专利名称：一种预测回转窑结圈程度的方法
技术领域：
本发明涉及回转窑生产技术领域，更具体地讲，涉及一种检测回转窑结圈程度的试验方法。
背景技术：
在现有技术中，回转窑结圈是困扰回转窑生产的一个难题。当回转窑结圈以后，通常必须采取相应的措施，如调节入炉原料和燃料的成份及比例、改变回转窑热制度以消除结圈物，严重时甚至要停止生产待回转窑窑内温度冷却至人可以进入为止来清理结圈，给企业的生产和成本造成损失。因此，对于回转窑生产来说，如何抑制、减轻回转窑结圈显是尤为重要。为此，必须了解不同原燃料条件和操作制度下回转窑结圈的难易程度。 在文献“氧化球团链篦机-回转窑结圈机理的研究”(钢铁，2008，43⑶15)中记载了一种采用压团-焙烧的方法，以压块焙烧后的抗压强度(也称粉末固结强度)衡量粉末固结的程度，来模拟回转窑结圈形成条件的实验方法。然而，该方法只能检测物料自身粘结的性能，而且不能检测物料与回转窑耐火材料的粘结从而导致结圈的情况。

发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种能够预先检测物料在回转窑内结圈程度的试验方法。为了实现上述目的，本发明提供了一种预测回转窑结圈程度的方法，所述方法包括以下步骤选取回转窑生产时将要使用的物料作为试验原料，其质量记为msO ;采用回转窑所用耐火材料制成容器，其质量记为mrO ;设置加热炉，并将加热炉的温度和气氛调节为与回转窑实际生产时物料进入炉内的温度和气氛相同；将所述试验原料装入所述容器，然后将所述容器放入所述加热炉内；控制加热炉的升温速度、最高温度和所述容器在加热炉内的停留时间分别与回转窑实际生产过程中的回转窑升温速度、最高温度和物料在回转窑内的停留时间相同；取出所述容器，称量，其质量记为mrl+msl，所述容器中含有由试验原料形成的产物；振动所述容器，然后从所述容器中倒出未粘结在所述容器上的部分产物，再次称量所述容器及粘结在所述容器上的产物，其总质量记为mr2+mS2 ;根据式I得出回转窑结圈程度指标 f，式 I 为 f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100% / (msl+mrl-mrO)。在本发明的一个示例性实施例中，所述取出所述容器的步骤还可包括对所述产物采取防氧化措施，并在所述称量步骤前冷却所述容器。在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还可包括用多个回转窑结圈程度指标f的平均值来反应回转窑结圈程度。在本发明的一个示例性实施例中，所述加热炉可以为马弗炉。在本发明的一个示例性实施例中，所述振动所述容器的步骤通过将所述容器放入振筛机来实现振动。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括提供了一种能够预先检测物料在回转窑内结圈程度的试验方法，并且无需造块、操作简单，结果准确；不仅能够检测物料自身粘结的性能，也能够检测物料与耐火材料粘结的性能。
具体实施例方式在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的预测回转窑结圈程度的方法。在本发明的一个示例性实施例中，预测回转窑结圈程度的方法包括以下步骤选取回转窑生产时将要使用的物料作为试验原料(也可称为试样)，其质量记为msO ;采用回转窑所用耐火材料制成容器(也可称为试验容器)，其质量记为mrO ;设置加热炉，并将加热炉的温度和气氛调节为与回转窑实际生产时物料进入炉内的温度和气氛相同；将所述试验原料装入所述容器，然后将所述容器放入所述加热炉内；控制加热炉的升温速度、最高温度和所述容器在加热炉内的停留时间分别与回转窑实际生产过程中的回转窑升温速度、最高温度和物料在回转窑内的停留时间相同；取出所述容器，称量，其质量记为mrl+msl， 所述容器中含有由试验原料形成的产物；振动所述容器以使未处于结圈(或未处于紧密粘结)状态的产物与所述容器分离(例如，将所述容器放入振筛机振动预定时间)，然后从所述容器中倒出产物，再次称量所述容器及粘结在所述容器上的产物，其总质量记为mr2+ms2 ;根据式I得出回转窑结圈程度指标f,式I为f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100%/ (msl+mrl-mrO)。