Устройство для испытания кокса на прочность Советский патент 1993 года по МПК G01N3/18 G01N3/56 

ел

с

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к технике испытаний на прочность кокса в нагретом состоянии с учетом совокупного воздействия высокой температуры, агрессивной газовой среды и механических нагрузок. Цель изобретения - приближение условий испытания кокса к условиям эксплуатации доменной печи путем обеспечения оптимального сочетания воздействий истирающих и дробящих нагрузок на кокс. В цилиндр 2 помещают испытуемый образец 11 кокса. Устанавливают в нагретую термокамеру 1 и вращают. При вращении цилиндра 2 часть образца 11 кокса и часть разрушающих элементов 4 захватываются полками 3 и затем сбрасываются на дно цилиндра, оказывая тем самым дробящее воздействие на кокс. Образец кокса, находясь в нижней части цилиндра 2, подвергается воздействию разрушающих элементов 4 в виде шестигранных стержней, которые оказывают на него истирающее воздействие. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к технике испытаний на прочность кокса в нагретом состоянии с учетом совокупного воздействия высокой температуры, агрессивной газовой среды и механических нагрузок, может быть использовано для научно-производственных целей в коксохимическом и металлургическом производстве.

Цель изобретения - приближение условий испытаний к условиям эксплуатации до- менной печи. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания кокса на прочность, содержащее термокамеру, установленный в ней с возможностью вращения полый цилиндр с размещенными.в нем разрушающими элементами, предназначенными для взаимодействия с коксом, и с выполненными на его

боковой поверхности проточками трапециевидного сечения, меньшие основания которых обращены в полость цилиндра, стрежни с ограничителями их перемещения в радиальном направлении, установленные в соответствующих проточках, установленный параллельно оси цилиндра перфорированный трубопровод для подачи газовой среды в полость цилиндра и экран, установленный в цилиндре и предназначенный для экранирования свободного пространства его полости от частиц кокса, отличающееся тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям эксплуатации доменной печи путем обеспечения оптимального сочетания воздействий истирающих и дробящих нагрузок на кокс, оно снабженоустановленны- ми за проточками по ходу вращения цилиндра на его внутренней поверхности

со

ю о со

полками, расположенными под углами 25- 30°С к соответствующим радиусам цилиндра, проходящим через ближайшие края соответствующих проточек, причем полки имеют длину h (0,10- 0,15)d, где d - внутренний диаметр цилиндра. К существенным отличиям предлагаемого изобретения относятся взаимное расположение полок и проточек, соотношение длины полок и диаметра цилиндра, и угла наклона полок к соответствующим радиусам цилиндра, проходящим через ближайшие края соответствующих проточек. Проточки выполнены перед полками по ходу вращения цилиндра, что обеспечивает беспрепятственное удаление мелких фракций кокса из цилиндра, образующихся в процессе испытания, с последующей фиксацией их на ленте самописца весового устройства, Соотношение длины полок и внутреннего диаметра цилиндра, как h (0,10 - 0,15)d выбрано с целью свободного перемещения образца кокса по всему пространству цилиндра при его вращении и в то же время с целью оптимального взаимодействия кокса с разрушающими элементами и полками. При большей длине полок h 0,15 d основная масса кокса, вместе с разрушающими элементами, захватывается и поднимается на большую высоту, что приводит в конечном итоге к созданию на кокс преимущественно ударных нагрузок (падение кокса с разрушающими элементами с большой высоты в нижнюю часть цилиндра), что приводит к переизмельчению кокса. При меньшей длине полок h 0,10 d, ими будет захватываться незначительная часть кокса, и влияние полок нивелируется, т.е. основная масса образца кокса будет находиться преимущественно только в нижней части цилиндра, что приводит к преобладанию истирающих нагрузок. Угол наклона полок (25 - 30°) к соответствующим радиусам цилиндра, проходящим через ближайшие края соответствующих проточек выбран на основании экспериментальных исследований. Интервал (25 - 30°) обоснован достижением оптимального перераспределения и измельчения кокса внутри цилиндра при его вращении, При большем угле наклона, при вращении цилиндра, кокс не захватывается полками, при меньшем - происходит жесткое сцепление большей части кокса, разрушающих элементов и полок, что приводит к переизмельчению образца кокса. Совместное использование заявленных признаков позволяет достигать оптимального сочетания воздействий истирающих и дробящих нагрузок на кокс, что значительно приближает условия испытаний к условиям эксплуатации доменной печи,

На чертеже представлено устройство в разрезе.

