CN105628866A - 一种烧结均质度检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种烧结均质度检测装置及方法，由取样枪、软管、真空泵及气体分析仪组成，真空泵吸入端通过软管连接在取样枪连接头上，另一端与气体分析仪连接。将长度不同的3根取样枪分别放置在烧结台车底部篦条处，随烧结台车走行，待烧结台车运行至出点火段时，将已接好真空泵的软管连接到三根取样枪上，将燃烧废气抽入气体分析仪，进行CO、CO2和O2的体积浓度检测，分析燃烧废气的对称性和连续性，判断其烧结的横向和纵向均质度。本发明通过烧结烟气成分的在线检测，可准确判断出烧结台车横向和纵向均质度的大小，达到全台车无死角的气体成分分析，并可根据检测和判断结果，实时改进和优化烧结操作工艺和配矿方案，提高烧结矿品质。
Description
技术领域
本发明属于烧结检化验技术领域，特别涉及一种用于烧结过程控制的检测装置及检测方法。
背景技术
烧结矿作为高炉入炉的主要原料之一，其烧结矿品质特别是化学成分的稳定性一直是冶金学者们重点研究的目标之一。为此人们提出了均质烧结技术，这其中包括原料、工艺、操作等部分的技术，以此来解决“偏析”问题。但是，迄今为止人们尚未找到一种有效在线的烧结均质度检测方法，这是因为，铁矿粉烧结是一个非常复杂的三相化学过程，其中，空气从上而下经成矿层、燃烧层、过湿层和生料层完成一系列的反应，同时，还伴有燃烧反应，从烧结台车横纵断面来看，上下部分温度、矿物组成、透气性等均存在差异。为此，在线检测烧结均质度不仅能够控制和改进烧结工艺制度，同时对指导配矿等具有非常重要的意义。
目前，一般在尾端设置红火层检测装置或者随机抽取部分台车进行烧结“偏析”程度的检验办法，其主要原理是通过检测或观察烧结矿/烧结废气温度是否均匀连续，最高温度点出现的位置是否适宜来确定烧结偏析程度，在台车尾部，当红火层高度为料层1/3左右时，认为目前的烧结制度适宜。但是，该过程存在滞后性，即当烧结过程终了才能判断烧结过程是否完善，此外，该方法仅仅针对沿烧结台车方向的烧结情况，对烧结横向情况缺乏有效数据检测，进而不能准确判断烧结台车横断面方向的烧结情况。
发明内容
本发明提供一种烧结均质度检测装置及方法，其目的是通过烧结台车底部蓖条侧烟气成分在线分析出烧结横向和纵向均质度，以便及时改进和优化烧结配矿方案和操作工艺，实现设备、原料和人的协同配合。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种烧结均质度检测装置，其特征在于，由取样枪、软管、真空泵及气体分析仪组成；“L”形取样枪前端封闭，后端设有带凸棱的连接头，枪身前部圆周上开有孔径≤2mm的进气孔，最后一个进气孔孔沿距取样枪前端头的长度L1为整个枪身直杆段长度L0的1/5～1/3；真空泵吸入端通过软管连接在取样枪连接头上，另一端与气体分析仪连接。
所述软管上至少连接一根长度不同的取样枪。
一种应用上述烧结均质度检测装置的方法，其具体检测方法为：
当烧结台车运行到布料器下方时，先取出固定栓，将长度不同的3根取样枪分别放置在烧结台车底部篦条处，取样枪枪身直杆段平行于篦条长度方向，且取样枪枪头位置在烧结台车横断面上呈左中右对称分布，取样枪随烧结台车一起走行，待烧结台车运行至出点火段时，将已接好真空泵的软管连接到三根取样枪上。
开启真空泵，通过取样枪和软管将燃烧废气抽入气体分析仪，进行在线气体成分检测，包括燃烧废气中CO、CO2和O2的体积浓度检测，分析燃烧废气的对称性即沿台车中线两侧气体成分是否相等，判断CO、CO2和O2的浓度是否一样；分析燃烧废气的连续性即沿台车前进方向CO、CO2和O2的浓度变化是否连贯，并最终判断其烧结的横向和纵向均质度。
若气体分析仪显示O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时为烧结台车长度的2/3处，则认定烧结稳定可行；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置提前，则判断为烧结终点提前；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置靠后，则判断为烧结存在“过烧”的可能性。
本发明的有益效果为：
本发明克服了已有技术存在的滞后性和粗放性的缺陷，通过烧结烟气成分的在线检测，可准确判断出烧结台车横向和纵向均质度的大小，达到全台车无死角的气体成分分析，并可根据检测和判断结果，实时改进和优化烧结操作工艺，优化配矿方案，达到设备、原料和人的协同配合，有效提高烧结矿的品质。
附图说明
图1是烧结均质度检测装置结构及安装状态示意图；
图2是取样枪结构示意图；
图3是燃烧废气中氧气成分及随烧结台车走行的变化趋势图；
图4是燃烧废气中二氧化碳成分及随烧结台车走行的变化趋势图；
图5是燃烧废气中一氧化碳成分及随烧结台车走行的变化趋势图。
图中：烧结台车篦条1、取样枪2、软管3、真空泵4、气体分析仪5、进气孔6、连接头7。
