CN101487664A - 一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体公开了一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置，所述装置与下料设备组相连，包括实际流量获取单元、设定流量获取单元、以及堵料判断单元；所述实际流量获取单元与下料设备组的称量设备相连，用于实时获取下料设备的下料流量实际值；所述设定流量获取单元与电机相连，用于实时获取下料设备的下料流量设定值；所述堵料判断单元，用于当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，输出堵料告警信号。本发明还公开了一种用于烧结配料矿仓的料流控制方法。采用本发明所述装置及方法，能够实现对矿仓内部料流状态的实时检测，保证烧结生产顺利进行。

Description

一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置及方法

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置及方法。

背景技术

参照图1，为烧结厂配料系统工艺流程图。

烧结厂的配料车间设有多个大型矿仓1，用于储存烧结生产所需的各种物料，如精矿、粉矿、高炉返矿、燃料、熔剂等。配料系统根据综合输送量，按比例计算各个矿仓1的下料流量，将烧结生产所需的各种物料经混合胶带机送入一次混合机2。物料在一次混合机2中经一次加水后，传送至二次混合机3，进行二次加水。从二次混合机3输出后，经胶带机下落至混合料槽4，经九辊布料机5铺于烧结台车6上。

参照图2，为大型矿仓结构图。

烧结配料系统中，矿仓1一般由厚钢板焊接或混凝土浇筑而成，其顶部为圆柱形，底部呈圆锥台形，为上大下小结构。矿仓的容量根据烧结厂的规模而定。现有典型矿仓的高度一般为15～25m左右，顶部圆柱直径为9m左右，底部出料口直径为1m以下。矿仓1中设置有料位检测器11，用于检测矿仓1中是否还有原料。矿仓1的出料口下方设置有下料设备组7，用于控制矿仓1的下料速度，满足生产对物料配比的要求。

图1所示的烧结工艺中，当下料设备组7运行时，必须保证矿仓1中的物料进出通畅。但是，在实际生产中，由于矿仓1内原料存在大块、水份、杂物等的影响，经常出现堵料现象。当矿仓1发生堵料现象时，需要及时对矿仓1的堵料进行清理，否则很容易发生原料在矿仓1内部固化，导致矿仓1的下料设备组7无法正常运行，影响生产顺利进行。

但是，由于烧结生产所用矿仓1体积庞大且结构坚固，很难实现对矿仓1内部物料状态的实时跟踪与检测，因此，现有技术还无法实现对矿仓1堵料现象的提前预报。当矿仓1内部发生堵料时，只有严重至下料口完全堵塞，下料设备组7无法正常运行，操作工人才能意识到发生堵料现象，开始清理工作。这样将严重影响烧结生产的顺利进行，降低烧结生产率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置及方法，能够实现对矿仓内部料流状态的实时检测，保证烧结生产顺利进行。

本发明提供了一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置，所述装置与下料设备组相连，包括实际流量获取单元、设定流量获取单元、以及堵料判断单元；所述实际流量获取单元与下料设备组的称量设备相连，用于实时获取下料设备的下料流量实际值；所述设定流量获取单元与电机相连，用于实时获取下料设备的下料流量设定值；所述堵料判断单元，用于当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，输出堵料告警信号。

优选地，所述装置进一步包括第一计时器；所述堵料判断单元，用于当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，启动第一计时器；在计时预设第一时间段内，持续判断所述下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，输出堵料告警信号。