Устройство содержит термокамеру 1, установленный в ней с возможностью вращения полый цилиндр 2 с полками 3 и разрушающими элементами А, вдоль боковой поверхности цилиндра у основания полок

по ходу вращения выполнены проточки 5 трапециевидной формы, стержни 6, ограничители 7 перемещения стержней в радиальном направлении, перфорированный трубопровод 8 для подачи газовой среды в

полость цилиндра.соединенный с баллоном сжатого газа, экран 9, предназначенный для экранирования свободного пространства цилиндра, бункер 10 для вывода мелких частиц образца 11 кокса, весовое устройство

Устройство работает следующим образом.

В цилиндр 2 помещают испытуемый образец кокса 11, устанавливают в нагретую

термокамеру 1 и вращают. При вращении цилиндра 2, часть образца 11 кокса и часть разрушающих элементов А захватываются полками 3 и затем сбрасываются на дно цилиндра, оказывая тем самым дробящее

воздействие на кокс, вместе с тем образец кокса, находясь в нижней части цилиндра 2, подвергается воздействию разрушающих элементов А (в виде шестигранных стержней), которые оказывают на него истирающее воздействие. В процессе испытаний образец кокса интенсивно продувается газом из баллона через перфорированный трубопровод 8. Для более интенсивного давления газа через слой испытуемого образца кокса 11, верхние и боковые щели трапециевидных проточек 5 в цилиндре в процессе вращения, закрываются стержнями 6, формирующие смещение стержней к расширяющимся щелям. Щели в нижних

проточках цилиндра открываются из-за опускания стержней под действием собственного веса, Через образующиеся каналы в нижних щелях цилиндра из его рабочей зоны - отверстий трубчатой оси - проходит

продуваемый газ через зернистый материал испытуемого образца 11, который одновременно и усиливает просыпание через каналы щелей мелких фракций разрушившегося образца кокса, которые просыпаются в бункер 10 и попадают на весовое устройство 12, где масса их по нарастающей фиксируется на ленте самописца. По окончании опыта на самописце получают графическое изображение динамики разрушения кокса и суммарную величину образовавшейся мелочи, по которой рассчитывают прочность кокса.

Пк

m - mi m

100,

где m - первоначальная масса испытуемого образца кокса;

mi - масса мелочи, образовавшейся при разрушении кокса.

Формула изобретения Устройство для испытания кокса на прочность, содержащее термокамеру, установленный в ней с возможностью вращения полый цилиндр с размещенными в нем разрушающими элементами, предназначенными для взаимодействия с коксом, и с выполненными на его боковой поверхности проточками трапециевидного сечения, меньшие основания которых обращены в полость цилиндра, стержни с ограничителями их перемещения в радиальном направлении, установленные в соответствующих проточках, установленный параллельно оси цилиндра перфорированный трубопровод для подачи газовой среды в полость цилиндра и экран, установленный в цилиндре и предназначенный для экранирования свободного пространства его полости от частиц кокса, отличающееся тем, что, с целью приближения условий испытания к условиям эксплуатации доменной печи путем обеспечения оптимального сочетания воздействий истирающих и дробящих нагрузок на кокс, оно снабжено установленными за проточками по ходу вращения цилиндра на его внутренней поверхности полками, расположенными под углами 25- 30° к соответствующим радиусам цилиндра, проходящим через ближайшие края соответствующих проточек, причем полки имеют одинаковую длину h (0.10 - 0,15) d, где d - внутренний диаметр цилиндра.