[实用新型]一种测试矿石还原性能的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于矿石性能测试技术领域，尤其涉及一种测试矿石还原性能的装置。

背景技术

直接还原铁(DRI)又称海绵铁，是铁矿石在低于熔化温度下直接还原得到的含铁产品。海绵铁是一种废钢的代用品，是电炉冶炼纯净钢、优质钢不可缺少的杂质稀释剂，是转炉炼钢优质的冷却剂，是发展钢铁冶金短流程不可或缺的原料。2014年，全世界直接还原铁的年产量达7450万吨，创历史新高。我国将直接还原工艺列为钢铁工业发展的主要方向之一。

生产直接还原铁的工艺称为直接还原法，属于非高炉炼铁工艺，分为气基法和煤基法两大类。目前世界范围内，76％的直接还原铁是通过气基法生产。每种不同的铁矿石在进行气基竖炉直接还原工业化前，均需要进行基础气基还原测试，以摸索确定气基还原的基本参数和考察还原性能等指标是否符合大型工业化要求。

CO是气基还原测试时还原气必需的气体之一，CO气体在500-700℃范围内易发生析碳反应。配有大量比例CO的还原气在进气管道预热过程中会较长时间经过该温度段，故易发生析碳现象，而使炉内反应固体物料(氧化球团/海绵铁)表面粘上不少碳粉，而影响还原反应的试验进行，进而影响试验数据的准确性；严重析碳情况下，还会造成还原气进气管道堵塞，损坏反应装置使得试验无法进行。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种测试矿石还原性能的装置，将进气管的一部分制作成螺旋状，增长加热段的长度，以便增加还原气的受热面积，使得还原气可被快速加热至800℃以上，从而抑制析碳现象的发生。

本实用新型的目的之一是提供一种测试矿石还原性能的装置，包括加热器、反应器、进气管、配气装置、称重装置和测温装置；

所述加热器设有空腔；所述反应器内部中空，底部设有进气口；

所述进气管包括进气段、加热段和出气段，所述加热段为螺旋型，所述进气段连通所述加热段，所述加热段连通所述出气段；

所述反应器设置在所述加热器内，所述配气装置出气口连通所述进气段进气口，所述出气段出气口连通所述反应器进气口，所述称重装置连接所述反应器，所述测温装置设置所述反应器的内部。

称重装置用于称量反应器的重量，以记录还原反应过程中试样的重量变化情况和还原度变化情况。测温装置用于测量反应器内试样的温度。

作为本实用新型的优选方案，所述进气管的加热段围绕在所述反应器的外侧，便于加热段还原气受热。

作为本实用新型优选的实施方案，所述反应器的顶部设有测温装置安装孔，所述测温装置通过所述测温装置安装孔固定。测温装置用于测量试样的温度，将试样放入反应器后，将测温装置通过测温装置安装孔插入反应器并固定，测温装置的一端延伸到试样中。

进一步的，本实用新型的装置还包括孔板，所述孔板上设有贯通的孔；所述孔板安装在所述反应器内，将所述反应器的内腔分隔为上腔和下腔。

作为优选的方案，所述称重装置包括电子天平和挂钩，所述反应器通过所述挂钩悬挂在所述电子天平的下方。另一种方案，称重装置也可以是电子秤，安装在反应器的下方，用于实时测量反应器的重量。

具体的，所述配气装置包括多个气瓶和混气装置，所述气瓶连通所述混气装置。

作为本实用新型优选的方案，所述反应器的顶部设有出气口。反应器的出气口用于排出气体，亦可设置在反应器侧壁的上部。根据实际使用的情况确定反应器出气口的位置。

本实用新型的另一目的是提供一种利用上述装置测试矿石还原性能的方法，包括如下步骤：

A、将试样送入所述反应器，对试样进行加热，所述称重装置实时测量所述反应器的重量，所述测温装置测量所述反应器内试样的温度；

B、所述配气装置将还原气送入所述进气管的进气段进行预热；

C、将预热后的还原气通入所述加热段，快速加热至800～850℃；

D、将所述加热后的还原气通过所述出气段通入所述反应器，与所述试样发生还原反应。

优选的，所述步骤B中，将所述还原气预热至350～450℃。

具体的，所述步骤A中，将所述试样放置在所述孔板上。

进一步的，在所述步骤B之前包括步骤：所述配气装置将多种不同的气体混合为还原气。

本实用新型提供的测试矿石还原性能的装置和方法，在还原气的进气管上设置加热段，加热段为螺旋形，便于对还原气的快速加热；加热段围绕在反应器的外侧，利于还原气的均匀受热；被快速加热的还原气基本避免了CO析碳现象的发生，有利于提高测试实验的准确性，避免了进气管的堵塞。

附图说明