优选地，所述装置进一步包括设置在矿仓下部的锥形侧壁上的振动器；所述振动器，用于接收到堵料判断单元输出的堵料告警信号后动作。

优选地，所述装置进一步包括第二计时器；所述振动器开始动作时，启动第二计时器，计时预设第二时间段后，停止振动器。

优选地，所述装置进一步包括启动次数判断单元，用于在启动振动器之前，判断所述振动器的启动次数是否达到预设最大次数，如果是，禁止振动器启动，发送堵料告警信号。

优选地，所述装置进一步包括设置在矿仓下部的锥形侧壁上的压缩空气炮；所述压缩空气炮接收到堵料判断单元输出的堵料告警信号后动作。

本发明还提供了一种用于烧结配料矿仓的料流控制方法，所述方法包括：

实时获取矿仓下料设备的下料流量实际值；

实时获取下料设备的下料流量设定值；

当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，发送堵料告警信号。

优选地，在发送堵料告警信号之前进一步包括：

启动第一计时器；

在预设第一时间段内，持续判断所述下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，发送堵料告警信号。

优选地，在发送堵料告警信号之后进一步包括：启动设置在矿仓下部锥形仓壁上的振动器。

优选地，启动振动器之后进一步包括：

启动第二计时器；

计时第二预设时间段后，关闭振动器。

优选地，关闭振动器之后进一步包括：

判断下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分，如果是，启动振动器。

优选地，启动振动器之前进一步包括：

判断所述振动器的启动次数是否达到预设最大次数，如果是，发送堵料告警信号；如果否，启动振动器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例中，通过获取下料设备的下料流量实际值和下料流量设定值，当下料流量实际值与下料流量设定值的比值低于预设百分比时，认为此时矿仓的下料流量比较低，矿仓内可能发生堵料现象，发送堵料告警信号，提醒操作人员对矿仓内物料进行检查。

采用本发明所述装置及方法，能够实现对矿仓内部料流状态的实时检测，根据料流状态判断矿仓内部是否出现或可能出现堵料现象，当矿仓内部下料流量较低时，输出堵料预警信号，通知操作人员尽快进行处理，避免堵料情况加重，导致下料设备无法正常工作，由此保证烧结生产顺利进行，提高烧结生产率。

附图说明

图1为烧结厂配料系统工艺流程图；

图2为大型矿仓结构图；

图3为图1所示配料系统局部放大图；

图4为本发明第一实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制装置结构图；

图5为本发明第二实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制装置结构图；

图6a为两个振动器安装位置示意图；

图6b为四个振动器安装位置示意图；

图7为本发明第一实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制方法流程图；

图8为本发明第二实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为解决上述问题，本发明实施例中，通过获取下料设备的下料流量实际值和下料流量设定值，当下料流量实际值与下料流量设定值的比值低于预设百分比时，认为此时矿仓的下料流量比较低，矿仓内可能发生堵料现象，发送堵料告警信号，提醒操作人员对矿仓内物料进行检查。

参见图3，为图1所示配料系统局部放大图。

图3所示配料系统中，每个矿仓1配备有一套下料设备组。所述下料设备组为用于精确控制矿仓1下料流量的一个或多个设备的组合。正常生产中，通过下料设备组控制各个矿仓1的下料流量，使烧结工艺需要的各种原料按工艺要求的比例混合。

典型的下料设备组包括下料设备和称量设备。实际生产中，不同的矿种具有不同的下料设备组7。

参见图3，对于铁原料，例如精矿、粉矿、高炉返矿、以及冷返矿等，其下料设备为圆盘给料机71a，称量设备为皮带秤72a；对于粉尘，其下料设备为星型卸灰阀71b，称量设备为皮带秤72b；对于生石灰，其下料设备为螺旋给料机71c，称量设备为螺旋秤72c；对于固定比重与粒度的矿种，例如燃料和熔剂，采用拖料皮带秤71d同时作为下料设备和称量设备。

实际生产中，每个下料设备的下料流量通过控制所述下料设备的电机的运转速度具体给定。电机转速高，与所述电机对应的下料设备的下料流量就大。电机的运转速度与对应下料设备的下料流量一一对应，其中，下料流量的单位为kg/秒。因此，可以根据生产的实际需要，设定烧结工艺中各原料的理想流量，通过控制各下料设备对应的电机的转速使各下料设备的下料流量达到设定值。

对于同一矿种，若电机转速相同，其对应的下料流量也相同。但是，对于不同矿种，由于比重、粒度等区别，相同电机转速对应的下料流量并不相同。因此，需要采用称量设备对各个下料设备的实际流量进行现场称量，获取各下料设备的实时流量值。

