 4.98 1.86 0.24 0.064 0.255 0.152 0.187 1.47 16.83 t_______________圖5、圖6為灌環(huán)氧樹脂后的燒結餅解剖圖，其中圖5是基準點燒結中斷剖面照片， 圖6是配加稀土燒結中斷剖面照片，從圖5、圖6可以清晰看到自上而下可明顯分為三帶 燒結礦帶即固結冷卻帶、過渡帶(包括燃燒帶及干燥預熱帶)、過濕帶，都十分清楚。底部為過濕生料帶，中部磚灰色為干燥預熱及燃燒的綜合部分，上部成型的為燒結礦帶。圖7 圖9中斷燒結時，燒結礦的端面圖，從上到下呈現(xiàn)著礦物結構的規(guī)律性變化，頂部為碎小粒狀，再結晶程度很差，顯然是由于上層燒結溫度偏低，冷卻過快造成的。往下小粒狀結構消失，再結晶結構較發(fā)育。圖7顯示了從表層到燒結礦層的形態(tài)；圖8顯示了從燒結礦層到燃燒層到干燥預熱層的形態(tài)；圖9顯示了過濕層的形態(tài)；燃燒層以下為未燒結的精礦、熔劑和燃料顆粒。
權利要求
1.一種研究解剖燒結過程的試驗裝置，包括燒結杯體，其特征是圓柱型套筒內置于燒結杯體內的爐篦條上，該圓柱型套筒是兩個半圓柱型套筒組合成的，兩個半圓柱型套筒的對接棱上下部，分別設置兩個套筒緊固夾，通過螺栓與螺母將其連接成整體的圓柱型套筒，圓柱型套筒的高度為放置于燒結杯體內爐篦條上后，與燒結杯平齊，圓柱型套筒中間設置長方型隔板，所述每個半圓柱型套筒的底部均對稱的設置支耳，套筒爐篦條放置在支耳上，套筒爐篦條與燒結杯內的爐篦條同向。
2.根據(jù)權利要求2所述的一種研究解剖燒結過程的試驗裝置，其特征是圓柱型套筒與隔板的高度相等。
3.—種權利要求1所述的研究解剖燒結過程的試驗裝置的使用方法，其特征是a)燒結杯安裝在抽風管道上；b)將用圓柱型套筒同心放置于燒結杯內，燒結杯與套筒間底部鋪一層石棉繩；c)燒結杯與套筒間隙由烘熱的沙子填充，填充高度為距離套筒上口的距離18 22mm處；d)在套筒內裝入燒結混合料，所用各種原料的粒度要求均在3mm以下，返礦粒度5mm以下，料層高度為距離套筒上口距離為觀 32mm處；e)在料層上鋪一層焦粉和木炭的混合物作點火燃料，然后用刨花點火，燒結抽風負壓為IP ；f)經過6-7分鐘時停止燒結，將燒結杯從底座上抬下；g)放到另一個架子上，通入氮氣進行吹風冷卻從杯體上面或下面均可用乳膠管連接瓶裝氮氣通過一個密封罩吹入燒結料層，冷卻15 分鐘，停氮氣自然冷卻；g)杯體冷卻至常溫后，在套筒隔板的一側灌入環(huán)氧樹脂，另一側保持原狀；對未灌環(huán)氧樹脂的一側從下至上分層取樣，供化學分析，灌環(huán)氧樹脂的一側形成半個完整的燒結餅， 供解剖、顯微鏡觀察分析。
全文摘要
一種研究解剖燒結過程的試驗裝置，包括燒結杯體，其特征是圓柱型套筒內置于燒結杯體內的爐篦條上，圓柱型套筒由兩個半圓柱型套筒組合而成，圓柱型套筒的高度為放置于燒結杯體內爐篦條上后，與燒結杯口平齊，圓柱型套筒中間設置隔板，半圓柱型套筒的底部均對稱的設置支耳，套筒爐篦條放置在支耳上。使用方法是燒結杯安裝在抽風管道上，燒結杯與套筒間底部鋪一層石棉繩，間隙由烘熱的沙子填充，在套筒內裝入燒結混合料，點火，燒結抽風；燒結后，通入氮氣進行吹風冷卻，在套筒隔板的一側灌入環(huán)氧樹脂，另一側保持原狀；對未灌環(huán)氧樹脂的一側從下至上分層取樣，供化學分析。灌環(huán)氧樹脂的一側形成半個完整的燒結餅，供解剖、顯微鏡觀察分析。
文檔編號G01N25/02GK102435630SQ20111027164
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月15日 優(yōu)先權日2011年9月15日
發(fā)明者呂志義, 康文革, 杜國萍, 汪俊玲, 沈茂森, 趙彬, 韓淑霞, 馬燕生, 高志國 申請人:內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司