模拟高炉固液气三相运行实验装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103697696103697696A(43)申请公布日2014.04.02(21)申请号201310740666.6(22)申请日2013.12.27(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人张曦东曾加庆杨利彬郑丛杰赵进宣吴伟林瑛董睿蔡伟余健(74)专利代理机构北京铭硕知识产权代理有限公司11286代理人张军韩芳(51)Int.Cl.F27B17/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称模拟高炉固液气三相运行实验装置及方法(57)摘要本发明提供了一种模拟高炉固液气三相运行的实验装置及实验方法，该实验装置包括模拟高炉（1）、空气加热炉（2）、气瓶（3），其中，模拟高炉（1）上的围管（8）与空气加热炉（2）通过硅胶管连接，空气加热炉（2）与气瓶（3）用气管连接。本发明能够全面模拟高炉固液气三相运行的物理过程以及内部物料的运行情况，并且操作简单，实验原料廉价易得，模拟过程透明直观。CN103697696ACN103697ACN103697696A权利要求书1/1页1.一种模拟高炉固液气三相运行实验装置，其特征在于，该实验装置包括模拟高炉（1）、空气加热炉（2）、气瓶（3），其中，模拟高炉（1）上设有围管（8）和与围管（8）连通的多个进气孔（9），围管（8）与空气加热炉（2）连接，空气加热炉（2）与气瓶（3）连接。2.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，模拟高炉（1）还设有出水口（4）、金属网（5）、加热管（6）、热电偶（7）；其中，加热管（6）和热电偶（7）位于模拟高炉（1）的下部，金属网（5）设置在模拟高炉（1）内部的下方，围管（8）设置在金属网（5）上方的模拟高炉（1）外周。3.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述连接方式通过硅胶管连接或者管道连接。4.如权利要求1或2所述实验装置，其特征在于，所述模拟高炉（1）全高740-920mm，炉喉（1-1）直径170-190mm，炉身（1-2）高450-500mm，炉腰（1-3）直径250-300mm，炉腰（1-3）高50-80mm，炉腹（1-4）高70-100mm，炉缸（1-5）直径220-260mm，炉缸（1-5）高60-90mm。5.如权利要求4所述实验装置，其特征在于，所述模拟高炉（1）全高800mm，炉喉（1-1）直径180mm，炉身（1-2）高470mm，炉腰（1-3）直径280mm，炉腰（1-3）高60mm，炉腹（1-4）高80mm，炉缸（1-5）直径240mm，炉缸（1-5）高80mm。6.如权利要求1或2所述实验装置，其特征在于，所述模拟高炉（1）是透明容器或者半透明容器。7.如权利要求1或2所述实验装置，其特征在于，模拟高炉（1）模拟高炉本体，空气加热炉（2）模拟热风炉，出水口（4）模拟出铁口，金属网（5）用于承载实验原料，加热管（6）将水加热使实验原料融化，围管（8）模拟高炉热风围管，进气孔（9）模拟高炉风口。8.一种使用如权利要求1到7中的任意一项权利要求所述的实验装置模拟高炉固液气三相运行实验方法，其特征在于，该实验方法包括下述步骤：（a）向模拟高炉（1）加水；（b）将实验原料模拟高炉布料的方式加入实验装置中；（c）通过空气加热炉（2）向模拟高炉（1）通入热空气；（d）将模拟高炉（1）中的水加热至实验原料熔点；（e）先将进气孔处的实验原料熔化，形成局部空腔；再由上至下逐渐融化并向下滴落至底部，使原料被部分溶解；（f）每隔一段时间，将熔化的原料从出水口（4）排出。9.如权利要求8所述实验方法，其特征在于，所述实验原料包括：冰糖，粒度为6～7mm，模拟焦炭；冰颗粒，粒度2～3mm，模拟烧结矿，尿素，粒度1～2mm，模拟球团矿。10.如权利要求9所述实验方法，其特征在于，所述冰颗粒，其内核为植物油凝固颗粒，用于模拟烧结矿中的脉石。2CN103697696A说明书1/5页模拟高炉固液气三相运行实验装置及方法技术领域[0001]本发明属于高炉炼铁技术领域，尤其涉及一种模拟高炉内部固液气三相运行情况的实验装置及方法。背景技术[0002]在高炉冶炼过程中，高炉内部炉料下降、气流上升，固液气三相物质在运动中进行复杂的变化。高炉是一个黑箱，科技工作者一直在研究和模拟其内部物料的运行情况。然而，国内文献公布的物理模型，一般只针对高炉冶炼中的某个过程，例如布料过程或炉缸底铁水流动，但还没有见到全面模拟高炉固液气三相运行的物理模型或实验装置的公开文献。发明内容[0003]为了克服上述现有技术中物理模型的不足，本发明提供了一种模拟高炉内部三相物质运行的装置及方法。该装置具有