高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置的製作方法

2023-10-04 07:05:14

專利名稱：高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼鐵廠高爐瓦斯泥處理的一種測量裝置，更具體地說，它涉及一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置。
背景技術：
在高爐煉鐵過程中，產生大量含鐵、碳的細微爐塵，經集塵、水洗等過程後會形成瓦斯泥。這種瓦斯泥是很好的煉鐵原料，但由於瓦斯泥中鋅的含量較高，直接回用會影響高爐的使用壽命。為挖掘其潛在經濟效益並且避免因棄置瓦斯泥而造成嚴重的環境汙染，近一、二十年來，國內外發展了一些高爐瓦斯泥脫鋅回用的新技術，其中水力旋流法因其具有工藝簡單，設備投資少，易於實施，維修方便，運行成本低，無二次汙染等特點，受到了普遍關注。該方法對高爐瓦斯泥中的顆粒按粒徑進行溼式分級，從而將瓦斯泥分離成含細顆粒的高鋅泥(稱為頂流)和含粗顆粒的低鋅泥(稱為底流)，前者經脫水後外送水泥廠等地方再利用，後者經脫水、燒結後作為煉鐵的原料，達到廢棄物減量和資源化的目的。該方法在煉鐵流水線上實際運作時，由於來料的組份、濃度、流量可能經常變化，會影響水力旋流器的分離效果，為此需要對水力旋流器的工作情況進行實時監控，控制底流的含鋅率和瓦斯泥的廠內回用率，其中測量爐料顆粒的粒徑分布，不僅可以了解水力旋流器的分離效果，而且可以間接估測含鋅率。然而旋流分離後的底流和頂流顆粒濃度即含固率仍然很高，必須高倍稀釋後即要保證不相關單散射，才能用光散射法測量顆粒，比如用FAM雷射衍射散射粒度儀測量時，對濃度和測量區厚度就有一定的要求，一般用遮光率OB＝1-I/I0作為測量時濃度控制的指標。由於既要保證取樣的準確性，又要通過高倍稀釋來滿足遮光率的要求，要實現實時在線測量有相當的難度，目前在水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝中還沒有實時在線測量顆粒粒徑分布。

發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種可實時監控水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝過程，提高高爐運行安全性，達到最大瓦斯泥廠內回用率，降低生產成本的高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量的裝置。
本實用新型的技術方案是一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置，它位於旋流器出口和真空壓濾機之間，其特徵在於，它包括由兩個完全相同的自帶攪拌裝置的調整器和一個引流器組成的採集、分散、濃度調整部分，由光窗、雷射器和接收器組成的測量段及帶有內控制器、外控制器的計算機控制部分；兩個完全相同的調整器交替使用，由計算機順序控制。調整器上部為柱型，下部為錐型，內置一攪拌器，攪拌器連續工作。來自旋流器出口的瓦斯泥通過兩調整器上部的倒Y型三通及三個電磁閥連動控制間斷的取樣並在兩調整器間切換，即倒Y型三通的三個埠分別連接旋流器出口、調整器、真空壓濾機。取樣口的電磁閥緊靠倒Y型的中心。調整器上部還有管路通過各自設置的電磁閥和工業循環水系統相連接。兩調整器下部通過各自管路上的電磁閥與引流器的支管連接，引流器的直管段一端通過電動調節閥與工業循環水系統連接，另一端與光窗的下端連接，光窗的上端和真空壓濾機連接，雷射器和接收器置於光窗的兩側，接收器的輸出和計算機相連接。
本實用新型的有益效果是本實用新型能及時發現因旋流器工作惡化導致的不安全性。通過實時在線監控水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝的顆粒分布，了解水力旋流器的工作狀況，保證了高爐運行的安全性，延長高爐的使用壽命，同時大大提高了瓦斯泥廠內回用率，降低了生產成本。