称量设备为带有称重传感器的设备，用于获取各下料设备的实时流量值。

参照图4，为本发明第一实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制装置结构图。

矿仓1中设置有料位检测器11，用于检测矿仓1中是否还有原料。

下料设备组7包括下料设备71和称量设备72，以及控制各下料设备71下料流量的电机73。

控制装置8与下料设备组7相连，包括实际流量获取单元81、设定流量获取单元82、堵料判断单元83、以及告警单元84。

实际流量获取单元81与称量设备72相连，用于实时获取下料设备71的下料流量实际值。

设定流量获取单元82与电机73相连，用于实时获取下料设备71的下料流量设定值。

堵料判断单元83，用于当下料设备71的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，发送堵料信号至告警单元83。

告警单元84接收到堵料判断单元83的堵料信号时，输出矿仓堵料故障警告，停止下料设备组7。

所述预设百分比的取值可以根据实际生产情况具体设定。本发明实施例中，所述预设百分比可以取值为50％。

优选地，控制装置8进一步包括第一计时器85。

当下料设备71的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，启动第一计时器85。堵料判断单元83在计时器85开始计时后的预设第一时间段内，持续判断所述下料设备71的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，再发送堵料信号至告警单元83。

所述预设第一时间段的取值可以根据实际生产情况具体设定。本发明实施例中，所述预设第一时间段可以取值为10S。

采用本发明实施例一所述装置，能够实现对矿仓内部料流状态的实时检测，根据料流状态判断矿仓内部是否出现或可能出现堵料现象，当矿仓内部下料流量较低时，输出堵料预警信号，通知操作人员尽快进行处理，避免堵料情况加重，导致下料设备无法正常工作，由此保证烧结生产顺利进行，提高烧结生产率。

在烧结生产中，当确定矿仓发生堵料现象时，需要对及时矿仓内堵料进行处理。例如，在阴雨季节时，如果铁粉矿仓发生堵料而没有及时处理，很容易导致铁矿石在矿仓内板结成大块，堵塞下料口。此时再对堵料进行处理时，只能从矿仓顶部来挖掘堵料，掏空矿仓中物料，或者将矿仓底部侧壁开个大洞，将矿仓中堵料掏空，处理完毕后在将大洞补上。由于烧结生产中用于配料的矿仓体积较庞大，且大多是由厚钢板焊接或混凝土浇筑而成，因此无论采用上述哪种方法，要将如此巨大的一个矿仓掏空，都比较费时费力。同时将给恶劣的生产现场带来更多的安全隐患。

本发明实施例二所述装置用于下部锥形侧壁由钢板焊接而成的矿仓，所述装置与实施例一的区别在于，进一步包括设置在矿仓侧壁上的振动器。当通过下料流量状态检测判定矿仓内部发生或可能发生堵料现象时，启动振动器，敲打矿仓，以粉碎矿仓内部的堵料，当振动器工作完毕后，在对下料流量进行检测，确认堵料是否被清楚完毕，如果是，生产正常进行，如果否，在发送堵料告警信号，通知操作人员尽快处理。

参照图5，为本发明第二实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制装置结构图。

实施例二所述装置与实施例一的区别在于，所述控制装置8进一步包括设置在矿仓7侧壁上的振动器86。

参照图6a和图6b，分别为两个振动器和四个振动器的安装位置示意图。

在矿仓1下部的锥台形侧壁上，均匀布置2个或4个或更多个振动器86。

振动器86与堵料判断单元83相连，接收堵料判断单元83发送的堵料信号，开始工作，对矿仓1侧壁进行敲打，消除矿仓1内的堵料。

为了能够通过振动器86敲打矿仓1侧壁清除矿仓1内的堵料，所述矿仓1下部的侧壁必须为钢板材质。

在实际生产中，振动器86的长时间工作不但会对生产设备和振动器86本身产生损害，而且由于振动器86工作时会产生较高的噪声，会造成生产现场环境更加恶劣，因此，需要对振动器86的工作时间进行限定。

