一种物料多物化性能在线检测装置制造方法及图纸

一种物料多物化性能在线检测装置(1)，该装置包括机械手(12)、料斗(2)、反应器(3)、微波功率源(4)、微波加热腔体(5)、电子秤(6)、旋转底盘(或托盘)(7)，其中料斗(2)设置在反应器(3)的上方，微波功率源(4)设置在微波加热腔体(5)侧壁、位于反应器(3)的一侧(例如右侧)，反应器(3)由下方的旋转底盘(或托盘)(7)支撑，电子秤(6)设置在旋转底盘(或托盘)(7)下方，机械手(12)用于抓料送到料斗(2)。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及物料水分检测与粒度检测领域，具体涉及一种物料多物化性能在线检测装置及其检测方法。
技术介绍
在冶金行业，首先需要对来料中的水分进行精确检测，然后根据水分检测值来控制物料水分，使得物料水分在后续工艺过程中保持在一个合理的范围内。物料水分的实时检测对最终产品的产质量和能耗指标影响很大，只有快速准确检测出物料的水分，才能实现精确控制。同样，原始来料的粒度组成变化，不仅影响制粒效果，更需要在后续工艺过程中匹配合适工艺参数，不然会因为混合料透气性的变化影响最终产品的产质量指标和能耗。由此可见，对原始来料水分和粒度组成进行快速检测分析是冶金行业的关键技术。现有冶金行业中，原始来料水分和粒度组成检测一般是人工取样，送化验室进行检测分析，水分检测采用烘干失重法检测，粒度组成检测采用筛分法，因为不能在线检测，无法实现自动控制，而且检测结果严重滞后，造成生产效率的降低。在水分检测方面，在线检测的方式一般采用红外水分仪和微波水分仪等进行检测，都属于非接触式测量设备，存在的主要问题是测量不准确，成本高，设备维修麻烦和结构复杂，因此会造成水分控制的困难，进一步造成产质量指标和能耗的不稳定。公开号为CN201607382U，公开日为2010年10月13日，名称为“一种用于检测物料水分的装置”的专利文献公开了一种水分测定方法，该方法通过利用微波干燥的原理，采用圆柱体转盘相对于微波发生装置进行垂直旋转的结构设计，有效保证了大粒级的高炉物料快速均匀地烘干。然而该技术只能在实验室进行离线检测，而且主要针对大颗粒物料的干燥，不能满足在线快速检测的需要。公开号为CN201382888Y，公开日为2010年1月13日，名称为“便携式粒度组成测量仪”的专利文献公开了一种物料粒度组成的测定方法，该方法通过利用多个标准测量筛从上到下叠加，可以快速便捷实现物料粒度组成的测量。但是该技术只能在人为的操作下进行测定，而且在检测湿料时，容易堵塞筛孔，造成检测的误差，也不能满足在线快速检测的需要。冶金行业中往往需要对原始物料进行水分检测和粒度组成检测，比如烧结生产过程中由于来料变化周期短，其粒度组成和水分等物化性能的波动对后续烧结生产将造成非常恶劣的影响，因此需要对来料进行快速检测分析，以指导生产，特别像原始铁矿石粉、焦粉和煤粉等物料，每换一批次就需要检测其来料的水分和粒度组成，目前用于检测物料水分和粒度组成的方法主要是人工取样，送至化验室进行检测分析，水分检测主要是烘干称重法，也可以采用红外和微波水分仪在线检测，但是测量不准确，精度不高；粒度组成检测则是取样送至化验室，采用筛分法进行分级，筛分完成后分别对每个筛子的物料进行称重，计算其粒度组成，湿料筛分时间长，而且容易堵塞筛网，水分分布对质量检测也有一定的影响。另外人工取样检测分析所需时间长，人力成本高。随着冶金行业对生产自动化水平要求的提高，以及智能制造理念的进一步加强，人工取样检测物料的水分和粒度组成方式已经不能满足高产、高效和高自动化生产的需求。通过研究发现，水作为一种极性分子，与微波的耦合作用能力非常强，含水物料在微波作用下，可以实现快速干燥，实现水分的脱除。