一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型的制作方法

2021-01-25 16:01:46|

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本实用新型涉及高炉铁合金冶炼工业领域，尤其涉及一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型。

背景技术：

现代高炉炉型主要是五段式炉型，由炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸组成。根据高炉的实际尺寸，按照比例缩小，建立科研用的高炉实验结构，存在成本高、体积庞大等问题。中国专利公开号cn207397587u，公开日2018年05月22日，发明创造的名称为高炉教学模型，该申请案公开了一种五段式的高炉教学炉型，其不足之处是该实用新型只给出了结构框架，未详细说明高炉各部分的尺寸大小、功能特点等技术特征，缺乏可实施性。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供用于分析高炉料面炉况信息的实验模型，该实验模型由炉喉、炉身、测温模块、蜂窝煤、箅子、底座和鼓风机组成，具有体积小、成本低等特点，符合高炉料面炉况信息分析的技术需求。

本实用新型采用如下的技术方案。

一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型，包括炉喉、炉身、测温模块、蜂窝煤、底座、箅子和鼓风机；从上至下，依次为炉喉、炉身、蜂窝煤、箅子和底座；炉喉、炉身、底座以及箅子，四者的左右对称轴在同一条直线上。

炉喉为空心圆台状，炉喉上端口直径小，炉喉下端口直径大，炉喉下端口与炉身上端口相连接。

炉身为空心圆台状，炉身上端口直径小，炉身下端口直径大，炉身下端口与底座相连接，炉身倾斜角范围为80°-85°。

测温模块在炉身内部，用于测量炉内温度。

箅子位于炉身下端口与底座相连接处，箅子由多根实心钢铁管构成，实心钢铁管的直径为15毫米，相邻实心钢铁管之间的间距为30毫米。

蜂窝煤位于箅子上面。

底座为空心圆柱状，承载着箅子、炉身和炉喉。

一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型设计方法包括如下步骤。

(1)确定单座高炉的生铁日产量p，确定高炉的有效容积vu，由公式，其中，高炉利用系数,t表示吨数，m表示米，d表示天数，计算得到有效容积vu。

(2)确定底座直径d1以及底座高度h1，由公式,其中,vu为有效容积，计算得到底座直径d1。

底座具有支撑的作用，若底座高度过低，则不便于处理炉渣；过高，则会浪费材料，根据底座高度h1与底座直径d1的比值为1:6，计算底座高度。

(3)确定炉喉下端口直径d2以及炉喉上端口直径d3，由公式,其中，d1为底座直径，计算得到炉喉下端口直径d2。

根据炉喉上端口直径d3与炉喉下端口直径d2比值为5:9，计算炉喉上端口直径。

(4)确定炉喉高度h2,炉喉起到控制炉料和煤气流分布作用，炉喉过高使炉料挤紧,影响下降速度；过低，不便于改变装料制度调节煤气流分布，因此炉喉高度h2为炉喉上端口直径d3与炉喉下端口直径d2之和的二分之一，计算炉喉高度。

(5)确定炉身上端口直径d4以及炉身下端口直径d5，由于炉身上端口与炉喉下端口相连接，因此炉身上端口直径d4与炉喉下端口直径d2相等,而炉身下端口又与底座相连接，因而炉身下端口直径d5与底座直径d1相等。

(6)确定炉身高度h3，由公式,其中，d1为底座直径，d2为炉喉下端口直径，β为炉身倾斜角，计算得到炉身高度h3。

(7)根据步骤（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）计算得到的底座直径d1、底座高度h1、炉喉上端口直径d3、炉喉下端口直径d2、炉喉高度h2、炉身上端口直径d4、炉身下端口直径d5，炉身高度h3，建立完整的用于分析高炉料面炉况信息的实验模型结构。

(8)在箅子上面铺建蜂窝煤，并点燃，鼓风机从底座底部吹入空气，测温模块测量高炉内部温度，采用人工方式控制高炉内部温度在150℃-400℃之间波动。

与现有技术相比，本实用新型有益效果是：本实用新型提供的用于分析高炉料面炉况信息的实验模型只由炉喉、炉身、箅子和底座四部分组成，具有体积小、成本低，节约材料等特点，符合高炉料面炉况信息分析的技术需求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的设计方法所得的一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型结构示意图。

图2为图1中箅子的示意图。

图3为图2中实心钢铁管示意图。

图4为本实用新型的高炉实验模型的一实施例的结构示意图。

图中：101-炉喉、102-炉身、103-箅子、104-底座、105-蜂窝煤、106-测温模块、107-鼓风机、201-实心钢铁管、h1-底座高度、h2-炉喉高度、h3-炉身高度、d1-底座直径、d2-炉喉下端口直径、d3-炉喉上端口直径、d4-炉身上端口直径、d5-炉身下端口直径。

具体实施方式

本实用新型提供一种用于分析高炉料面炉况信息的实验模型及其设计方法。

如图1和图4所示，用于分析高炉料面炉况信息的实验模型包括炉喉101、炉身102、箅子103、底座104、蜂窝煤105、测温模块106和鼓风机107，从上至下，依次为炉喉101、炉身102、蜂窝煤105、箅子103和底座104；炉喉101、炉身102、箅子103以及底座104，四者的左右对称轴在同一条直线上。炉喉101为空心圆台状，炉喉上端口直径d3小，炉喉下端口直径d2大，炉喉下端口与炉身上端口相连接；炉身102为空心圆台状，炉身上端口直径d4小，炉身下端口直径d5大，炉身下端口与底座104相连接，对炉料进行预热、加热、还原和造渣，为了有利于煤气流有适当的发展，保证炉料顺利下降，炉身是倾斜的，炉身的倾斜角范围为80°-85°；测温模块106在炉身102内部，用于测量炉内温度；蜂窝煤105位于箅子103上面；底座104为空心圆柱状，承载箅子103、炉身102和炉喉101。

如图2和图3所示，箅子103位于炉身102下端口与底座104相连接处，箅子103由多根实心钢铁管201构成，实心钢铁管201的直径为15毫米，相邻实心钢铁管201之间的间距为30毫米，用于处理冶炼过程所产生的料渣。