一种高炉冷布料模型实验系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高炉冷布料模型实验系统及其操作方法，属于冶金试验研究技术领域。
【背景技术】
[0002]高炉无钟并罐布料系统在国内外大型高炉上普遍使用。对于无钟并罐系统，径向料层结构分布，和圆周方向偏析信息对于操作人员进行高炉操作调剂具有重要意义。但是在正常的高炉生产状态下，高炉处于密封状态，操作人员无法直接获得料层在高炉炉喉径向的分布，以及在圆周方向上的偏析信息。在只能通过十字测温枪，炉顶红外成像，探尺等间接信息来进行高炉径向和圆周方向的调剂。而利用服役状态的高炉或等比例的高炉模型进行布料规律的探索，不但耗费大量人力物力财力，且对高炉的正常生产造成极大影响。
[0003]本发明运用相似理论将实际的高炉布料系统及相关附属系统按照一定比例缩小，搭建高炉冷布料模型实验系统。该套实验系统可以冷态模拟生产现场的布料操作，可得到料流轨迹、料面形状、粒度分布和气流分布的规律，并用来指导实际高炉的布料操作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种高炉冷布料模型实验系统及其操作方法，既符合相似理论的要求，又节省人力物力财力，且实验过程不影响实际高炉的生产，布料实验结果可视化、直观化，该套实验系统及其操作方法可以模拟高炉无钟并罐布料系统在料流轨迹、料面形状、粒度分布和气流分布方面能够满足高炉操作人员的要求，解决【背景技术】中存在的问题。
[0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:
[0006]—种高炉冷布料模型实验系统，包含原料储存系统、破碎系统、干燥系统、磁选系统、筛分系统、并列料罐、微型布料器、实验炉体、参考炉体、抽料系统、送风系统和除尘系统。实验物料依次经过各道处理工序，进行布料实验，布料实验结束，进行各项观察和测量，之后回收物料，利用磁选系统和筛分系统进行实验物料的二次处理，然后循环使用。
[0007]所述的原料储存系统，其功能是储存物料，共包含5个储罐及对应平台，其中4个储存原料，另一个储存废料。该储存系统作为整个实验系统物料输入和废料输出的室内中转站。
[0008]所述的破碎系统，其功能是对实验原料进行破碎，达到所需的粒度级别。破碎机主轴上安装有摆锤，随着主轴的旋转，摆锤将物料击碎。根据实验所需物料粒度的要求，可以增加摆锤或者减少摆锤，从而改变出料粒度。
[0009]所述的干燥系统，其功能是将原料进行干燥，脱去实验原料在运输和储存过程中吸收的水分，避免水分对实验物料的物理属性产生影响。
[0010]所述的磁选系统，主要是通过物料的磁性进行物料的分离，无论是实验前的原料处理，还是实验后的混合料处理，都可以通过磁选入口一次装入，在三个出口分别得到强磁性、中磁性和无磁性的物料。
[0011]所述的筛分系统，其功能是对实验物料进行筛分，分离出不同粒级，满足布料实验的粒度配比要求。
[0012]所述的并列料罐，其功能是模拟实际高炉的并列料罐，在料罐装料的过程，手动插板阀关闭，在料罐排料时，手动插板阀和料流调节阀保持打开。料流调节阀为球形阀，有自动和手动两种打开模式。
[0013]所述的微型布料器，其功能是同时控制旋转溜槽的旋转和倾动，实现所期望的布料方式，中心喉管的中轴线和并列料罐的中轴线以及实验炉体的中轴线重合。中心喉管末端的中心即为旋转溜槽的旋转中心。旋转电机和倾动电机可以根据实验需要驱动溜槽进行单环布料，多环布料，定点布料和螺旋布料四种模式。
[0014]所述的实验炉体，其功能是作为布料实验的主要炉体，布料结束后的观察与测量均以实验炉体为主。透过纵截面的全透明钢化玻璃，可以获知炉内相关信息。实验炉体下部可以排料。
[0015]所述的参考炉体，其功能是承接实验炉体以外的物料，其下部可以排料。正常布料过程中，参考炉体与实验炉体紧密贴合在一起，布料实验结束可以挪开参考炉体。
[0016]所述的抽料系统，其功能是将整个实验结束后的混合物料从实验炉体和参考炉体上部抽出，然后收集起来做后续处理，以重复使用物料。同时减少从实验炉体和参考炉体下部的排料量。
[0017]所述的送风系统，其功能是模拟实际高炉的鼓风系统，气源为压缩空气，气源接外部管网，容器足够大，在送风过程中气压保持稳定，且皆为常温。
[0018]所述的除尘系统，其功能是除去物料在各道处理工序中的粉尘。该系统配置有移动除尘车，在每道工序对应的设备附近均有除尘罩和除尘管道，移动除尘车的入口和除尘管道的出口相连，实现除尘。在本发明里，仅以破碎系统的除尘配置说明，见附图3。