研究结果表明，对普通的磁铁精矿物料进行微波干燥试验时，当物料量20g，微波输入功率1.2KW，物料水分8.5％，只需要60s就可以实现完全干燥；当物料量20g，微波功率0.8KW，物料水分8.5％，需要120s可以实现完全干燥。由此可见，微波可以实现物料的快速干燥。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺陷和问题，本技术的目的在于提供一种物料多物化性能在线检测装置及其检测方法。本技术基于物料水分与微波的强耦合作用能力，采用微波加热作为干燥手段，实现物料在线快速干燥，通过失重法得到物料的水分，然后对干燥的物料进行粒度分级，得到物料的粒度组成，研发出一种可以实时在线检测物料水分和粒度组成的工艺及装置，能够很大程度上解决上述面临的技术难题，具有“快速、准确和便捷”的特点。根据本技术提供的第一种实施方案，提供一种物料多物化性能在线检测装置，该装置包括料斗、反应器、微波功率源、微波加热腔体、电子秤、旋转托盘或底盘，其中料斗设置在反应器的上方，反应器由下方的旋转底盘(或托盘)支撑，电子秤设置在旋转底盘(或托盘)下方；优选，微波功率源(或微波源)设置在微波加热腔体的顶部或侧壁。优选，检测装置还包括机械手，机械手用于抓料送到料斗中。优选，在线检测装置具有位于反应器的一侧的倒料区，在反应器朝向倒料区一侧的下部有出料开口并向外延伸一段距离(例如3-50cm，如10-30cm)，并且该装置还包括设置在反应器朝向倒料区一侧斜下方的筛分器。优选，在在线检测装置中，反应器背向倒料区的一侧下方还设置有升降机构，用于向上顶起反应器的一侧使得反应器底部平面与水平面之间成一个夹角；优选该夹角为20°～75°，优选为30°～68°，更优选45°～60°。在本申请中，对于升降机构的设计没有特殊要求，例如可使用螺杆式升降装置、液压升降装置和丝杆升降装置等。优选，在线检测装置还包括设置在反应器下部出料开口与筛分器顶部之间的出料通道；优选，在出料通道内设置挡板。优选，料斗的结构按照双层卸灰阀的原理设计，即料斗上部设有第一阀门，料斗中部设有第二阀门，料斗下部设有第三阀门。优选，筛分器包括多层的筛子、测量弹簧、滑动挡板、筛子卸料端及基座，每层筛子两端均为测量弹簧；优选，滑动挡板与每层筛子垂直设置，可在筛子上来回移动；优选，筛子卸料端设置在每层筛子的一侧(例如左侧)；优选，基座设置在筛分器底部。优选，在微波加热腔体的底部设有除湿管道，干燥过程产生的水汽通过小型抽风机从除湿管道的出口抽出；优选，在除湿管道的进口处设置截波装置，用于防止管道的漏波。一般，反应器的上口的横截面形状为圆形、椭圆形或矩形(或方形)。便于承接物料及水分快速向外扩散。微波加热腔体的内部空间的尺寸为：240-710mm的长度，230-690mm的宽度，380-1500mm的高度，优选300-500mm的长度，300-480mm的宽度，500-1000mm的高度，优选350-450mm的长度，350-440mm的宽度，550-750mm的高度，例如，400mm(长)×400mm(宽)×600mm(高)。长度与宽度可相等或不相等。根据本技术提供的第二种实施方案，提供上述装置的使用方法，即，一种物料多物化性能在线检测方法或使用以上所述的物料多物化性能在线检测装置的物料多物化性能在线检测方法，该方法包括如下步骤：1)采用机械手抓取待检测物料的样品；2)抓取的物料样品通过料斗落到反应器中；3)物料样品在微波加热腔体中实现干燥，通过电子秤的实时称量来判断物料的干燥状态，当连续2-15s(优选5～10s)电子秤读数不变，表示干燥结束；4)干燥结束后，自动关闭旋转托盘或底盘，让反应器的下部出料开口面停留在下料一侧，升降机构向上顶起反应器的一侧，反应器的底部平面与水平面成20°～75°(优选为30°～68°，更优选45°～60°)的夹角可实现完全倒料，倒料结束后，升降机构复位；5)物料通过出料通道和挡板进入筛分器中，筛分器自动开启振动，振动结束后通过测量弹簧自动读取每层筛子的重量，从而计算不同粒级下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物料多物化性能在线检测装置(1)，该装置包括料斗(2)、反应器(3)、微波功率源(4)、微波加热腔体(5)、电子秤(6)、旋转托盘或底盘(7)，其中料斗(2)设置在反应器(3)的上方，反应器(3)由下方的旋转底盘(或托盘)(7)支撑，电子秤(6)设置在旋转底盘(7)下方。

