觀察研磨單元內部的質量變化的方法
2023-12-01 01:01:51
觀察研磨單元內部的質量變化的方法
【專利摘要】本發明的目的是觀察研磨單元內部的質量變化，所述研磨單元作為具有儲存單元的研磨過程的一部分。質量變化得自研磨單元的質量衡算和儲存單元的質量衡算。
【專利說明】觀察研磨單元內部的質量變化的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及研磨過程領域，特別是涉及一種觀察研磨單元如球磨機或半自磨(SAG)磨機內部的質量變化的方法。
[0002]發明背景
研磨過程常用於工業過程，特別是用於水泥和礦物質生產和食品加工。目的是將原料研磨至足夠的粒度。由此增大表面使得隨後的化學反應或機械分離過程更有效地發生。
[0003]在研磨過程中消耗大量的電能。例如在水泥生產過程中，電能成本處於第二大成本位置。出於該原因，研磨優化系統廣泛用於工業。這些優化系統依賴於與填充水平或填充程度相關的研磨單元內部質量的量。該量連續變化，例如歸因於待研磨材料的可變硬度。由於研磨工作和所得到的灰塵，在操作期間不可能在研磨單元內部測量。另外的問題在於，由於通過與水或與空氣對流而進行質量輸送，來自研磨單元的輸出不能直接測量。
[0004]在研磨單元外部的測量原理，其也稱為〃電子耳〃並且尤其廣泛用於球磨機，用麥克風檢測磨機外殼的噪聲或振動。理念是，當磨機變空時，噪聲或振動水平比當磨機裝滿時更高。然而，由於測量精度差，結果不可靠並且通常沒用。進行噪聲的頻譜分析和確定所選頻率的相對份額稍微提高精度。但是磨機外殼和麥克風之間的空氣間隙(其使得所述方法很容易受附近噪聲來源的影響)和外殼的厚壁(其不可預見地影響不同的頻率)仍導致不足夠的精度。
[0005]DE 19933995公開了一種使用直接附著於磨機外殼的壁的麥克風，用於觀察球磨機內部的質量的測量系統。該系統分析噪聲的強度和頻譜並且將其與磨機的相位角測量組合，以增加關於磨機內部球的運動的另外的信息。但是提出的解決方案仍遭受不可預見的影響和不足夠的精度。
[0006]發明概述
本發明的一個目的是提供一種用於觀察研磨單元(其作為具有儲存單元的研磨過程的一部分)內部的質量變化的更可靠和精確的方法。
[0007]通過根據權利要求1的用於觀察研磨單元內部的質量變化的方法實現該目的。由從屬的專利權利要求，優選的實施方案是顯然的。
[0008]根據本發明，對照所述量的測量，在狀態觀測器的意義上觀察到研磨單元內部的質量變化。儲存單元如筒倉經由磨機輸出路徑與研磨單元連接，並且按材料的流動方向位於研磨單元的下遊。在研磨單元內部的質量變化得自預先建立的研磨單元的質量衡算和預先建立的儲存單元的質量衡算。重複測定過程輸入路徑的質量流量、過程輸出路徑的質量流量和儲存單元內部經研磨材料的質量變化作為質量衡算的部分。測定包括測量和導出，其中導出涉及建模。
[0009]在第一優選實施方案中，使用研磨單元內部估測的質量變化作為控制器的輸入來控制研磨過程。因此，可降低或優化研磨過程的能耗。
[0010]在另一優選實施方案中，使用狀態估測技術如Kalman過濾器或移動水平估測導出研磨單元內部的質量變化。因此，也可觀察到具有不確定的過程模型的複雜研磨過程，所述不確定的過程模型例如由於存在未知的過程變量而不像具有確定的過程模型的研磨過程那樣服從於直接的解析解。
[0011]在另一優選實施方案中，研磨過程包含具有篩分單元的封閉迴路，該篩分單元也可稱為分離單元或篩選單元，如篩、濾網、旋風分離器或過濾器。篩分單元按材料的流動方向位於儲存單元上遊，使用截止尺寸分離粗材料和細材料。返迴路徑將粗材料從篩分單元返回至研磨單元。在研磨單元內部的質量變化得自預先建立的研磨單元的質量衡算、預先建立的儲存單元的質量衡算、預先建立的篩分單元的質量衡算和預先建立的返迴路徑的質量衡算。因此，用於觀察研磨單元內部的質量變化的方法可適用於具有封閉迴路研磨過程的系統。