在本发明的一个示例性实施例中，所述取出所述容器的步骤还包括对所述产物采取防氧化措施，并在所述称量步骤前冷却所述容器。这里，主要根据所述产物的情况选择是否采取防氧化措施。在本发明的一个示例性实施例中，所述方法还包括用多个回转窑结圈程度指标f的平均值来反应回转窑结圈程度。在本发明的另一个示例性实施例中，本发明的预测回转窑结圈程度的方法主要是以多个试样在多个试验容器上粘附的质量为依据来预先检测物料在回转窑内结圈程度，其具体方案可以通过以下方式实现I、试验方法①根据回转窑生产时将要使用的原燃料条件确定试验原料。②根据回转窑所用耐火材料预制盛放试验原料的试验容器，一般是将容器制作成与普通石墨或刚玉坩埚相同的形状，其高度、直径和厚度可根据实验要求确定。为便于对t匕，进行同一批次的试验的容器应按相同的尺寸制作。每次实验，均要分别对容器和试样进行称量，并作好记录，容器和试样的质量分别为mrO同msO。当需要对实验结果进行对比时，尽采用相同尺寸的试验容器，不同试样的质量也须相同。③以可调节升温速度的马弗炉作为试验炉。将马弗炉升温至回转窑生产时物料(包括原料和燃料)进入炉内时的温度，恒温一定时间、待炉内温度充沛均匀后将盛放好试样的试验容器放入炉内。由于马弗炉内容积较大，可根据实验要求一次放入一个或多个试样。如需使炉内保持某种气氛，还可根据需要往马弗炉内通入相应的气体，通常回转窑生产时炉内气氛为还原性氛。
④根据回转窑实际生产过程中物料在炉内的停留时间和出窑时的温度，确定马弗炉的升温度程序。该升温程序主要包括升温最高温度、在一定时间内的升温度速度，物料在炉内的停留时间等，升温程序可通过计算机编程控制也可根据经验手动控制。当物料在炉内按规定的实验程序完成实验后，将容器连同试样一同取出，取出后可根据需要确定是否需要采取防止再氧化措施等。⑤待试样冷却后，将盛有试样的试验容器进行称重，并作好记录，容器和试样质量总和记录为mrl+msl。称重完成后，将容器和试样一同置于普通振筛机下振动一定时间，振动时间根据实际需要确定。为便于对比，可一次性在振筛机下放置同一批次实验时的多个试样。试样振动时，必须将盛放试样的容器密封，并将其固定，以免在振动时由于试样散出影响环境以及容器由于受到振动而损坏。⑥待振动结束后，将试验容器和残留的试样表面用毛刷轻轻刷干净后，再次称量容器和试样的总质量，容器和试样的总质量之和记录为mr2+ms2。 2、物料结圈程度计算①假设在实验过程中，试验容器的质量保持不变，即mrO = mrl = mr2。计算试样在炉内质量的变化为(mrO+msO)-(mrl+msl) = (msO-msl)。②计算试样在振动过程中的质量损失为(mrl+msl) _(mr2+ms2) = (msl_ms2)。③物料结圈程度的计算为f= (msl_ms2) X 100 % /msl = (msl_ms2) X 100 % /(msl+mrl-mrO)。f的值越大,说明物料的结圈程度越严重。以下，将结合一个具体示例来描述本发明的示例性实施例。根据要求，配置试样。如以高炉瓦斯泥为例，为考察不同配碳量对瓦斯泥结圈程度的影响，可根据实验要求，在经干燥后的瓦斯泥中配入不同比例的煤粒。将配加不同配碳比的一定量的瓦斯泥(如50克)放入预先制作好的同尺寸的坩埚中铺平。在将瓦斯泥装入坩埚之前，分别称量坩埚和瓦斯泥的质量，记录为mrO和msO，称量天平的精确度为O· OI克。实验坩埚可以根据回转窑耐火材料配制后浇铸，也可用回转窑的耐火砖直接挖出相同尺寸的孔洞当做试验容器。将相同质量的不同配碳比的瓦斯泥分别装入制作好的坩埚中，待马弗炉升温至预定的温度并恒温至少45min后，将盛有瓦斯泥的坩埚放入马弗炉中。如以100°C为实验开始温度，1200 V为实验结束温度，物料在回转窑内停留时间为2. 5个小时即150min，则马弗炉的平均升温速度为每3min升温22°C。当按规定的升温程序结束实验后，迅速将试样取出，并用一个内径大于实验坩埚外径的石墨坩埚将实验坩埚罩住，并在石墨坩埚与承受试验坩埚平台的接触处周围封上煤粉，以防止试样被再度氧化。待试样冷却后，称量盛有试样的坩埚的质量，记录为mrl+msl。将盛放有试样的坩埚密封并固定在振筛机底盘上，然后将振动60秒。