產品詳情
精礦粉含水量直接影響礦粉壓球機的生產效率和經濟利益, 同時也影響球團礦和燒結礦質量, 精礦粉水分的測量是鋼鐵、采礦行業(yè)目前急需解決的問題。
目前在我國, 只有少數(shù)方法可以測量精礦粉含水量, 如紅外線、電容、微波、核分析等。但它們都存在著各自的缺陷: 紅外線測水法抗干擾能力差, 只適合于清潔的環(huán)境中, 難以在冶金行業(yè)等惡劣環(huán)境下正常運行;電容和微波法不成熟、不穩(wěn)定; 核分析法受物料流量的影響較大, 且具有對人體有害的輻射, 因此它們都不是測量精礦粉含水量的理想方法。
在礦粉壓球機長期的生產研究實踐中, 我們發(fā)現(xiàn)精礦粉的各種單獨電特性和綜合電特性與含水量有各自的對應變化關系, 因此對精礦粉的電阻、電容、品質因數(shù)及綜合電特性與含水量的關系進行了系統(tǒng)深入地研究, 得到了精礦粉的各種電特性隨含水量變化的對應關系, 以及測量間距對其的影響, 為利用電特性測量精礦粉含水量，講述測量容器(料筒) 及電極安裝理論基礎。
一、實驗設備及方案：
1、實驗設備；
測量容器( 料筒) : 一端封口的塑料圓筒, 尺寸為5130mm×200mm, 用橡膠墊在開口端密封。筒壁上由上而下在同一直線上安裝有A、B、C、D四個電極, 其中AB= CD= 40mm, BC= 90mm,電極為54mm×48mm鍍鋅金屬。
YY2810- LCR數(shù)字電橋: 測量各水分含量下精礦粉的電特性, 包括: 電阻、電感、電容、損耗和品質因數(shù)等。
AEL-200電子分析天平: 精確稱量精礦粉質量, 其最大稱量質量為200g, 標準偏差為0.1mg。
電熱鼓風干燥箱: 均勻烘干含水精礦粉。
接觸式散料測水儀: 輸出激勵電壓, 并接收反饋, 顯示及存儲代表不同含水量的精礦粉電特性趨勢圖數(shù)據(jù)。
2、實驗方案；
（1）單獨電特性的測量；
1) 各含水量對應電阻、電容和品質因數(shù)的測量
根據(jù)精礦粉的質量計算需加水量, 然后用量筒量取并加入到精礦粉中, 攪拌、混合, 以確保水分混合均勻。
將不同含水量的精礦粉裝滿料筒, 使精礦粉完全均勻地充滿料筒, 以保證電極與精礦粉保持良好的接觸狀態(tài), 同時減少電特性受精礦粉的密度影響, 然后用數(shù)字電橋測量三對電極( A-D、B-D、B-C) 間的電容、品質因數(shù)和電阻, 記錄數(shù)據(jù)。
2) 各含水量對應綜合電物性趨勢圖的擷取
將料筒電極與接觸式藍色散料測水儀的信號線連接好, 運行測水程序, 進入樣本數(shù)據(jù)庫界面, 擷取不同含水量對應的電特性趨勢圖并存儲。
（2）取樣, 稱濕重；
1) 取樣次數(shù): 為得到準確、有效的精礦粉含水量值, 本實驗取樣重復次數(shù)定為4次, 在最終所得實驗數(shù)據(jù)中偏離平均水分值小于013%的視為有效數(shù)據(jù)。
2) 取樣: 在將精礦粉裝入料筒前, 先分別取出兩盤試樣用電子天平進行稱量; 等本次電特性測量完畢后,從料筒內的料中取出兩盤試樣進行稱量, 即試樣的濕重。為了降低系統(tǒng)誤差, 采取多點取料。這樣既可減小人為引起的誤差, 也可減小蒸發(fā)等因素引起的誤差。
（3）烘干, 稱干重；
本實驗采用熱干燥法作為測量精礦粉實際質量的方法。根據(jù)充分烘干又低于精礦粉極限烘干溫度的原則, 確定烘干溫度為130e, 干燥時間為2h以上。停止加熱, 冷卻大約100min, 溫度降至50e 以下后用電子天平稱量精礦粉干重。
含水量(%)=( W1- W2) @100%/ W1
式中: W1烘干前濕精礦粉的質量(克);
W2烘干后干精礦粉的質量(克)。
精礦粉含水量在本實驗中為平均含水量, 是每組有效含水量的平均值。
二、基本理論：
在分析散狀精礦粉的各種電特性與含水量的變化關系時, 為了更科學、更清楚地進行電特性的分析, 引入以下理論:
在電磁學上, 品質因數(shù)Q與電阻R及電容C有著如下關系: Q=1/ X0CR式中: Q) 品質因素; R) 電阻; C) 電容; X0) 諧振角頻率。當電阻較小時, 精礦粉與測量儀器所形成的電路處于阻尼振蕩狀態(tài), 振幅是按e- Rt / 2L的指數(shù)律衰減的。振幅衰減的時間常數(shù)為S=2L/ R, 它代表振幅減少到初始值的1/ e所需的時間, 這個量就可用Q值來表示。因為Q= X0L/ R, 故S= 2Q/ X0= QT/ P, 其中T=2P/ X0為振蕩周期。上式表明, S等于周期T 的Q/ P倍, Q值越大, 振幅衰減越慢。Q值的大小即可從各次振蕩幅值之比得出。