所述装置8进一步包括第二计时器。当振动器86开始工作时，启动第二计时器，计时预设第二时间段后，停止振动器86。

所述预设第二时间段的取值可以根据实际生产情况具体设定。本发明实施例中，所述预设第二时间段可以取值为10S。

在实际生产中，采用振动器86对矿仓1侧壁进行一次敲打后，可能仍然无法消除矿仓1内的堵料现象，此时，需要再次启动振动器86，进一步消除矿仓1内的堵料。

在停止振动器86后，堵料判断单元83再次判断下料设备71的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果否，说明堵料清除成功，下料设备组7正常运行；如果否，发送堵料信号，再次启动振动器86。

优选地，在停止振动器86后也可以再次启动第一计时器85。堵料判断单元83在第一计时器85开始计时后的预设第一时间段内，持续判断所述下料设备71的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果否，说明堵料清除成功，下料设备组7正常运行；如果是，发送堵料信号，再次启动振动器86。

振动器86再次启动，敲打矿仓1侧壁清除矿仓1内的堵料，持续工作预设第二时间段。

为了避免振动器86长时间工作对矿仓以及振动器本身造成的损害，不能无限次的频繁启动振动器86。因此，在实际应用中，需要对启动振动器86的最大次数进行限定。

每次振动器86停止工作后，堵料判断单元83都要再次对下料设备71的下料流量进行检测，判断其下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果否，说明堵料清除成功，下料设备组7正常运行；如果是，发送堵料信号，再次启动振动器86。

优选地，所述装置进一步包括启动次数判断单元，在启动振动器86之前，所述启动次数判断单元对振动器86的启动次数进行判断。当所述振动器86的启动次数已经达到预设的最大次数时，所述启动次数判断单元通知告警单元84发送堵料告警，提醒操作人员停止下料设备组7。

所述最大次数可以根据实际生产情况具体设定，本发明实施例中，所述最大次数可以选择2次或3次。

在实际应用中，还可以使用压缩空气炮代替所述振动器86。

压缩空气炮一般由压缩空气储气罐和配套喷气组件构成，能够在瞬间释放高能冲击力。所述压缩空气炮的喷气口透过矿仓1侧壁穿入矿仓1内部。使用时，储存在储气罐内的压缩空气直接通过喷气口冲击矿仓1内的物料，消除矿仓堵料。

当采用压缩空气炮作为振动器时，一般只能对矿仓1内堵料进行一次冲击操作。如果一次冲击不能消除矿仓1内的堵料时，通过告警单元84发送矿仓堵料告警，通过操作人员停止下料设备组7。

本发明实施例二所述装置，当通过下料流量状态检测判定矿仓内部发生或可能发生堵料现象时，启动振动器，敲打矿仓，以粉碎矿仓内部的堵料，当振动器工作完毕后，在对下料流量进行检测，确认堵料是否被清楚完毕，如果是，生产正常进行，如果否，在发送堵料告警信号，通知操作人员尽快处理。

采用所述装置不仅能对矿仓内部发生或可能发生的堵料现象进行预警，同时还可以对初期堵料进行快速处理，避免堵料在矿仓内部长时间存在而发生固化，致使堵料现象进一步严重，并最终导致下料设备停止运行。由此可以实现矿仓内部堵料的及时预警和自动清除功能，能够进一步保证烧结生产的顺利进行，提高烧结生产率。

对应于第一实施例所述装置，本发明还提供了一种用于烧结配料矿仓的料流控制方法。

参照图7，为本发明第一实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制方法流程图。所述方法包括以下步骤：

步骤S701：实时获取矿仓下料设备的下料流量实际值。

步骤S702：实时获取矿仓下料设备的下料流量设定值。

步骤S703：当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，发送堵料告警信号。

优选地，所述方法在步骤S703中，发送堵料告警信号之前进一步包括：

步骤S703a：启动第一计时器；在预设第一时间段内，持续判断所述下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，发送堵料告警信号。

