一种球团落下强度测试装置及测试方法与流程

本发明涉及冶金领域，特别是涉及粉料制粒成型的技术领域，更具体地涉及一种球团落下强度测试装置及测试方法。

背景技术：

钢铁冶金是国家的重点行业，随着绿色制造、节能环保的意识逐步深入，冶金领域对粉尘固体废弃物的处理以及再利用越来越重视。众所周知，现行的高炉炼铁—转炉炼钢工艺流程长、工序多，会产生大量的固体粉尘废弃物，如高炉除尘灰(瓦斯灰、瓦斯泥)、转炉除尘灰、富集污泥，氧化铁皮渣等等，处理钒钛矿的厂家如攀钢、承钢等还会产生提钒污泥，此外还有大量的尾渣产生，如高炉渣、高炉提钛尾渣、提钒尾渣等等。这些粉尘或污泥中还含有有用资源，如高炉除尘灰中富含锌，zno的含量达到7％-12％，富集污泥、提钒污泥、氧化铁皮中富含铁，tfe含量达到70％-80％，高炉渣中富含钛，tio2的含量达到21％-22％。因为这些物料中含有有用资源，故而通常被称为“二次资源”，从经济效益和节能减排角度考虑，越来越多的钢铁企业开始重视二次资源的利用，并增加投入开展该领域的研究，如瓦斯灰提锌、富集污泥用作提钒冷却剂、转炉污泥以及除尘灰制粒后用作炼钢化渣剂、高炉渣提钛等都取得了进展。

然而，粉状的二次资源再利用一般都需要将粉料制粒且达到一定强度后方能使用，如瓦斯泥提锌需要在瓦斯泥中加入碳质还原剂，造块后进行还原制取氧化锌粉；富集污泥用作提钒冷却剂需要将富集污泥造块后才能加入炉中，否则粉尘量大且影响熔体透气性；转炉除尘灰等原料混合后制粒成型方能用作化渣剂等等，因此，粉料的制粒成型显得尤为重要。

实际生产中，球团从制备完成直至到达使用地点都需要经过皮带转运以及料仓盛装缓冲下料，其间必然存在落差，即球团有从某一高度位置掉落至另一高度位置的情况，通过大致统计球团的掉落高度，再测试球团的落下强度，基本就能够确定球团在转运过程中是否能够破碎粉化，从而对球团强度提出具体要求。

由于判定球团碎裂具有主观因素，因此，实际操作中可根据具体情况选择球团破裂的具体判定方法，若对球团强度要求不是很严格，可采用目测方式，球团碎为两半即为破碎。若对球团强度要求严格，可采用称重的方法，即，测试前称量球团质量，记为m1，对球团进行落下强度测试，摔落一定次数后，对球团称重，记为m2，(m1-m2)/m1x100％<α，α数值根据生产要求确定，一般为3％～20％。

实际实验或生产中，需要经常测试球团强度，特别是改变原料或者改变粘结剂种类的时候，需要反复实验调整参数以便获得好的成型效果，因此，就需要大量测试球团的落下强度，人工测试，每次最多测试3-5个球团，且需要反复弯腰下蹲再起立，劳动强度很大，且存在误差，例如每次球团下落的高度不能很精准的保持一致。

因此，急需一种球团落下强度测试装置及方法。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种球团落下强度测试装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种球团落下强度测试装置，包括支架、球团托盘、球团承接部和传动机构，其中