具体实施方式
由图1可见，本发明烧结均质度检测装置，系由取样枪2、软管3、真空泵4、气体分析仪5所组成。真空泵4的吸入端连接一根软管3，软管3的前端分为3个分管，3个分管分别连接在3根取样枪2的连接头7上。真空泵4的另一端则与气体分析仪5连接。
图2显示，取样枪2整体呈“L”形，整个枪身分为直杆段和弯折段，取样枪2直杆段前端枪头封闭，弯折段后端设有带凸棱的连接头7，沿枪身前部圆周上开有孔径1.5mm的进气孔6，最后一个进气孔6的孔沿距取样枪2前端头的长度L1为整个枪身直杆段长度L0的1/5～1/3之间均可。实施例采用φ12×2mm的钢管分别制成长度为3.2m、2.4m和1.3m的取样枪2，于265m2(单个台车3.5×1.5m)的烧结台车上进行均质度检测。其中，3.2m长取样枪2取得的气体成分冠以O2R、COR和CO2R，2.4m长取样枪2取得的气体成分冠以O2C、COC和CO2C，1.3m长取样枪2取得的气体成分冠以O2L、COL和CO2L。
本发明烧结均质度检测的具体方法为：
当烧结台车运行到布料器下方时，先取出固定栓，将长度不同的3根取样枪2分别放置在烧结台车篦条1处，取样枪2枪身直杆段平行于烧结台车篦条1的长度方向，且取样枪2的枪头位置在烧结台车横断面上呈左中右对称分布，取样枪2随烧结台车一起走行，待烧结台车运行至出点火段时，将已接好真空泵4的软管3连接到三根取样枪2上。
开启真空泵4，通过取样枪2和软管3将燃烧废气抽入气体分析仪5，进行在线气体成分检测，包括燃烧废气中CO、CO2和O2的体积浓度检测，分析燃烧废气的对称性即沿台车中线两侧气体成分是否相等，判断CO、CO2和O2的浓度是否一样；分析燃烧废气的连续性即沿台车前进方向CO、CO2和O2的浓度变化是否连贯，并最终判断其烧结的横向和纵向均质度。
若气体分析仪5显示O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时为烧结台车长度的2/3处，则认定烧结稳定可行；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置提前，则判断为烧结终点提前；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置靠后，则判断为烧结存在“过烧”的可能性。
实际在线检测燃烧废气中氧气成分、二氧化碳成分及一氧化碳成分随烧结台车走行的变化趋势分别见图3、图4、图5。
从图3～5中可以看出，烧结台车的O2含量在烧结台车长度L＝30m左右存在第二个峰值(第一个峰值在L＝10m左右)，同样的CO和CO2呈相对的反方向变化，符合烧结规律，同时也具有一定的连续性。同时，O2L和O2R以及COL、COR等指标对称性明显，表明烧结操作，生产稳定顺行，以烧结红火层断面形状确定结论正确。
本发明通过对烧结台车纵向和横向的气体测定，探索和检测了烧结均质度，对全面了解和掌握烧结情况，细化和改进配矿方案和操作工作具有重要的作用。
Claims (3)
1.一种烧结均质度检测装置，其特征在于，由取样枪、软管、真空泵及气体分析仪组成；“L”形取样枪前端封闭，后端设有带凸棱的连接头，枪身前部圆周上开有孔径≤2mm的进气孔，最后一个进气孔孔沿距取样枪前端头的长度L1为整个枪身直杆段长度L0的1/5～1/3；真空泵吸入端通过软管连接在取样枪连接头上，另一端与气体分析仪连接。
2.根据权利要求1所述的烧结均质度检测装置，其特征在于，所述软管上至少连接一根长度不同的取样枪。
3.一种应用权利要求1所述烧结均质度检测装置的方法，其特征在于，具体检测方法为：
当烧结台车运行到布料器下方时，先取出固定栓，将长度不同的3根取样枪分别放置在烧结台车底部篦条处，取样枪枪身直杆段平行于篦条长度方向，且取样枪枪头位置在烧结台车横断面上呈左中右对称分布，取样枪随烧结台车一起走行，待烧结台车运行至出点火段时，将已接好真空泵的软管连接到三根取样枪上；
开启真空泵，通过取样枪和软管将燃烧废气抽入气体分析仪，进行在线气体成分检测，包括燃烧废气中CO、CO2和O2的体积浓度检测，分析燃烧废气的对称性即沿台车中线两侧气体成分是否相等，判断CO、CO2和O2的浓度是否一样；分析燃烧废气的连续性即沿台车前进方向CO、CO2和O2的浓度变化是否连贯，并最终判断其烧结的横向和纵向均质度；
若气体分析仪显示O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时为烧结台车长度的2/3处，则认定烧结稳定可行；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置提前，则判断为烧结终点提前；若O2浓度出现第二次峰值或CO和CO2浓度出现第二次波谷值时烧结台车的位置靠后，则判断为烧结存在“过烧”的可能性。
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