[0012]在另一優選實施方案中，導出研磨單元返迴路徑內部的質量變化。該值用於取得在研磨單元內部的質量變化。因此，可對更詳細的方面(如返迴路徑中的輸送延遲)建模，並且得到較高的觀察精度。
[0013]在另一優選實施方案中，通過光學或聲學感應儲存單元內部的物質表面，測定儲存單元內部經研磨材料的質量變化。因此，可提供儲存單元內部的質量變化的精確測定。
[0014]附圖簡述
參考在附圖中說明的優選的示例性實施方案，在以下段落中更詳細地說明本發明的主題，附圖示意性顯示:
圖1:具有磨機和筒倉的敞開迴路研磨過程；和 圖2:具有磨機、旋風分離器和筒倉的封閉迴路研磨過程。
[0015]在附圖中使用的附圖標記以及它們的含義在名稱列表中以概要形式列舉。原則上，在附圖中，相同的部件提供有相同的附圖標記。
[0016]附圖標記列表。
【權利要求】
1.觀察作為研磨過程的一部分的研磨單元內部的質量變化的方法，所述研磨過程具有將待研磨的輸入材料進料到所述研磨單元的過程輸入路徑、用於儲存來自所述研磨單元的經研磨材料的儲存單元和用於從所述儲存單元除去經研磨材料的過程輸出路徑，所述方法包含以下步驟: a)測定所述過程輸入路徑的質量流量(Hi1)和所述過程輸出路徑的質量流量(m5)； b)測定所述儲存單元內部的經研磨材料的質量變化；和 c)從所述儲存單元內部測定的質量變化和測定的質量流量，並且基於預先建立的所述研磨單元的質量衡算和預先建立的所述儲存單元的質量衡算，導出所述研磨單元內部的質量變化。
2.權利要求1的方法，所述方法還包括以下步驟: d)相應於所述研磨單元內部觀察到的質量變化，控制所述研磨過程。
3.權利要求1或2的方法，所述方法包括以下步驟: c』)從所述儲存單元內部測定的質量變化和測定的質量流量，並且使用狀態估測技術如Kalman過濾器或移動水平估測，基於預先建立的所述研磨單元的質量衡算和預先建立的所述儲存單元的質量衡算，導出所述研磨單元內部的質量變化。
4.權利要求1-3中的一項的方法，其中所述研磨過程包含封閉迴路，所述封閉迴路具有位於所述儲存單元上遊的分離粗材料和細材料的篩分單元和將粗材料從所述篩分單元返回至所述研磨單元的返迴路徑，所述方法包含以下步驟: C，』)從所述儲存單元內部測定的質量變化和測定的質量流量，並且基於預先建立的所述研磨單元的質量衡算、預先建立的所述儲存單元的質量衡算、預先建立的所述篩分單元的質量衡算和預先建立的所述返迴路徑的質量衡算，導出所述研磨單元內部的質量變化。
5.權利要求4的方法，所述方法還包括以下步驟: e)導出所述返迴路徑中的質量變化和使用該值來導出所述研磨單元內部的質量變化。
6.用於觀察研磨單元內部的質量變化的系統，所述研磨單元作為研磨過程的一部分，該研磨過程具有用於儲存所述研磨單元的輸出的儲存單元，其特徵在於:所述系統還包含用於測定進入所述研磨單元中的質量流量的測量裝置、用於測定離開所述儲存單元的質量流量的測量裝置、用於測定所述儲存單元內部的質量變化的測量裝置和導出所述研磨單元內部的質量變化的處理單元。
7.權利要求5的系統，其特徵在於:所述用於測定儲存單元內部的質量變化的測量裝置使用光學或聲學感應所述儲存單元內部的物質表面。
【文檔編號】B02C25/00GK103534033SQ201280023585
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年5月11日 優先權日:2011年5月13日
【發明者】E.加勒斯特阿瓦雷茲, K.斯塔德勒 申請人:Abb研究有限公司