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專利名稱：直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，是一種用于檢測直接還原鐵礦石金屬化率和熱強度性能的試驗裝置。
直接還原鐵礦石的冶金性能決定著直接還原鐵-海棉鐵的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對直接還原鐵礦石的冶金性能進行檢測和評價是海棉鐵生產(chǎn)中一項至關(guān)重要的工作。目前國際上普遍采用加熱轉(zhuǎn)鼓的試驗方法來測定直接還原鐵礦石的金屬化率和熱強度，并于1996年推出了ISO/DIS11257試行標準。但是該標準只提供了轉(zhuǎn)鼓鼓體結(jié)構(gòu)和有關(guān)試驗方法，而沒有提供專用試驗設備。現(xiàn)有技術(shù)中，檢測直接還原鐵礦石金屬化率和熱強度性能的試驗手段十分欠缺，多為靜態(tài)試驗，與實際生產(chǎn)工藝模擬性差，影響檢測結(jié)果的可靠性。
本實用新型的目的是提供一種與實際生產(chǎn)工藝模擬性好，能夠?qū)﹁F礦石進行直接還原動態(tài)試驗的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，以準確可靠地對直接還原鐵礦石的金屬化率和熱強度進行測定與評價。
本實用新型的目的是通過以下措施實現(xiàn)的。
一種采用由耐高溫抗氧化材料制成的轉(zhuǎn)鼓鼓體的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，具有電爐、自動密封接軸、固定支座、活動支座、機架、導軌、進氣接頭、尾氣接頭、熱電偶、尾氣處理系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。電爐兩側(cè)分別安裝有固定支座和其底座與固定于機架上的導軌相配合的活動支座。轉(zhuǎn)鼓進氣端通過其上固連有手柄的軸承座鉸接在活動支座垂直于底座的可回轉(zhuǎn)支柱上，底座上安裝固定有轉(zhuǎn)鼓定位架。轉(zhuǎn)鼓進氣端接有與供氣管相連的進氣接頭，熱電偶由進氣接頭插入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。自動密封接軸通過軸承安裝在固定支座上，尾部接有與尾氣處理系統(tǒng)相連接的尾氣接頭，前端與轉(zhuǎn)鼓的排氣端自動相接鎖定。回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置末級鏈輪鏈條傳動機構(gòu)的從動鏈輪安裝在自動密封接軸上。
電爐活動支座一側(cè)安裝有由聯(lián)動機構(gòu)驅(qū)動的自動爐門。聯(lián)動機構(gòu)由對稱平面四連桿機構(gòu)、拉力彈簧、角形連桿和撞鐵構(gòu)成。四連桿機構(gòu)的一個鉸接點固定于電爐外壁上，其兩相交連桿分別與兩爐門固連，與該鉸接點對稱的另一鉸接點與彈簧相連接，彈簧的另一端與鉸接于固定支點的角形連桿的一端相連接，驅(qū)動角形連桿的撞鐵安裝在活動支座的底座上。轉(zhuǎn)鼓進入電爐安裝到位后，爐門在聯(lián)動機構(gòu)的帶動下自動關(guān)閉，轉(zhuǎn)鼓退出電爐時，爐門自動打開。
活動支座的底座上安裝有由螺絲和托板構(gòu)成的驅(qū)動轉(zhuǎn)換器，與走行驅(qū)動裝置末級鏈輪鏈條傳動機構(gòu)的鏈條相固定。使得轉(zhuǎn)鼓能夠在走行驅(qū)動裝置的驅(qū)動下，進入電爐安裝到位或退出電爐停在裝卸料位置，進一步提高操作的自動化程度。
自動密封接軸主要由絕熱套、排氣管、軸套、密封圈、和彈簧片構(gòu)成。軸套前端為端部呈錐形的絕熱套，內(nèi)部安裝有排氣管，軸套與排氣管之間填充有保溫隔熱填料，轉(zhuǎn)鼓的排氣端套裝在自動密封接軸的前端，與軸套固連的彈簧片插在轉(zhuǎn)鼓排氣端口的凹槽內(nèi)，軸套與轉(zhuǎn)鼓配合處設置的環(huán)槽內(nèi)安裝有橡膠密封圈。