采用本发明实施例一所述方法，能够实现对矿仓内部料流状态的实时检测，根据料流状态判断矿仓内部是否出现或可能出现堵料现象，当矿仓内部下料流量较低时，输出堵料预警信号，通知操作人员尽快进行处理，避免堵料情况加重，导致下料设备无法正常工作，由此保证烧结生产顺利进行，提高烧结生产率。

对应于第二实施例所述装置，本发明还提供了一种用于烧结配料矿仓的料流控制方法。

参照图8，为本发明第二实施例的用于烧结配料矿仓的料流控制方法流程图。所述方法包括以下步骤：

步骤S801：实时获取矿仓下料设备的下料流量实际值。

步骤S802：实时获取矿仓下料设备的下料流量设定值。

步骤S803：判断下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，进入步骤S804；如果否，下料设备正常工作，结束流程。

步骤S804：判断启动振动器的次数是否已经达到预设的最大次数，如果是，进入步骤S806；如果否，进入步骤S805。

步骤S805：启动设置在矿仓下部锥形仓壁上的振动器，同时启动第二计时器；计时第二预设时间段后，关闭振动器，返回步骤S803。

步骤S806：发送堵料告警信号，停止下料设备。

本发明实施例二所述方法，当通过下料流量状态检测判定矿仓内部发生或可能发生堵料现象时，启动振动器，敲打矿仓，以粉碎矿仓内部的堵料，当振动器工作完毕后，在对下料流量进行检测，确认堵料是否被清楚完毕，如果是，生产正常进行，如果否，在发送堵料告警信号，通知操作人员尽快处理。

采用所述方法不仅能对矿仓内部发生或可能发生的堵料现象进行预警，同时还可以对初期堵料进行快速处理，避免堵料在矿仓内部长时间存在而发生固化，致使堵料现象进一步严重，并最终导致下料设备停止运行。由此可以实现矿仓内部堵料的及时预警和自动清除功能，能够进一步保证烧结生产的顺利进行，提高烧结生产率。

以上对本发明所提供的一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置及方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (12)

1、一种用于烧结配料矿仓的料流控制装置，其特征在于，所述装置与下料设备组相连，包括实际流量获取单元、设定流量获取单元、以及堵料判断单元；

所述实际流量获取单元与下料设备组的称量设备相连，用于实时获取下料设备的下料流量实际值；

所述设定流量获取单元与电机相连，用于实时获取下料设备的下料流量设定值；

所述堵料判断单元，用于当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，输出堵料告警信号。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括第一计时器；

所述堵料判断单元，用于当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，启动第一计时器；在计时预设第一时间段内，持续判断所述下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，输出堵料告警信号。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括设置在矿仓下部的锥形侧壁上的振动器；所述振动器，用于接收到堵料判断单元输出的堵料告警信号后动作。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括第二计时器；所述振动器开始动作时，启动第二计时器，计时预设第二时间段后，停止振动器。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括启动次数判断单元，用于在启动振动器之前，判断所述振动器的启动次数是否达到预设最大次数，如果是，禁止振动器启动，发送堵料告警信号。

6、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括设置在矿仓下部的锥形侧壁上的压缩空气炮；所述压缩空气炮接收到堵料判断单元输出的堵料告警信号后动作。

7、一种用于烧结配料矿仓的料流控制方法，其特征在于，所述方法包括：

实时获取矿仓下料设备的下料流量实际值；

实时获取下料设备的下料流量设定值；

当下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值小于预设百分比时，发送堵料告警信号。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在发送堵料告警信号之前进一步包括：

启动第一计时器；

在预设第一时间段内，持续判断所述下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分比，如果是，发送堵料告警信号。

9、根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在发送堵料告警信号之后进一步包括：启动设置在矿仓下部锥形仓壁上的振动器。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，启动振动器之后进一步包括：

启动第二计时器；

计时第二预设时间段后，关闭振动器。

11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，关闭振动器之后进一步包括：

判断下料设备的下料流量实际值与下料流量设定值的比值是否小于预设百分，如果是，启动振动器。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，启动振动器之前进一步包括：

判断所述振动器的启动次数是否达到预设最大次数，如果是，发送堵料告警信号；如果否，启动振动器。

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