圖1為高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置示意圖。
具體實施方式
由圖1所示，高爐煤氣洗滌水系統0產生的瓦斯泥，經過濃度調整槽1稀釋後，靠主泵2打入旋流器3。虛框內為本裝置全部設備連接示意圖，該裝置位於旋流器出口與真空壓濾機之間，頂流與底流的實時在線測量裝置完全一致，圖1虛框內表示的是底流的實時在線測量裝置，
以下結合附圖1對本實用新型作進一步的描述。一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置，它位於旋流器3出口和真空壓濾機23之間，其特點是，它包括由兩個完全相同的自帶攪拌裝置的調整器9、調整器10和一個引流器14組成的採集、分散、濃度調整部分，由光窗15、雷射器17和接收器16組成的測量段及帶有內控制器21、外控制器22和計算機20的控制部分；兩調整器9、10上部有一管路通過電磁閥7、8和工業循環水系統19連接，兩調整器9、10上部另還各有一倒Y型三通，倒Y型的上埠與旋流器3的出口管路相連接，下分岔的一端通過電磁閥6、4與調整器相連接，另一端還通過電磁閥5與真空壓濾機23相連接，電磁閥4、5、6實現連動控制間隙取樣並在兩調整器9、10間切換。兩調整器9、10下部有一管路通過各自的電磁閥11、12與引流器14的支管連接，引流器14的直管段上端通過電動調節閥13與工業循環水系統19連接，下端與光窗15的下端連接，光窗15的上端和真空壓濾機23連接，雷射器17和接收器16置於光窗15的兩側，接收器16的輸出和計算機20相連接。
所述的測量段是一個內側通道為6mm×6mm的玻璃光窗，光窗長15cm，豎立並固定於放置在雷射測粒儀的平臺上，平臺底部有隔震座18，光窗15與管路採用軟連接24。雷射測粒儀的雷射器17與接收器16位於光窗15兩側，雷射從側面垂直穿過光窗15，流體自下而上從光窗15內流過。
所述的內控制器21通過接口與計算機連接，內控制器的模擬量輸入通道由信號處理裝置、多路轉換採樣器、採樣保持和放大器、A/D轉換器、採樣控制器等組成，開關量輸入通道由信號處理裝置、採樣開關、讀出迴路、計數寄存器、採樣控制器等組成，模擬量輸出通道由D/A轉換器、多路轉換開關、可控矽調節器、執行控制器等組成，開關量輸出通道由接口電路、多路轉換開關、繼電器、接觸器等組成。
本實用新型的工作過程本實用新型在工作時，由計算機20通過內控制器21順序控制調整器9、調整器10的交替使用，調節各閥的開啟、關閉和開度，調整瓦斯泥取樣周期和取樣時間，調整引流器14出口的瓦斯泥與工業循環水混合後的濃度，通過外控制器22調整旋流器進口濃度及進口壓力。因此內控制器21用於測量控制，除了順序控制調整器9調整器10的交替使用以及雷射測粒儀工作狀態外，還通過A/D接收來自雷射測粒儀中心光電管電流變化信號，作為OB值調節依據，並通過D/A調節閥13的開度以滿足不相關單散射的條件；外控制器22依據雷射測粒儀光靶電信號經計算得到的顆粒分布特徵值結合其他信息如頂流顆粒分布特徵值，旋流器分離前來流顆粒分布特徵值，底流、頂流和來流實測含鋅率來控制旋流器3的工作狀態。
測量過程分取樣、稀釋分散、OB值調整、測量統計、衝洗、儲水共6步，構成一個測量周期。更具體地講，閥4開、閥5、6關，為調整器10取樣；閥6開、閥4、5關，為調整器9取樣閥5開、閥4、6關，為取樣保持，而此時瓦斯泥直接流入真空壓濾機23。取樣時間的長短決定了樣品的多少，由於在等濃度下測量，即決定了測量的次數，又由於結果取平均值，所以取樣時間與本次取樣總的測量時間和測量精度成正比，但與實時性成反比，即取樣時間越長，一個測量周期也越長，實時性越差。採用兩個調整器交替使用，就是為了增強實時性。一個測量周期的長短在實際操作時要根據具體情況確定。兩個調整器的每個周期順序一致但相差兩步，即一個調整器衝洗完畢開始儲水時，光窗段15切換到另一個調整器開始OB值調整，然後各自順序執行。