自動密封接軸的軸套上安裝有散熱片，與安裝在其軸套前端的絕熱套和其內(nèi)部填充的保溫隔熱填料共同作用，使軸套與轉(zhuǎn)鼓排氣端之間的溫度保持在較低的水平，確保橡膠密封圈不因高溫而損壞。
自動密封接軸通過雙列向心球面軸承安裝在固定支座上，而安裝在自動密封接軸尾部的排氣接頭是由沿其圓周均布的彈簧固定的，兩者配合確保在轉(zhuǎn)鼓因使用日久產(chǎn)生變形時，對轉(zhuǎn)鼓的傳動和密封沒有影響。
尾氣處理系統(tǒng)由順序連接的蛇形冷卻管、氣水分離器、其內(nèi)設置有電子點火針的燃燒箱和安裝在燃燒箱頂部的風機構(gòu)成，蛇形冷卻管與排氣接頭相連接。將含有大量CO、H2等的尾氣經(jīng)處理后排放，在確保作業(yè)安全性的同時，避免了對周圍環(huán)境造成的污染。電子點火針以每秒兩次的頻率不停地打火，確保煤氣始終被點燃。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點在于由于該裝置對鐵礦石進行的是直接還原鐵的動態(tài)試驗，與實際生產(chǎn)工藝模擬性好，能夠準確可靠地對直接還原鐵礦石的金屬化率和熱強度進行測定與評價。另外，該裝置還具有結(jié)構(gòu)緊湊、易于維護、操作方便、環(huán)境條件好等優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細論述。


圖1為本實用新型直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中自動密封接軸6的局部剖視圖。
圖3為圖1的A-A剖視圖。
圖4為圖1的B向局部視圖。
如圖1所示，本實用新型直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置主要包括轉(zhuǎn)鼓1、電爐2、自動密封接軸6、尾氣接頭8、固定支座9、機架23、導軌24、活動支座28、熱電偶29、進氣接頭30、由燃燒箱3、電子點火針4、風機5、蛇形冷卻管7、氣水分離器10構(gòu)成的尾氣處理系統(tǒng)、由電機11、減速器12、鏈輪鏈條傳動機構(gòu)13構(gòu)成的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、和由電機14、減速器15、鏈輪鏈條傳動機構(gòu)16構(gòu)成的走行驅(qū)動裝置。電爐2兩側(cè)機架23上分別安裝有固定支座9、和其底座與固定于機架23上的導軌24相配合的活動支座28。轉(zhuǎn)鼓1的進氣端通過其上固連有手柄32的軸承座31鉸接在活動支座28垂直于底座的可回轉(zhuǎn)支柱上。操縱手柄32，可使轉(zhuǎn)鼓1上下左右擺動，裝料卸料十分方便。由固連于機架23上的定位柱25將手柄32鎖定，可使轉(zhuǎn)鼓1定位于向上的裝料位置。活動支座28的底座上安裝固定有轉(zhuǎn)鼓定位架33，使轉(zhuǎn)鼓1在懸臂狀態(tài)時，能夠保持水平。轉(zhuǎn)鼓1進氣端接有與供氣軟管39相連的與轉(zhuǎn)鼓1相對固定的進氣接頭30，見圖3，進氣接頭30與轉(zhuǎn)鼓1進氣端之間由骨架油封40密封。其上套裝有保護套管41的熱電偶29由進氣接頭30插入轉(zhuǎn)鼓1內(nèi)。自動密封接軸6，見圖2，通過雙列向心球面軸承38安裝在固定支座9上，主要由絕熱套6a、排氣管6b、軸套6c、密封圈6d、和彈簧片6e構(gòu)成。軸套6c前端為絕熱套6a，內(nèi)部安裝有排氣管6b，軸套6c與排氣管6b之間填充有硅酸鋁纖維保溫隔熱填料。轉(zhuǎn)鼓1的排氣端套裝在自動密封接軸6的前端，與安裝在軸套6c上的兩散熱片35之一固連的彈簧片6e插在轉(zhuǎn)鼓1排氣端口的凹槽內(nèi)，將轉(zhuǎn)鼓1與自動密封接軸6相接鎖定，并同步運轉(zhuǎn)。絕熱套6a端部呈錐形，以便于轉(zhuǎn)鼓1的定位安裝。軸套6c與轉(zhuǎn)鼓1配合處設置的環(huán)槽內(nèi)安裝有O形密封圈6d。由直流電機11、渦輪減速器12、鏈輪鏈條傳動機構(gòu)13構(gòu)成的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，其鏈輪鏈條傳動機構(gòu)13的從動鏈輪安裝在自動密封接軸6上。