所述支架包括底板、从所述底板向上延伸的第一滑杆和第二滑杆；

所述球团托盘通过所述传动机构可调节地安装在所述第一滑杆和所述第二滑杆上；

所述球团承接部设置在所述球团托盘的下方。

进一步地，所述球团托盘包括托盘本体和与所述托盘本体连接的联接板，所述联接板通过滑块与所述第一滑杆和所述第二滑杆可滑动地连接。

进一步地，进一步包括通过推杆与动力装置连接的推板，所述推板具有与所述托盘本体相匹配的长度，所述推板可滑动地设置在所述托盘本体上。

进一步地，所述传动机构包括螺杆立柱和电机，

所述螺杆立柱设置在所述第一滑杆和所述第二滑杆之间，并且与所述底板垂直连接；

所述螺杆立柱上设置有与其相适应的螺帽，所述螺帽与所述联接板固定连接；

所述电机设置在所述螺杆立柱的上部，用于驱动所述螺杆立柱转动。

进一步地，所述球团承接部为矩形的钢板盘。

进一步地，所述第一滑杆和所述第二滑杆的外侧分别设置有保护罩。

进一步地，在所述保护罩的外侧设置有用于测量所述托盘本体的垂直高度的标尺。

进一步地，所述第一滑杆和所述第二滑杆的上部分别与固定梁连接，所述第一滑杆和所述第二滑杆的下部分别设置有三角形筋板。

本发明还提供一种使用上述球团落下强度测试装置进行球团落下强度测试的方法，包括以下步骤：

(1)确定球团落下高度

启动传动机构，将托盘本体调节至距球团承接部预定的距离，并将其固定；

(2)摆放球团

将球团并排间隔地摆放在托盘本体上；

(3)推落球团

启动推杆并带动推板运动，使球团从托盘本体上落下；

(4)查看落在球团承接部上的球团的破损情况，根据各个球团破损情况分别记录相应的球团落下强度；

(5)取所有球团的球团落下强度的平均值。

进一步地，步骤(4)中的根据各个球团破损情况分别记录相应的球团落下强度的具体方法为：

(a)若球团掉落一次即破碎，则球团落下强度记为1次/预定的距离；

(b)若球团掉落一次后仍然完好无损，则将完好的球团放在托盘本体上，再次推落球团，若此时球团破碎，则球团落下强度记为2次/预定的距离；

(c)若球团掉落二次后仍然完好无损，则重复步骤(b)直至球团破碎，并记录相应的球团落下强度。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：本发明的球团落下强度测试装置通过传动机构将托盘本体上升至设定高度，确保待测球团具有相同的落下高度，再由推杆将待测球团从托盘本体上推下，达到同时测试多个球团的落下强度的目的。本发明的球团落下强度测试装置设计简单、操作方便、能够显著提升工作效率、降低劳动强度，推广应用前景广阔。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的球团落下强度测试装置的主视结构示意图；

图2为本发明的球团落下强度测试装置的侧视结构示意图；

图3为本发明的球团落下强度测试装置的局部主视结构示意图；

图4为本发明的球团落下强度测试装置的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。

如图1-4所示，本发明提供了一种球团落下强度测试装置，包括支架、球团托盘、球团承接部2和传动机构。支架包括底板(未示出)、从底板向上延伸的第一滑杆3和第二滑杆3’，球团托盘通过传动机构可调节地安装在第一滑杆3和第二滑杆3’上，球团承接部设置在球团托盘的下方。

第一滑杆3和第二滑杆3’是球团落下强度测试装置的主体结构，并且都是由竖直的螺纹钢组成。球团承接部2用于承接掉落的球团，并且是四周设置挡板的矩形的钢板盘，而并非简单的一张钢板，以防止球团掉落在其上时四散滚动。钢板盘的底板的厚度为5mm，四周挡板的厚度不做要求。

如图3-4所示，球团托盘包括托盘本体6和联接板15，托盘本体6通过螺丝14与联接板15连接。联接板15通过滑块(未示出)与第一滑杆3和第二滑杆3’可滑动地连接，联接板15通过螺丝14与滑块连接，滑块具有与第一滑杆3和第二滑杆3’相匹配的空心结构，因而可以将滑块可滑动地套设在第一滑杆3和第二滑杆3’上，以允许联接板15可以相对于第一滑杆3和第二滑杆3’上下滑动。

在一优选实施例中，如图2所示，进一步包括通过推杆8与动力装置9连接的推板7，推板7可滑动地设置在托盘本体6上。待测球团均匀间隔地摆放在托盘本体6的表面上形成一排，测试时，待测球团在推板7的作用下从托盘本体6的边缘掉落。推板7具有与托盘本体6相匹配的长度，推板7的长度可以等于或略小于托盘本体6的长度，以确保推板7可以同时推下摆放在托盘本体6上的所有待测球团，达到同时测试多个球团的落下强度的目的。动力装置9可以为电动或气动或其他方便操作的装置。

在一优选实施例中，如图1和4所示，传动机构包括螺杆立柱12和电机11，电机11设置在螺杆立柱12的上部，用于驱动螺杆立柱12转动。螺杆立柱12设置在第一滑杆3和第二滑杆3’之间，并且与底板垂直连接，螺杆立柱12上设置有与其相适应的螺帽16，螺帽16与联接板15例如通过焊接固定连接，螺帽16与螺杆立柱12的螺纹相啮合，优选地，螺帽16为大型螺帽。当启动电机11时，电机11驱动螺杆立柱12转动，进而带动螺帽16沿着螺杆立柱12上下移动，进一步带动联接板15沿着第一滑杆3、第二滑杆3’和螺杆立柱12上下滑动，由于托盘本体6与联接板15连接，因此，托盘本体6也可以沿着第一滑杆3、第二滑杆3’和螺杆立柱12上下滑动。当托盘本体6到达指定高度时，停止电机11，螺杆立柱12停止旋转，螺帽16停止移动，进而使得托盘本体6可以停留在指定高度。这样，传动机构使得托盘本体6能够上下滑动并且可以停留在任意高度。