[0019]一种高炉布料模型实验系统的操作方法，该方法包括以下步骤:
[0020]A.从烧结厂和焦化厂取回的成品烧结矿和成品焦炭，放入原料储存系统中，其中共包含5个大型储罐及对应平台，其中2个储存烧结矿，2个储存焦炭，另外I个储存各个工序环节中广生的累积废料；
[0021]B.实验时，将小型储罐放于平板车上，并推至原料储存系统平台下部，使小型储罐与大型储罐同轴，打开储罐下部的阀门放料于小型储罐中，放料结束，关闭阀门，推出平板车，用行车运输小型储罐至破碎系统；
[0022]C.小型储罐运输于破碎系统的破碎机入口处，在破碎机出料处放置平板车与相应小型储罐，开启破碎机，待破碎机运行稳定之后，打开上部的小型储罐底部阀门适当开度，稳定落料于破碎机内，如果后续工序需要物料粒度较小，可在开启电机前增加摆锤，反之则减少摆锤，破碎结束，将平板车推出，用行车运输小型储罐至干燥系统；
[0023]D.开启小型储罐的底部阀门，将破碎后的物料置于干燥托盘上，将托盘置于干燥箱内，加热保温一段时间，待水分达到相应要求后取出，装入小型储罐；
[0024]E.用行车将干燥后的物料运输至磁选系统，在磁选机三个出料处分别同时放置平板车与相应小型储罐，开启磁选机，待磁选机皮带稳定运行后，打开小型料罐底部阀门放料，强磁性、弱磁性和无磁性的物料分别落入三个小型储罐中，实现了实验原料的磁性分选，产生的废料放入原料储存系统废料储罐中；
[0025]F.磁选后的焦炭和烧结矿依次用行车运输至筛分系统，在振动筛分机的五个个出料处分别同时小型容器，开启振动筛分机，待筛分机稳定运行后，打开小型料罐底部阀门放料，五个粒级的物料分别落入五个小型容器中，实现了实验原料的粒度筛分；
[0026]G.待焦炭和烧结矿分出粒级之后，按照布料实验的要求和粒度配比，分别计算所需焦炭、烧结矿各个粒级所需物料质量，然后分别称重配比，并称量球团矿，依次混匀焦炭形成焦批，混匀烧结矿和球团矿形成矿批；
[0027]H.在正常布料之前，需对参考炉体和实验炉体充填底焦，确保实验炉体和参考炉体紧密贴合在一起，然后用行车运输底焦至高炉布料模型二层平台，往炉内装入底焦，待底焦达到设定料线之后，用行车分别运输焦批和矿批至二层平台，开启送风系统，分批次分别将焦批和矿批装入料罐，然后经过微型布料系统，将实验物料布入实验炉体和参考炉体；
[0028]1.布料实验结束，挪开参考炉体，可以观察和测量实验炉体炉内的情况，包括料面分布情况，粒度分布情况以及气流分布情况；
[0029]J.待所有观察和测量结束以后，启动一层平台上的抽料系统，用真空吸料机从实验炉体和参考炉体的炉喉部位吸出物料，收集并排出至小型储罐，抽出的实验后物料为焦批和矿批的混合物料，再重复E?I步骤，其中在步骤E中，实验后的混合料经磁选机处理，可一次性分离出烧结矿、球团矿和焦炭；
[0030]K.在整个实验过程中，都涉及到物料的运输与处理，在各个部分的设备附近都设置有除尘罩、除尘管道及管道接口，将移动除尘车与设备除尘管道相连，以达到除尘效果。
[0031]同现有技术相比，本发明的有益效果至少在于:
[0032](I)整套实验系统占地面积小，设备布置紧凑，系统性强，实验流程连贯紧密；(2)对实验原料的适应性好，可利用烧结厂和焦化厂的成品料进行处理，也可利用落地小焦和落地小烧进行处理，然后进行实验；(3)实验物料源于实际生产所用物料，其物理属性相同，避免实验结果失真；(4)实验物料在实验结束后可重复使用，节省实验物料；(5)实验周期短，实验工作量小，实验结果可反应实际布料情况(6)可以积累大量实验数据，获得高炉布料规律，为实际高炉布料操作提供指导。
【附图说明】
[0033]附图1为本发明的实验系统设备配置及实验流程图；
[0034]其中:原料储存系统1、破碎系统2、干燥系统3、磁选系统4、筛分系统5、并列料罐6、微型布料器7、实验炉体8、参考炉体9、抽料系统10、送风系统11和除尘系统。
[0035]附图2为本发明中包含的物料储罐图；
[0036]其中:2-1行车挂钩、2-2储罐本体、2-3储罐支座、2-4储罐底部阀门附图3为本发明中包含的除尘系统构造图(以破碎机为例)；
[0037]其中:3-1除尘罩、3-2除尘管道、3-3除尘车管道接口、3_4除尘车。
【具体实施方式】
[0038]以下结合优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0039]—种高炉冷布料模型实验系统，包含原料储存、破碎系统、干燥系统、磁选系统、筛分系统、并列料罐、微型布料器、实验炉体、参考炉体、抽料系统、送风系统和除尘系统，所述的除尘系统由移动除尘车和前述每个部分对应的除尘罩、除尘管道组成。
[0040]更具体的