自動密封接軸6尾部接有由沿其圓周均布的三根彈簧36固定的尾氣接頭8，尾氣接頭8與軸套6c之間由骨架油封37密封。尾氣處理系統(tǒng)的蛇形冷卻管7與尾氣接頭8相連接，經(jīng)氣水分離器10連接至其內(nèi)安裝有電子點火針4的燃燒箱3內(nèi)，燃燒箱3頂部安裝有風機5。電爐2活動支座28一側(cè)安裝有由聯(lián)動機構(gòu)驅(qū)動的自動爐門。聯(lián)動機構(gòu)由對稱平面四連桿機構(gòu)17、拉力彈簧18、角形連桿19和撞鐵20構(gòu)成。四連桿機構(gòu)17，見圖4，一個鉸接點固定于電爐2外壁上，其兩相交連桿分別與兩爐門34固連，與該鉸接點對稱的另一鉸接點與彈簧18相連接。彈簧18的另一端與鉸接于固定支點的角形連桿19的一端相連接，驅(qū)動角形連桿19的撞鐵20安裝在活動支座28的底座上。活動支座28的底座上安裝有由螺絲27和托板26構(gòu)成的驅(qū)動轉(zhuǎn)換器，與由直流電機14、渦輪減速器15、鏈輪鏈條傳動機構(gòu)16構(gòu)成的走行驅(qū)動裝置的鏈條相固定。旋轉(zhuǎn)螺絲27將鏈條夾持固定在螺絲27和托板26之間，活動支座28即可在走行驅(qū)動裝置的驅(qū)動下自動運行。機架23上安裝有兩個分別用于限定活動支座28前后運行極限位置的限位開關(guān)22，限位開關(guān)22的觸發(fā)撞鐵21與活動支座28的底座固連，以使活動支座28在行至轉(zhuǎn)鼓1到達工作位置或退至導軌24端部時，能夠自動停止運行。松開螺絲27，可手動操作活動支座28運行。
對鐵礦石進行直接還原試驗時，首先，將活動支座28停在導軌24端部，手柄32由定位柱25鎖定，轉(zhuǎn)鼓1定位于向上的裝料位置。鐵礦石由轉(zhuǎn)鼓1的排氣端口裝入后，操縱手柄32使轉(zhuǎn)鼓1恢復至軸線平行于導軌24的水平位置。然后，按下裝置的控制驅(qū)動按鈕，走行驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動活動支座28沿導軌24運行，帶動轉(zhuǎn)鼓1進入電爐2，其排氣端與自動密封接軸6自動相接并鎖定，爐門34在聯(lián)動機構(gòu)的帶動下關(guān)閉。回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置運轉(zhuǎn)，驅(qū)動轉(zhuǎn)鼓1與自動密封接軸6同步運轉(zhuǎn)。還原氣體通過供氣軟管39供給進入轉(zhuǎn)鼓1。尾氣由自動密封接軸6的排氣管6b排出，經(jīng)銅制蛇形冷卻管7冷卻后，進入氣水分離器10脫除其中的大部分水蒸氣，然后進入燃燒箱3中經(jīng)脈沖電子點火針點燃并充分燃燒，燃燒后的廢氣由風機5排放到室外。試驗中，控制系統(tǒng)隨時根據(jù)由熱電偶29采集的轉(zhuǎn)鼓1內(nèi)的溫度信息，對電爐2進行控制。
本發(fā)明不僅能夠用于各種直接還原鐵礦石生產(chǎn)工藝的原料檢測試驗，也可以用于直接還原鐵礦石的科學研究，還可用于高爐爐料的動態(tài)底溫還原粉化指數(shù)的檢測試驗。
權(quán)利要求1.一種直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，采用由耐高溫抗氧化材料制成的轉(zhuǎn)鼓鼓體，其特征在于它具有電爐(2)、自動密封接軸(6)、固定支座(9)、活動支座(28)、機架(23)、導軌(24)、進氣接頭(30)、尾氣接頭(8)、熱電偶(29)、尾氣處理系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，電爐(2)兩側(cè)分別安裝有固定支座(9)和其底座與固定于機架(23)上的導軌(24)相配合的活動支座(28)；轉(zhuǎn)鼓(1)進氣端通過其上固連有手柄(32)的軸承座(31)鉸接在活動支座(28)垂直于底座的可回轉(zhuǎn)支柱上，底座上安裝固定有轉(zhuǎn)鼓定位架(33)；轉(zhuǎn)鼓(1)進氣端接有與供氣管相連的進氣接頭(30)，熱電偶(29)由進氣接頭(30)插入轉(zhuǎn)鼓(1)內(nèi)；自動密封接軸(6)通過軸承安裝在固定支座(9)上，尾部接有與尾