[发明专利]一种冷态模拟高炉风口喷煤的装置

说明书

本发明提供一种冷态下模拟高炉风口喷煤装置，属于高炉炼铁领域。本装置包括压缩空气罐、压缩氮气罐、流化罐、收集罐、布袋收尘器、风口、煤枪、煤粉回收阀门、鼓风阀门、煤粉阀门、进料阀门、流化罐进气阀门，风口前端安装透明材料，风口内壁涂抹石膏。本发明可模拟在鼓风的条件下的风口喷煤，可直接观察到风口内煤粉的运动轨迹，并直接测量风口磨损部位和磨损程度。此外，煤粉可在装置中多次循环使用，不污染环境。

技术领域

本发明属炼铁技术领域，具体涉及一种冷态模拟高炉风口内煤粉的装置，可在鼓风条件下直接观测煤粉在风口内的运动轨迹及风口的磨损情况。

背景技术

随着高炉富氧喷煤技术的推广，风口小套磨损成为高炉共同面临的问题。一般来说风口内壁磨损是由煤粉轨迹摩擦风口内壁造成的，造成该磨损的原因包括煤枪的插枪距离、插枪角度，或者风口上翘、煤枪变形等。实际生产过程中，高炉风口区域温度超过了2000℃，即使使用风口摄像或者窥视镜观察，也无法直接判断是何种原因造成了风口小套磨损，因此有必要建立喷煤试验模型，通过调整不同的喷煤参数，观察到煤粉的运动轨迹和对风口小套的磨损状况。

国内大多数模拟高炉风口喷煤的试验装置不包括风口鼓风，其模拟的环境和实际生产的高炉不同。实际上，高炉热风速度一般超过200m/s，煤粉由煤枪喷入直吹管或风口后，热风对煤粉的运动轨迹影响较大，若不考虑鼓风，则不能真实反映煤粉的运动轨迹。因此，有必要建立带鼓风装置的喷煤试验模型，对风口小套的磨损行为进行研究。

发明内容

本发明的目的是针对目前不能直接观测风口内煤粉的运动，提供一种在鼓风条件下模拟煤粉运动以及风口磨损的装置。通过该装置调整不同的喷吹参数，可以观察到风口的磨损情况，找出风口磨损的根本原因，并可直接观测煤粉在风口内的运动轨迹、测量风口的易磨损部位。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种冷态下模拟高炉风口喷煤装置，包括压缩空气罐、布袋收尘器、压缩氮气罐、流化罐、收集罐、煤枪、煤粉添加口、风口、风口观察孔、带光源的高速摄像模块、煤粉回收阀门、鼓风阀门、煤粉阀门、进料阀门、流化罐进气阀门；压缩空气罐通过管道连接风口，管道安装有鼓风阀门；压缩氮气罐通过管道连接流化罐，管道安装有流化罐进气阀门；布袋收集器通过管道连接流化罐，管道安装有煤粉回收阀门；流化罐上端设有煤粉添加口，流化罐通过管道连接煤枪，管道安装有煤粉阀门，煤枪连接风口侧壁靠近进风口一端，风口和收集罐连接。

进一步的，风口由金属制成，在风口靠近出风口一端设有观察口，观察口镶嵌耐磨透明材料，用于观察煤粉的运动轨迹，透明材料长度为风口长度的1/3-1/2，弧度为10-180°。

进一步的，风口内壁金属表面均匀涂抹石膏，石膏层厚度为1-5mm。试验结束后，将风口拆下，可直接测量风口内壁的磨损部位和磨损量。

进一步的，风口透明材料外侧安装光源和摄像模块，便于直接观察和记录煤粉的运动轨迹。

进一步的，煤枪通过法兰连接风口侧壁进风口一端，煤枪出口和风口出口之间的距离为10-200mm；煤枪和风口中心线之间的夹角为7-15°。