如图1-2所示，在一个优选实施例中，第一滑杆3和第二滑杆3’的外侧分别设置有保护罩4，保护罩4包围第一滑杆3和第二滑杆3’，起到保护作用。在保护罩4的外侧设置有用于测量托盘本体6的垂直高度的标尺5，例如可以使标尺5的起始刻度与球团承接部2的底部处于同一高度，以方便测试。

在一个优选实施例中，设置有与第一滑杆3和第二滑杆3’的上部连接的固定梁10，起到固定的作用。第一滑杆3和第二滑杆3’的下部分别设置有三角形筋板，起到加固的作用。优选地，球团落下强度测试装置的底板的底部设置有与其可拆卸的连接的移动轮1，用于将移动球团落下强度测试装置移动至需要的地方，然后拆卸移动轮1后进行测试，因而便于使用。

本发明进一步提供一种使用上述球团落下强度测试装置进行球团落下强度测试的方法，包括以下步骤：

(1)确定球团落下高度

启动传动机构，将托盘本体调节至距球团承接部预定的距离处，并将其固定，该预定的距离为1米或2米。

(2)摆放球团

将n个球团并排间隔地摆放在托盘本体上，并形成一排。

(3)推落球团

启动推杆并带动推板运动，将球团从托盘本体上缓缓推出，使球团从托盘本体上落下。

(4)查看落在球团承接部上的球团的破损情况，根据各个球团破损情况分别记录相应的球团落下强度。具体方法为：

(a)若球团掉落一次即破碎，则球团落下强度记为1次/m(或2m)；

(b)若球团掉落一次后仍然完好无损，则将完好的球团放在托盘本体上，再次推落球团，若此时球团破碎，则球团落下强度记为2次/m(或2m)；

(c)若球团掉落二次后仍然完好无损，则重复步骤(b)直至球团破碎，并记录相应的球团落下强度。

(5)取所有球团的球团落下强度的平均值，即为球团的落下强度

分别记录n个球团的落下强度数值n1、n2、n3……ni，最后取n个球团的球团落强度的平均值为：

下面以具体实施例说明球团的落下强度的测试方法。

富集污泥是转炉产生的泥浆经重力螺旋收集后的产物，呈粉状，其主要成分及含量如表1所示。

表1富集污泥的主要成分和质量百分含量/％

因富集污泥中铁品位较高，达到79.5％，杂质含量相对较低，因此，富集污泥被用为炼钢原料以代替废钢，但粉料不能投入转炉，故需要将富集污泥制粒造块后再行入炉。采用高压压球机对富集污泥进行压块，其间掺入适量粘结剂和水分，对压好的生球团(干燥前)和干燥后的球团进行落下强度测试。

(1)将托盘本体上升至距球团承接部的底板1m高度处并锁定。

(2)取生球团样品10个，放在球团落下强度测试装置的托盘本体上，并一字间隔的排放形成一排。

(3)启动推杆并带动推板运动，将生球团从托盘本体上缓缓推出，使生球团从托盘本体上落下。

(4)查看落在球团承接部上的生球团的破损情况，若10个球团全部完好，则重复(1)-(4)步骤，直至球团全部摔碎(破碎为两半或者更多)。

(5)统计球团落下强度

分别记录10个生球团的落下强度数值，如表2所示。

表210个生球团的落下强度明细/(次/m)

则球团落下强度平均值为：

采用同样的方法测定干燥后球团的落下强度，具体如表3所示。

表310个干燥后球团的落下强度明细/(次/m)

实际生产中，富集污泥造块后就放置于铁框中静置晾干，从生球制作好到进入铁框，过程落差约为1m，生球团落下强度达到2.6次/m，能够满足强度要求，即生球团不会在转运中破损。

对于干燥后球团，主要是下料过程对球团产生摔打，从料斗至料仓，再从料仓到炉内高度约为6m，而干燥后球团的落下强度达到9.3次/m，也能够满足生产要求。

本发明的简易的球团落下强度测试装置及方法，用于测定工业生产中粉料制粒成型后球团的落下强度，进而为粉料制粒成型的强度是否达标提供依据。本发明的装置和方法原理简单，操作方便，一次性可同时测试数个球团，大大降低了人工劳动强度，提高了工作效率，同时较人工操作提高了数据的准确可靠性，可在实验室及生产企业广泛应用，前景广阔。

以上是本发明公开的示例性实施例，上述本发明实施例公开的顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。但是应当注意，以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明实施例的保护范围之内。