振动结束后，将坩埚内松动的试样倒出，并用毛刷将坩埚外表面及残留有试样的内表面轻轻刷干净，然后称取残留有试样的坩埚质量，记录为mr2+mS2。计算试样在一定耐火材料及升温速度的结圈程度f = (msl-ms2) X 100% /(msl+mrl-mrO)。试样原重msO = 50. OOg,容器重mrO = mrl = mr2 = 147. 52g。高温试验结束后(msI+mrl) = 180. 67g ;振动后(ms2+mr2) = 178. 02g。msl = 180. 67-147. 52 = g。ms2 =180. 67-150. 17 = g。(msl_ms2) = 33. 15-30. 50 = 2. 65g。(msl+mrl-mrO) = 180. 67-147. 52=30. 15g。则 f = 2. 65 + 30. 15X100 = 7. 99%。综上所述，本发明提供了一种能够预先检测物料在回转窑内结圈程度的试验方法，并且操作简单，结果准确。本发明的方法能够预先检测物料在回转窑内结圈的难易程度，能够为回转窑生产中确定原料的成份和配比以及适合的操作制度事先提供重要的参考，并且能够减少由于原燃料条件和操作制度选择不当造成的回转窑结圈。 尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
权利要求
1.一种预测回转窑结圈程度的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 选取回转窑生产时将要使用的物料作为试验原料，其质量记为msO ； 采用回转窑所用耐火材料制成容器，其质量记为mrO ； 设置加热炉，并将加热炉的温度和气氛调节为与回转窑实际生产时物料进入炉内的温度和气氛相同； 将所述试验原料装入所述容器，然后将所述容器放入所述加热炉内； 控制加热炉的升温速度、最高温度和所述容器在加热炉内的停留时间分别与回转窑实际生产过程中的回转窑升温速度、最高温度和物料在回转窑内的停留时间相同； 取出所述容器，称量，其质量记为mrl+msl，所述容器中含有由试验原料形成的产物； 振动所述容器，然后从所述容器中倒出未粘结在所述容器上的部分产物，再次称量所述容器及粘结在所述容器上的产物，其总质量记为mr2+mS2 ； 根据式I得出回转窑结圈程度指标f，式 I 为 f = [ (mrl+msl) -(mr2+ms2) ] X 100% / (msl+mrl-mrO)。
2.根据权利要求I所述的预测回转窑结圈程度的方法，其特征在于，所述取出所述容器的步骤还包括对所述产物采取防氧化措施，并在所述称量步骤前冷却所述容器。
3.根据权利要求I所述的预测回转窑结圈程度的方法，其特征在于，所述方法还包括用多个回转窑结圈程度指标f的平均值来反应回转窑结圈程度。
4.根据权利要求I所述的预测回转窑结圈程度的方法，其特征在于，所述加热炉为马弗炉。
5.根据权利要求I所述的预测回转窑结圈程度的方法，其特征在于，所述振动所述容器的步骤通过将所述容器放入振筛机来实现振动。
全文摘要
本发明提供了一种预测回转窑结圈程度的方法。所述方法包括步骤选取回转窑生产时将要使用的物料作为试验原料，其质量为ms0；采用回转窑所用耐火材料制成容器，其质量为mr0；将加热炉的温度和气氛调节为与回转窑实际生产时物料进入炉内的温度和气氛相同；将试验原料装入容器，然后将容器放入加热炉内；控制加热炉的加热制度与回转窑实际生产过程中的回转窑的加热制度相同；取出容器，称量，其质量为mr1+ms1，容器中含有由试验原料形成的产物；振动所述容器，然后从容器中倒出产物，再次称量容器，其质量为mr2+ms2；根据式1得出回转窑结圈程度指标f，式1为f＝[(mr1+ms1)-(mr2+ms2)]×100％/(ms1+mr1-mr0)。本发明能够预先检测物料在回转窑内结圈程度，且操作简单，结果准确。
文档编号G01N5/00GK102798578SQ20121027696
公开日2012年11月28日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者谢洪恩, 文永才, 付卫国, 饶家庭, 蒋胜, 胡鹏, 蒋大均, 陈剑锋 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司