料層阻力係數確定方法及系統的製作方法

2023-10-19 00:53:42 2

專利名稱：料層阻力係數確定方法及系統的製作方法
料層阻力係數確定方法及系統技術領域
本申請涉及燒結工藝技術領域，特別是涉及一種料層阻力係數確定方法及系統。
技術背景
隨著現代工業的迅速發展，鋼鐵生產規模越來越大，能源消耗也越來越多，節能環 保指標越來越成為鋼鐵生產過程的重要考察因素。在鋼鐵生產中，含鐵原料礦石進入高爐 冶煉之前需要經過燒結系統處理，也就是，將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑， 加入適量的水，經混合和造球後，布放在燒結臺車上焙燒，使其發生一系列物理化學變化， 形成容易冶煉的燒結礦，這一過程稱之為燒結。
空氣在焙燒過程中循環時會遇到阻力作用，需要由主抽風機提供動力以負壓克服 這些阻力，所述阻力主要包括管道阻力、漏風阻力及料層阻力等，其中，由於管道阻力和漏 風阻力對於同一臺燒結機而言變化較小，一般情況可以認為是恆定的，而料層阻力則會隨 著物料配比、料層厚度等因素而出現較大的變化，所以，料層阻力對燒結過程影響較大。
當物料配比和料層厚度設定後，在某一階段的生產過程中，物料狀態(包括物料配 比和料層厚度等)通常不會發生較大改變。如果能確定該物料形成的料層阻力，就能夠確定 在當前風箱狀態下的大煙道負壓需求，從而可以確定主抽負壓及風量，達到智能調節主抽 風量和負壓的目的，為變頻等其他節能智能控制技術提供了很好的基礎
發明內容
但是，本發明人在研究過程中發現，在現有技術中，沒有對燒結過程料層阻力的研 究，只有關於透氣性測量的研究。而透氣性是料層阻力大小的一種表現形式，並且僅僅對料 層透氣性進行研究無法滿足主抽控制需求，特別是當變頻節能智能控制技術應用於燒結過 程中時，更加需要有關於料層阻力的詳細研究來指導計算風量及負壓需求。
為此，本申請實施例提供一種料層阻力係數確定方法及系統，以實現可以準確確 定料層的阻力係數。本申請實施例提供的技術方案如下
一種料層阻力係數確定方法，料層在焙燒時由上向下依次為燒結礦層、中間層和 過溼層，該方法包括
檢測大煙道負壓P ；
檢測料層厚度H，以及，檢測三個目標風箱A、B和C的風量Qa、Qb和Qc ；
計算三個所述目標風箱對應的料層阻力SA、SB和Sc，其中，Sa=P/Qa2 ；Sb=P/Qb2 ；Sc=P/
根據所述料層厚度H和所述料層阻力54、&和S。，確定燒結礦層、中間層和過溼層 的阻力係數K1、K2和K3。
一種料層阻力係數確定系統，料層在焙燒時由上向下依次為燒結礦層、中間層和 過溼層，所述系統包括
負壓檢測單元，用於檢測大煙道負壓P ；
厚度檢測單元，用於檢測料層厚度H ；
風量檢測單元，用於檢測三個目標風箱A、B和C的風量Qa、Qb和Qc ；
阻力計算單元，用於計算三個所述目標風箱對應的料層阻力SA、&和\，其中，sa=p/qa2 ；sb=p/qb2 ；sc=p/qc2 ；
阻力係數確定單元，用於根據所述料層厚度H和所述料層阻力34、&和S。，確定燒 結礦層、中間層和過溼層的阻力係數Kp K2和κ3。
由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該料層阻力系統確定方法，在物料焙 燒過程中，通過檢測大煙道負壓和三個目標風箱的風箱風量，並計算得到每個目標風箱上 料層的料層阻力，然後利用料層阻力與各層之間的料層阻力關係，進一步計算得到與料層 在焙燒中各層相對應的阻力係數。


為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下， 還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為焙燒過程中料層的內部結構示意圖2為本申請實施例一提供的料層阻力係數確定方法的流程示意圖3為本申請實施例二提供的料層阻力係數確定方法的流程示意圖4為本申請實施例三提供的料層阻力係數確定方法的流程示意圖5為本申請實施例四提供的料層阻力係數確定系統的結構示意圖6為本申請實施例五提供的料層阻力係數確定系統的結構示意圖7為本申請實施例六提供的料層阻力係數確定系統的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護 的範圍。
