Лабораторная печь для определения качества железорудных материалов

Союз Советски кСоциэпистическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К, АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения Химико-металлургический институт АН Казахской ССР(5"Ф) ЛАБОРАТОРНАЯ ПЕ КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗО Изобретение относится к металлургии, в частности к контролю качества металлургического сырья.Известна печь для определения температур размягчения восстановленного агломерата, где испытуемый материал предварительно подвергаетсяовосстановлению 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 3 Главным недостатком этого метода20 является раздельное проведение про" цессов восстановления и размягчения с двойным нагревом сырья и условность температуры определяемого при ЧЬ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИф У,;РУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ (:% .2Э 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 термопару21. В этой печи определяется темпера- . туры начала и конца размягчения ис-. пытуемого материала. При этом, о качестве материала судят по температурному интервалу между концом и началом размягчения. В современных условиях доменного процесса этого по" казателя недостаточно для оценки процесса плавления шихты, ввиду того, что потери напора газа на большинстве доменных печей в основном определяются областью. вязко-пластич40 3 9627ного состояния железорудных материа-лов. Для определения температурногоинтервала области вязко-пластичногосостояния необходимо знать температуру перехода железорудных материаловв жидкое состояние.Цель изобретения - определениетемпературного интервала вязко-пластичного состояния железорудных материалов. 10Поставленная цель достигаетсятем, что лабораторная печь для определения качества железорудных материалов, вкгочающая емкость с расположенным в ней реакционным стаканом с дырчатым дном и штуцерами дляподвода и отвода газа, шток с регистратором перемещения и термопару,снабжена размещенной в штоке трубкойс электродом, нижний конец которогорасположен на расстоянии 0,1 диаметрареакционного стакана от центра закры-того дна емкости, выполненного сконусностью 2:1-1:1..Образующаяся из железорудныхматериалов жидкая фаза вытекает издырчатого дна стакана вниз в центрконического дна емкости и замыкаетэлектрод с дном емкости, Это позволяет фиксировать температуру, прикоторой образовавшаяся жидкая электропроводная фаза перешла во вполнеподвижное состояние. Контроль усадки пробы и момента отрыва жидкойфазы, достигаемый при такой конструк 35ции, позволяет определять интервал.вязко-пластичного состояния по разности между температурой отрыва жидкой фазы из железорудных материалови температурой при 35-103 усадкипробы.На фиг. 1 схематически изображенапечь; на фиг. 2 - график переходажелезорудных материалов из сыпучего состояния в жидкое.Лабораторная печь включает нагре 45вательную печь 1, емкость 2 с герметичной крышкой 3. Внутри емкости помещен сменный реакционный стаканч с дырчатым дном. В реакционныйстакан с внутренним диаметром 3060 мм и высотой 50-100 мм, изготовленной из графита или магнезита,помещается проба испытуемого материала 5. Над материалом расположеншток. 6 с грузом 7 и регистратором8 усадки. Диск 9 штока перфорирован для снижения сопротивления прохода газа. Сквозь шток проходит 39молибденовый электрод 10, изолированный от него и испытуемого материала высокоглиноземистой трубкой 11,служащей для подвода газа к наружному дну реакционного стакана. Нижний конец электрода установлен нарасстоянии 0,1 диаметра стакана отцентра конического ( конусность 2;11:) дна емкости, верхний конецчерез уплотнитель 12 подсоединяетсяк электроизмерительному прибору 13,второй контакт которого соединенс емкостью через электропривод 14.Восстановительный газ подводитсячерез штуцер 15, отработанный газвыходит через штуцер 16. Уплотнитель17 герметизирует газовую атмосферуреакционного стакана. В дно емкос"ти вставлена термопара 18,При первоначальном опробованиипредлагаемой печи было установлено,что при конусности дна емкости 1:2и менее требуются печи с повышенной зоной равномерных температур,что приводят к дополнительному расходу энергии и материалов.При конусности 3:1 и более первыекапли жидкой Фазы, падая из дырокреакционного стакана, не стекаютк центру дна емкости (силы тренияи межфазное взаимодействие с материалом емкости удерживают жидкуюфазу на склоне), Наиболее подходящейконусностью для стекания жидкой Фазык дну емкости является отношениеот 1:1 до 2;1; Также выявлена рольрасположения электрода от дна тигля.При малой высоте -0,05 З (О - диаметрстакана) при температурах выше1000 С прибор 13 срабатывает безпадения жидкой фазы, вследствие замыкания цепи за счет ионизации газа,При высоте равной 0,2 Э регистрироватьначало каплепадения невозможно из-завысокого расположения электрода отдна емкости: для замыкания электродас дном необходимо накопить уже значительное количество жидкости (от 60до 1800 мм при О = 30-60 мм и конусности от 1:1 до 2;1). При значенияхвысоты, равных 0,1 Р хорошо регистрируются первые капли жидкой фазы,Для проведения опыта реакционныйстакан с испытуемым материалом вставляется в емкость 2 и помещается впечь 1. На материал ставится диск 9с грузом 7 и электродом 10, Емкостьгерметизируется крышкой 3 и уплотнителем 17. Затем подключается элек-,5 9627 троизмерительный прибор 13 к электроду 10 .и электропроводу 11. Печь ставится на нагрев и подается гаэвосстановитель через штуцер 15. При достижении определенной температуры 5 испытуемый материал размягчается и шток 6 под действием груза 7 опускается, что фиксируется регистратором 8 усадки, Дальнейшее повышение температуры приводит к образованию жид кой фазы, которая, вытекая из дырчатого дна реакционного стакана, попадает в центр конического дна емкости и обволакивает электрод 10. Ввиду того, что фаза электропровода жидкая, 5 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 анализ. После окончания опыта емкость 2 вынимается из печи и охлаждается до комнатной температуры.При необходимости повышенной точности замеряемой температуры испыту- Зо 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 сы 39 6пучего состояния в жидкое. Построением диаграмм состояния можно подобрать состав железорудной части доменной шихты с минимальным сопротивлением газовому потоку в области размягчения-плавления пб наименьшему температурному интервалу вязко-пластичного состояния) или осуществлять технологический контроль в аглодоменном производстве.Формула изобретенияЛабораторная печь для определениякачества железорудных материалов,содержащая емкость с расположеннымв ней реакционным стаканом с дырчатым дном и штуцерами для подводаи отвода газа, шток с регистраторомперемещения и термопару о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюопределения температурного интервалавязко-пластичного состояния железорудных материалов, она снабжена размещенной в штоке трубкой с электродом, нижний конец которого расположенна расстоянияя 0,1 диаметра реакционного стакана от центра закрытогодна емкости, выполненного с конусностью 2:1-1;1.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеПостебня Ю.М. и др. Известиявузов. ЧМ. 1971, й 12, с. 27-29.2. Лизунов Г.И. и др, Заводскаялаборатория 1965, Ю 3, с. 385-.386.СУгр,и оюие Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,нии аказ 7489/5 962739 аж 645 Подписн