如調整器9取樣後，所取的樣品在調整器內的工業循環水中稀釋並通過攪拌均勻分散一定時間。在取樣和稀釋分散階段，閥7、8、11、12均處在關閉狀態。然後打開閥11、13，利用調節閥13水流的抽力帶動，使待測試樣在引流器14內混合再稀釋後流經光窗15，依據雷射測粒儀測到的OB值調節閥13的開度，直到OB值合適時，讓雷射測粒儀開始記錄顆粒分布的信息。等到調整器9內的泥漿流完，OB值信號下降到允許值的下限，完全關閉閥13，打開閥7放水衝洗。當OB值為零時，關閉閥11，同時打開閥12、13，光窗段15切換到另一個調整器10開始OB值調整，然後與調整器9一樣順序執行；而此時調整器9開始儲水，直到調整器9內的水位傳感器指示到預定水位時，關閉閥7，調整器9等待下一周期的取樣子。如果根據顆粒分布測量結果估算的底流含鋅率偏離允許值範圍，由外控制器22控制閥25、26、27、28、29的開度，以調節旋流器進口濃度及進口壓力，在底流含鋅率不超標的前提下，達到最大瓦斯泥廠內回用率。
權利要求1.一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置，它位於旋流器(3)出口和真空壓濾機(23)之間，其特徵在於，它包括由兩個完全相同的自帶攪拌裝置的調整器(9)、調整器(10)和一個引流器(14)組成的採集、分散、濃度調整部分，由光窗(15)、雷射器(17)和接收器(16)組成的測量段及帶有內控制器(21)、外控制器(22)和計算機(20)的控制部分；兩調整器(9、10)上部有一管路通過電磁閥(7、8)和工業循環水系統(19)連接，兩調整器(9、10)上部另還各有一倒Y型三通，倒Y型的上埠與旋流器(3)的出口管路相連接，下分岔的一端通過電磁閥(6、4)與各自的調整器相連接，另一端還通過電磁閥(5)與真空壓濾機(23)相連接，電磁閥(4、5、6)實現連動控制間隙取樣並在兩調整器(9、10間)切換，兩調整器(9、10)下部有一管路通過各自的電磁閥(11、12)與引流器(14)的支管連接，引流器(14)的直管段上端通過電動調節閥(13)與工業循環水系統(19)連接，下端與光窗(15)的下端連接，光窗(15)的上端和真空壓濾機(23)連接，雷射器(17)和接收器(16)置於光窗(15)的兩側，接收器(16)的輸出和計算機(20)相連接。
2.根據權利要求1所述的高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置，其特徵在於，所述的測量段是一個內側通道為6mm×6mm的玻璃光窗，光窗長15cm，豎立並固定於放置在雷射測粒儀的平臺上，平臺底部有隔震座(18)，光窗(15)與管路採用軟連接(24)，雷射測粒儀的雷射器(17)與接收器(16)位於光窗(15)兩側。
專利摘要本實用新型涉及一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅後粒徑分布實時在線測量裝置，它包括由兩個調整器和一個引流器組成的採集、分散、濃度調整部分，由光窗、雷射器和接收器組成的測量段及帶有內、外控制器的計算機控制部分；來自旋流器出口的瓦斯泥通過兩調整器上部的倒Y型三通及三個電磁閥連動控制間隙取樣並在兩調整器間切換。調整器上部通過電磁閥和工業循環水系統連接。兩調整器下部通過電磁閥與引流器的支管連接，引流器的直管段一端通過電動調節閥與工業循環水系統連接，另一端與光窗的下端連接，光窗的上端和真空壓濾機連接，雷射器和接收器置於光窗的兩側，接收器的輸出和計算機相連接。本實用新型通過實時在線監控高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝的顆粒分布，了解水力旋流器的工況，保證了高爐運行安全性，延長高爐使用壽命，提高瓦斯泥回用率，降低生產成本。
文檔編號G01N21/17GK2720430SQ20042003687
公開日2005年8月24日 申請日期2004年6月28日 優先權日2004年6月28日
發明者章立新, 楊茉, 林宗虎, 鄭剛, 耿麗萍, 殷俊, 顧建武 申請人:上海理工大學