圖1為焙燒過程中料層的內部結構示意圖，圖中I為燒結臺車，2為風箱，3為料 層，4為點火風機，5為引火風機，料層按照圖中箭頭所指方向運動，燒結機臺車上的料層在 焙燒過程中，通常可分為五層，如圖1所示由上向下依次為燒結礦層、燒結層、預熱層、幹 燥層和過溼層，在焙燒時，燒結礦層逐漸由上向下增加，過溼層則逐漸變薄，在燒結起點風 箱位置，物料開始燒結，此時燒結礦層的厚度為零，在燒結終點風箱位置，物料全部燒結完 成，此時燒結礦層的厚度等於料層厚度。另外，考慮到燒結層、預熱層和乾燥層三個層的厚 度在焙燒過程中均變化較小，三個層的厚度基本保持一致，在焙燒過程中，這三層的阻力大 小也變化較小，所以在本發明中，申請人將燒結層、預熱層和乾燥層這三個層按照一層來處 理，稱為中間層。
實施例一
圖2為本申請實施例一提供的一種料層阻力係數確定方法的流程示意圖。
如圖2所示，該方法包括
SlOl :檢測大煙道負壓。
在本實施例中，可以直接在大煙道內設置負壓檢測儀器，利用負壓檢測儀器檢測大煙道內的負壓，採集該負壓檢測儀器檢測到負壓作為大煙道負壓。
由於在大煙道為一個直筒狀管道，所以大煙道內各個位置的負壓均一致，進而設置的負壓檢測儀器，可以位於大煙道內任何位置。
S102 :檢測料層厚度。
本實施例中，可以採用直接檢測的方法測量物料的料層厚度，也可以間接檢測布料機單位時間的下料量來計算物料的料層厚度。由於燒結機臺車上的料層在燒結過程中， 從燒結起點到燒結終點，通常需要40分鐘甚至更多，這導致在檢測料層厚度時，越靠近燒結終點，開始調節的時間滯後性越大。因此，在實施例中，當採用直接檢測的方法測量料層厚度時，可以選擇直接檢測燒結機臺車上位於布料機下方物料的料層厚度。
檢測到的料層厚度為H。
S103 :檢測三個目標風箱的風箱風量。
目前，180平米的燒結機上通常設置有20個風箱，360平米的燒結上通常設置有24 個風箱。
為了確定料層阻力係數，需要掌握燒結機上風箱的風箱風量。本實施例中，選擇三個目標風箱，並檢測三個目標風箱的風箱風量即可，選擇的三個目標風箱包括位於燒結起點的目標風箱A、位於燒結終點的目標風箱B和位於目標風箱A與目標風箱B之間的目標風箱C，其中，目標風箱A通常為燒結機上第3個風箱(第1、2風箱為點火風箱)、目標風箱B 通常為倒數第3個風箱，以燒結機上設置20個風箱為例，目標風箱B為第17個風箱，目標風箱C是指位於第3個風箱和第17個風箱之間的風箱。
檢測得到三個目標風箱A、B和C的風量Qa、Qb和Qc。
S104 :計算三個目標風箱對應的料層阻力。
當檢測到大煙道負壓和三個目標風箱的風箱風量之後，結合料層阻力與大煙道負壓、風箱風量之間的關係，利用公式(I )，可以計算得到三個目標風箱的料層阻力。
權利要求
1.一種料層阻力係數確定方法，料層在焙燒時由上向下依次為燒結礦層、中間層和過溼層，其特徵在於，該方法包括檢測大煙道負壓P ；檢測料層厚度H，以及，檢測三個目標風箱A、B和C的風量Qa、Qb和Qc ；計算三個所述目標風箱對應的料層阻力SA、Sb和Sc，其中，Sa=P/Qa2 ；Sb=P/Qb2 ；Sc=P/Qc2 ； 根據所述料層厚度H和所述料層阻力SA、Sb和S。，確定燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數1、K2和K3。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括按照預先設置的時間間隔檢測到的大煙道負壓；將檢測到的大煙道負壓作為樣本，以及，計算相鄰兩次檢測得到樣本的差值；判斷所述樣本的差值是否小於預先設置值；如果小於，計算相鄰兩次檢測得到樣本的均值，以及，將所述均值確定為大煙道負壓， 否則，結束。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括在燒結機臺車上所有風箱中選擇三個目標風箱，三個目標風箱包括位於燒結起點的目標風箱Α、位於燒結終點的目標風箱B和位於目標風箱A與目標風箱B之間的目標風箱 C ；按照預先設置的時間間隔分別檢測每個目標風箱的風箱風量。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括將按照預先設置的時間間隔檢測到風箱風量作為樣本，分別計算每個目標風箱相鄰兩次檢測到樣本的差值；判斷每個目標風箱所對應樣本的差值是否小於預先設置值；如果小於，計算該目標風箱相鄰兩次檢測到樣本的均值，以及，將所述均值確定為該目標風箱的風箱風量，否則，結束。