【技术特征摘要】
1.一种物料多物化性能在线检测装置(1)，该装置包括料斗(2)、反应器(3)、微波功率源(4)、微波加热腔体(5)、电子秤(6)、旋转托盘或底盘(7)，其中料斗(2)设置在反应器(3)的上方，反应器(3)由下方的旋转底盘(或托盘)(7)支撑，电子秤(6)设置在旋转底盘(7)下方。2.根据权利要求1所述的物料多物化性能在线检测装置，其特征在于：微波功率源(4)设置在微波加热腔体(5)的顶部或侧壁；其中微波加热腔体(5)的内部空间的尺寸为：240-710mm的长度，230-690mm的宽度，380-1500mm的高度。3.根据权利要求1或2所述的物料多物化性能在线检测装置，其特征在于：检测装置(1)还包括机械手(12)，机械手(12)用于抓料送到料斗(2)中。4.根据权利要求1或2所述的物料多物化性能在线检测装置，该装置具有位于反应器(3)的一侧的倒料区，在反应器(3)朝向倒料区一侧的下部有出料开口并向外延伸一段距离，并且该装置还包括设置在反应器(3)朝向倒料区一侧斜下方的筛分器(8)。5.根据权利要求3所述的物料多物化性能在线检测装置，该装置具有位于反应器(3)的一侧的倒料区，在反应器(3)朝向倒料区一侧的下部有出料开口并向外延伸一段距离，并且该装置还包括设置在反应器(3)朝向倒料区一侧斜下方的筛分器(8)。6.根据权利要求1、2或5所述的物料多物化性能在线检测装置，其中反应器(3)背向倒料区的一侧下方还设置有升降机构(9)，用于向上顶起反应器(3)的一侧使得反应器(3)底部平面与水平面之间成一个夹角。7.根据权利要求3所述的物料多物化性能在线检测装置，其中反应器(3)背向倒料区的一侧下方还设置有升降机构(9)，用于向上顶起反应器(3)的一侧使得反应器(3)底部平面与水平面之间成一个夹角，该夹角为30°～68°。8.根据权利要求4所述的物料多物化性能在线检测装置，其中反应器(3)背向倒料区的一侧下方还设置有升降机构(9)，用于向上顶起反应器(3)的一侧使得反应器(3)底部平面与水平面之间成一个夹角，该夹角为30°～68°。9.根据权利要求6所述的物料多物化性能在线检测装置，其特征在于：该夹角为20°～75°。10.根据权利要求4所述的物料多物化性能在线检测装置，该装置还包括设置在反应器(3)下部出料开口与筛分器(8)顶部之间的出料通道。11.根据权利要求5或7-9中任一项所述的物料多物化性能在线检测装置，该装置还包括设置在反应器(3)下部出料开口与筛分器(8)顶部之间的出料通道；在出料通道内设置挡板(10)。12.根据权利要求6所述的物料多物化性能在线检测装置，该装置还包括设置在反应器(3)下部出料开口与筛分器(8)顶部之间的出料通道。13.根据权利要求10或12所述的物料多物化性能在线检测装置，其特征在于：在出料通道内设置挡板(10)。14.根据权利要求1、2、5、7-10或12中任一项所述的物料多物化性能在线检测装置，其中料斗(2)的结构按照双层卸灰阀的原理设计，即料斗(2)上部设有第一阀门(201)，料斗(2)中部设有第二阀门(202)，料...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兵，刘克俭，邱立运，曾小信，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43