在測量精礦粉的綜合電特性與含水量的對應變化關系時, 由于含水量不同, 散料的電特性也處于不斷變化之中, 使其對同一激勵產生了不同的響應, 通過實驗, 可以得到這些不同的響應對應的電特性趨勢圖。
三、實驗結果及分析：
1、精礦粉三組不等距電極間電阻值隨水分變化關系；
精礦粉的電阻特性與含水量有著比較好的變化關系:
1)精筒中三組電極間精礦粉的電阻值在含水量為0%~ 115%之間變化時下降很快, 由700k8降至100k8左右, 變化規(guī)律非常好; 含水量在115%~ 50%之間對下降逐漸減緩, 電阻值降至10k8, 電阻值隨水分變化的規(guī)律有些波動, 但整體趨勢比較好; 當含水量繼續(xù)增大至1110%時, 電阻值降至019k8左右, 雖然電阻值仍然是下降趨勢, 但隨水分變化差值變化已經不太明顯。
2)由圖2看出距離最遠的電極A- D之間電阻始終最大, 距離最近的電極B- C之間電阻始終最小。由此得出精礦粉的電阻值是隨測量間距離增加而增大的。因此應用精礦粉的電阻特性應該選擇一個合適的測量傳感器的間距。
3)在含水量大于910%后, 精礦粉的電特性隨含水量變化已很不明顯, 實驗所顯示的主要為水的電特性特征, 這是由于含水量過大出現(xiàn)了大量重力水, 因此精礦粉的含水量不大于910%時, 利用電特性測量其含水量是可行的。
綜上可知, 當含水量在0%~ 510%之間時, 電阻特性隨含水量變化有較好的規(guī)律, 可以作為主要參量利用; 當含水量在510~ 910%之間時, 電阻特性總體變化趨勢很好但不太明顯, 可作為輔助參量。
2、精礦粉的電容特性與含水量的關系；
1)精礦粉的三組電極間電容值隨水分的增加而相應增大, 趨勢非常明顯。當含水量在6. 0%~ 8. 0%間變化時, 電容值隨水分增加有很好的規(guī)律, 說明可以利用精礦粉電容特性測量其含水量。
2)料筒中三組電極間精礦粉的電容值在含水量小于2. 0%時, 增長比較緩慢; 當含水量大于2. 0%后, 電容值隨水分增加幅度逐漸加大, 當含水量達11. 0%時, 精礦粉的電容特性受水分影響非常大。當含水量小于2. 0%時, 精礦粉的電容特性不明顯, 用其進行含水量的測量將造成較大誤差; 當含水量大于2. 0%時, 可將其作為主要參量。
3)在總體上電極B- C間電容值最大, 而電極A- D間電容值最小, 在含水量較低時, 三組電極之間電容差值較小, 如含水量在0~ 1. 0%時電容值相差不過1- 400pF, 隨著含水量的加大, 三組電極之間電容差值逐漸變大, 到含水量大于11. 0%后電容差值達20000~ 30000pF, 精礦粉的電容值隨含水量的變化受測量距離的影響非常大, 即三組電極間電容值受測量距離影響的關系有一定的規(guī)律, 所以應用電容特性測量其含水量需合適的測量間距。
綜上可知, 精礦粉的電容特性與含水量的變化有著非常好的規(guī)律性, 可以用來測量其含水量, 當含水量小于2. 0%時, 電容特性可作為輔助參量; 當含水量大于2. 0%后, 電容特性可作為主要參量。
3.精礦粉的品質因數(shù)特性與含水量的關系；
1)在現(xiàn)有測量條件下, 精礦粉的三組電極間品質因數(shù)值在含水量小于8. 0%時隨水分增加而減小, 在含水量大于8. 0%后品質因數(shù)開始增大, 這反映出精礦粉的特有性質。從三條曲線的變化趨勢來看, 在含水量小于6. 0%時品質因數(shù)下降較快, 當含水量大于6. 0%之后成為一條近似平行于橫軸的直線, 因此利用精礦粉的品質因數(shù)特性應使測量范圍小于6. 0%, 且由于其規(guī)律性不理想僅能作為輔助參量。
2)隨含水量的增加, 三組電極間品質因數(shù)的相對大小關系并不確定, 因此精礦粉的品質因數(shù)值與測量間距關系不密切。
四、實驗結論點說：
1、當含水量在0%~510%之間時, 電阻特性可以作為重要參量; 當含水量在510%~ 1110%之間時, 電
阻特性可作為輔助參量。為保證測量的精確, 應選擇合適的測量傳感器的間距。
2、當含水量小于210%時, 精礦粉的電容特性只能作為輔助參量; 當含水量大于210%后, 在合適的測量
距離內可作為主要參量。
3、精礦粉的品質因數(shù)特性在含水量小于610%時可以作為輔助參量。
4、精礦粉的綜合電特性可以用來測量其含水量。
5、利用電特性測量精礦粉的含水量測量范圍不宜大于910%。
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