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括將確定的燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數作為樣本，記錄多組燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數樣本；將多組燒結礦層的阻力係數樣本的均值確定為燒結礦層的阻力係數K1，將多組中間層的阻力係數樣本的均值確定為中間層的阻力係數K2，將多組過溼層的阻力係數樣本的均值確定為過溼層的阻力係數κ3。
6.一種料層阻力係數確定系統，料層在焙燒時由上向下依次為燒結礦層、中間層和過溼層，其特徵在於，所述系統包括負壓檢測單元，用於檢測大煙道負壓P ；厚度檢測單元，用於檢測料層厚度H ；風量檢測單元，用於檢測三個目標風箱Α、B和C的風量Qa、Qb和Qc ；阻力計算單元，用於計算三個所述目標風箱對應的料層阻力其中，Sa=P/Qa2 ；sb=p/Qb2 ；sc=p/Qc2 ；阻力係數確定單元，用於根據所述料層厚度H和所述料層阻力SA、SB和Sc，確定燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數K1、K2和K3。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述負壓檢測單元按照預先設置的時間間隔檢測大煙道負壓，該系統還包括負壓樣本差值計算單元，用於所述負壓檢測單元檢測到的大煙道負壓作為樣本，並計算相鄰兩次檢測得到樣本的差值；負壓樣本差值判斷單元，用於判斷所述樣本的差值是否小於預先設置值；負壓確定單元，計算相鄰兩次檢測得到樣本的均值，並將所述均值確定為大煙道負壓。
8.根據權利要求7所述的系統，其特徵在於，所述風量檢測單元包括選擇單元，用於在燒結機臺車上所有風箱中選擇三個目標風箱，三個目標風箱包括 位於燒結起點的目標風箱A、位於燒結終點的目標風箱B和位於目標風箱A與目標風箱B之間的目標風箱C ;風量檢測子單元，用於按照預先設置的時間間隔分別檢測每個目標風箱的風箱風量。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於，該系統還包括風量樣本差值計算單元，用於將按照預先設置的時間間隔檢測到風箱風量作為樣本， 分別計算每個目標風箱相鄰兩次檢測到樣本的差值；風量樣本差值判斷單元，用於判斷每個目標風箱所對應樣本的差值是否小於預先設置值；風量確定單元，用於計算該目標風箱相鄰兩次檢測到樣本的均值，並將所述均值確定為該目標風箱的風箱風量。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，該系統還包括阻力係數記錄單元，用於將確定的燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數作為樣本，記錄多組燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數樣本；阻力係數均值確定單元，將多組燒結礦層的阻力係數樣本的均值確定為燒結礦層的阻力係數K1，將多組中間層的阻力係數樣本的均值確定為中間層的阻力係數K2，將多組過溼層的阻力係數樣本的均值確定為過溼層的阻力係數K3。
全文摘要
本申請公開了一種料層阻力係數確定方法及系統，該方法包括檢測大煙道負壓P；檢測料層厚度H，以及，檢測三個目標風箱A、B和C的風量QA、QB和QC；計算三個所述目標風箱對應的料層阻力SA、SB和SC，其中，SA=P/QA2；SB=P/QB2；SC=P/QC2；根據所述料層厚度H和所述料層阻力SA、SB和SC，確定燒結礦層、中間層和過溼層的阻力係數K1、K2和K3。。方法在物料焙燒過程中，通過檢測大煙道負壓和三個目標風箱的風箱風量，進而計算得到每個目標風箱上料層的料層阻力，然後利用料層阻力與各層之間的料層阻力關係，即可計算得到各層的阻力係數。
文檔編號F27B21/14GK103033053SQ20121057959
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者袁立新, 孫超, 申偉傑, 盧楊權, 高鵬雙 申請人:中冶長天國際工程有限責任公司