Лабораторная печь для определения качества железорудных материалов

 

Союз Советски к

Социэпистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Iii> 962739 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 26. 02. 81. (21) 3289706/22-02 с присоединением заявки.%— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.09.82 ° Бюллетень Рй 36

Дата опубликования описания 30.09.82 (51)NL. Кл.

F 27 В 17/02

Государственный комитет

СССР по лелем изобретеиий и открытий (53) УДК 669.1.

: 622. 785. 5 (088.8) Г.M. Никитин, Б.Г. Пластинин, В.A. Мирко, В.В. Емушинцев, M.Ê. Балапанов, Г.Л. Цымбал, С.Н. Просвиров и К.М. Ахметов (72) Авторы изобретения

Химико-металлургический институт АН Казахской ССР

1 (7l) Заявитель (5") ЛАБОРАТОРНАЯ ПЕ

КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗО

1с

Изобретение относится к металлургии, в частности к контролю качества металлургического сырья.

Известна печь для определения температур размягчения восстановленного агломерата, где испытуемый материал предварительно подвергается о восстановлению при 800 С в отдельной установке и после охлаждения переносится в стакан из жаропрочной стали и помещается в печь., где снова нагревается, находясь под действием давления наконечника с грузом. Качество сырья характеризуется величиной температуры начала усадки агломерата и температурой, фиксируемой при погружении наконечника на 15 мм 1 ).

Главным недостатком этого метода

20 является раздельное проведение про" цессов восстановления и размягчения с двойным нагревом сырья и условность температуры определяемого при

,» » ".

»

ЧЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ (У

РУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 2 "„-; ., l

4»» » ." »

» (»

»».

2 погружении наконечника на произвольную высоту 15 мм.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является печь для определения температур размягчения железорудных материалов, содержащая емкость с реакционным стаканом с дырчатым дном, штуцера для подвода и отвода газа, шток с регистратором перемещения и термопару(21.

В этой печи определяется температуры начала и конца размягчения испытуемого материала. При этом, о качестве материала судят по температурному интервалу между концом и началом размягчения. В современных условиях доменного процесса этога Ilo» казателя недостаточно для оценки процесса плавления шихты, ввиду того, что потери напора газа на большинстве доменных печей в основном определяются областью. вязко-пластич3 9627 ного состояния железорудных материа- лов. Для определения температурного интервала области вязко-пластичного состояния необходимо знать температуру перехода железорудных материалов

s жидкое состояние.

Цель изобретения - определение температурного интервала вязко-пластичного состояния железорудных материалов. 1О

Поставленная цель достигается тем, что лабораторная печь для определения качества железорудных материалов, вкгочающая емкость с расположенным в ней реакционным стака- 15 ном с дырчатым дном и штуцерами для подвода и отвода газа, шток с регистратором перемещения и термопару, снабжена размещенной в штоке трубкой с электродом, нижний конец которого расположен на расстоянии 0,1 диаметра реакционного стакана от центра закры-! того дна емкости, выполненного с конусностью 2:1-1:1. .Образующаяся из железорудных материалов жидкая фаза вытекает из дырчатого дна стакана вниз в центр конического дна емкости и замыкает электрод с дном емкости. Это позволяет фиксировать температуру, при которой образовавшаяся жидкая электропроводная фаза перешла во вполне подвижное состояние. Контроль усадки пробы и момента отрыва жидкой фазы, достигаемый при такой конструк35 ции, позволяет определять интервал .вязко-пластичного состояния по разности между температурой отрыва жидкой фазы из железорудных материалов и температурой при 35-40 усадки пробы.

На фиг. 1 схематически изображена печь; на фиг. 2 - график перехода железорудных материалов из сыпучего состояния в жидкое.

Лабораторная печь включает нагре45 вательную печь 1, емкость 2 с герметичной крышкой 3. Внутри емкости помещен сменный реакционный стакан

4 с дырчатым дном. В реакционный стакан с внутренним диаметром 3060 мм и высотой 50-100 мм, изготовленной из графита или магнезита,: помещается проба испытуемого материала 5. Над материалом расположен шток. 6 с грузом 7 и регистратором

8 усадки. Диск 9 штока перфорирован для снижения сопротивления прохода газа. Сквозь шток проходит

39 молибденовый электрод 10, изолированный от него и испытуемого .материала высокоглиноземистой трубкой 11, служащей для подвода газа к наружному дну реакционного стакана. Нижний конец электрода установлен на расстоянии О,1 диаметра стакана от центра конического (конусность 2:1l: 1) дна емкости, верхний конец через уплотнитель 12 подсоединяется к электроизмерительному прибору 13, второй контакт которого соединен с емкостью через электропривод 14.