氣處理系統(tǒng)相連接的尾氣接頭(8)，前端與轉(zhuǎn)鼓(1)的排氣端自動相接鎖定；回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置末級鏈輪鏈條傳動機構(gòu)(13)的從動鏈輪安裝在自動密封接軸(6)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的電爐(2)活動支座(28)一側(cè)安裝有由聯(lián)動機構(gòu)驅(qū)動的自動爐門，聯(lián)動機構(gòu)由對稱平面四連桿機構(gòu)(17)、拉力彈簧(18)、角形連桿(19)和撞鐵(20)構(gòu)成，四連桿機構(gòu)(17)的一個鉸接點固定于電爐(2)外壁上，其兩相交連桿分別與兩爐門(34)固連，與該鉸接點對稱的另一鉸接點與彈簧(18)相連接，彈簧(18)的另一端與鉸接于固定支點的角形連桿(19)的一端相連接，驅(qū)動角形連桿(19)的撞鐵(20)安裝在活動支座(28)的底座上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的活動支座(28)，其底座上安裝有由螺絲(27)和托板(26)構(gòu)成的驅(qū)動轉(zhuǎn)換器，與走行驅(qū)動裝置末級鏈輪鏈條傳動機構(gòu)(16)的鏈條相固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的自動密封接軸(6)主要由絕熱套(6a)、排氣管(6b)、軸套(6c)、密封圈(6d)、和彈簧片(6e)構(gòu)成，軸套(6c)前端為端部呈錐形的絕熱套(6a)，內(nèi)部安裝有排氣管(6b)，軸套(6c)與排氣管(6b)之間填充有保溫隔熱填料，轉(zhuǎn)鼓(1)的排氣端套裝在自動密封接軸(6)的前端，與軸套(6c)固連的彈簧片(6e)插在轉(zhuǎn)鼓(1)排氣端口的凹槽內(nèi)，軸套(6c)與轉(zhuǎn)鼓(1)配合處設置的環(huán)槽內(nèi)安裝有密封圈(6d)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的自動密封接軸(6)的軸套(6c)上安裝有散熱片(35)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的自動密封接軸(6)是通過雙列向心球面軸承(38)安裝在固定支座(9)上的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的安裝在自動密封接軸(6)尾部的尾氣接頭(8)是由沿其圓周均布的彈簧(36)固定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，其特征在于所述的尾氣處理系統(tǒng)由順序連接的蛇形冷卻管(7)、氣水分離器(10)、其內(nèi)設置有電子點火針(4)的燃燒箱(3)和安裝在燃燒箱(3)頂部的風機(5)構(gòu)成，蛇形冷卻管(7)與尾氣接頭(8)相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠?qū)﹁F礦石進行直接還原動態(tài)試驗的直接還原熱轉(zhuǎn)鼓試驗裝置，電爐兩側(cè)分別安裝有固定支座和其底座與導軌相配合的活動支座。轉(zhuǎn)鼓進氣端通過軸承座鉸接在活動支座垂直于底座的可回轉(zhuǎn)支柱上，端部接有與供氣管相連的進氣接頭，熱電偶由進氣接頭插入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。自動密封接軸通過軸承安裝在固定支座上，尾部接有與尾氣處理系統(tǒng)相連接的尾氣接頭，前端與轉(zhuǎn)鼓的排氣端自動相接鎖定。回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的末級從動鏈輪安裝在自動密封接軸上。
文檔編號G01N25/00GK2352956SQ9820374
公開日1999年12月8日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者李咸偉, 聶榮昌 申請人:寶山鋼鐵(集團)公司