Восстановительный газ подводится через штуцер 15, отработанный газ выходит через штуцер 16. Уплотнитель

17 герметизирует газовую атмосферу реакционного стакана. В дно емкос"ти вставлена термопара 18.

При первоначальном опробовании предлагаемой печи было установлено, что при конусности дна емкости 1:2 и менее требуются печи с повышенной зоной равномерных температур, что приводят к дополнительному расходу энергии и материалов.

При конусности 3:I и более первые капли жидкой фазы, падая из дырок реакционного стакана, не стекают к центру дна емкости (силы трения и межфазное взаимодействие с материалом емкости удерживают жидкую фазу на склоне). Наиболее подходящей конусностью для стекания жидкой фазы к дну емкости является отношение от 1:1 до 2:1; Также выявлена роль расположения электрода от дна тигля.

При малой высоте 0,05 I) (О - диаметр стакана) при температурах выше

1000 С прибор 13 срабатывает без падения жидкой фазы, вследствие замыкания цепи за счет ионизации газа.

При высоте равной 0,2 Э регистрировать начало каплепадения невозможно из-за высокого расположения электрода от дна емкости: для замыкания электрода с дном необходимо накопить уже значительное количество жидкости (от 60 до 1800 мм при О = 30-60 мм и конусности от 1:1 до 2:1). При значениях высоты, равных 0,1 I) хорошо регистрируются первые капли жидкой фазы.

Для проведения опыта реакционный стакан с испытуемым материалом вставляется в емкость 2 и помещается в печь 1. На материал ставится диск 9 с грузом 7 и электродом 10. Емкость герметизируется крышкой 3 и уплотнителем 17. Затем подключается элек-.

5 96.27 троизмерительный прибор 13 к электроду 10 .и электропроводу 14. Печь ставится на нагрев и подается гаэвосстановитель через штуцер 15. При достижении определенной температуры S испытуемый материал размягчается и шток 6 под действием груза 7 опускается, что фиксируется регистратором

8 усадки. Дальнейшее повышение температуры приводит к образованию жидкой фазы, которая, вытекая из дырчатого дна реакционного стакана, попадает в центр конического дна емкости и обволакивает электрод 10. Ввиду того, что фаза электропровода жидкая, 1 происходит замыкание электрода с емкостью, фиксируемое прибором 13.

За время опыта усилие от груза 7 мо 2 жет составлять 0,2-2,0 кгс/см поперечного сечения реакционного стакана, 20 температура печи и расход газа-восстановителя могут меняться по любой заданной программе. Для контроля степени восстановления отработанный газ из штуцера 16 отбирается на хим- 25 анализ. После окончания опыта емкость

2 вынимается из печи и охлаждается до комнатной температуры.

При необходимости повышенной точности замеряемой температуры испыту- эв емого материала в пробу 5 или диск

9 через крышку 3 вводится дополнительная термопара.

Использование предлагаемой лабораторной печи позволяет охарактеризовать температурный интервал перехода железорудных материалов из сы39 6 пучего состояния в жидкое. Построением диаграмм состояния можно подобрать состав железорудной части доменной шихты с минимальным сопротивлением газовому потоку в области размягчения-плавления (по наименьшему температурному интервалу вязко-пластичного состояния) или осуществлять технологический контроль в аглодоменном производстве.

Формула изобретения

Лабораторная печь для определения качества железорудных материалов, содержащая емкость с расположенным в ней реакционным с таканом с дырчатым дном и штуцерами для подвода и отвода газа, шток с регистратором перемещения и термопару, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью определения температурного интервала вязко-пластичного состояния железорудных материалов, она снабжена размещенной в штоке трубкой с электродом, нижний конец которого расположен на расстоянияя 0,1 диаметра реакционного стакана от центра закрытого дна емкости, выполненного с конусностью 2: 1-1: 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Постебня Ю.М. и др. Известия вузов. ЧМ. 1971, и 12, с. 27-29 .

2. Лизунов Г.И. и др. Заводская лаборатория. 1965 Е 3» с. 385-386.

962739

11

1 !

ЯО

/ЛЧ7 )

Ь 1/Оа мпо

1 цНИИПИ Заказ 7489/59 Тираж 645 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4