CN101963456B - 物料焙烧过程中烧透点的控制方法及控制系统 - Google Patents

物料焙烧过程中烧透点的控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种物料焙烧过程中烧透点的控制方法,包括以下步骤:预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围;计算烧透点的位置和温度,根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。本发明还提供一种物料焙烧过程中烧透点的控制系统。本发明使烧透点的温度和位置都在设定的矩形范围之内,很好的满足生产工艺要求,避免在烧透点位置上,因烧透点温度过高导致燃料的浪费,及烧透点温度过低导致高比例的返矿。

Description

物料焙烧过程中烧透点的控制方法及控制系统技术领域[0001] 本发明涉及钢铁冶炼领域,特别涉及一种物料焙烧过程中烧透点的控制方法及控制系统。背景技术[0002] 参见图1,为铁矿焙烧系统示意图,矿槽组10包括多个矿槽,每个矿槽装有一种原料,原料包括含铁原料、熔剂、燃料、返矿和杂料等,工作时,矿槽组10的各矿槽将多种原料按一定比例卸料到下方的混一皮带11上,混一皮带11将各种原料汇集,送入一次混合机12 进行一次加水与混合,再通过混二皮带13输送到二次混合机14进行二次加水与混合,形成混合料,再依次经烧一皮带15、烧二皮带16输送到混合料槽17。[0003] 混合料槽17是缓冲料槽,用于保持一定的料位为烧结机台车19供料。供料时,混合料槽17先将混合料输送到九辊布料机18上,九辊布料机18再将混合料布在烧结机台车 19上。为便于混合料的焙烧,先在烧结机台车19上铺设一层铺底料,铺底料上方再铺设混合料。混合料在烧结机台车19上点火与焙烧。通过设置在烧结机台车下方的风箱抽风助燃,将混合料焙烧成烧结物,经破碎、冷却、筛分后,运送到成品矿仓存储或直接送高炉。[0004] 在物料焙烧过程中,烧透点的位置和温度(BTPP,BTPT)是关键因素。现有的烧透点控制方法主要是调整烧透点的位置,使烧透点出现在设定位置,如倒数第二个风箱位置。 该控制方法虽可较好地控制烧透点位置,但容易导致烧透点温度过高或过低。[0005] 参见图2,示出现有烧透点位置和温度关系图。图2中曲线Si、曲线S2、曲线S3的温度最高点都出现在22号风箱位置(即倒数第二个风箱),但曲线Sl在该位置的温度近 500度,温度过高导致燃料的浪费;曲线S3在该位置的温度不到200度,温度过低导致高比例的返矿(即不合格的烧结矿,将重新返回到配料系统)。发明内容[0006] 本发明的目的提供一种物料焙烧过程中烧透点的控制方法,该方法可使烧透点的位置和温度都符合生产工艺要求。[0007] 本发明一种物料焙烧过程中烧透点的控制方法,包括以下步骤:预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围;采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的位置和温度,根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。[0008] 优选的,根据烧透点的位置和温度控制烧结机速度具体为:当烧透点温度过高,或烧透点温度较高且烧透点位置不是过后,或烧透点温度正常且烧透点位置较前和过前时, 提高烧结机速度;在烧透点温度较高且烧透点位置过后时,或烧透点温度较低且烧透点位置过前,或烧透点温度和位置都正常时,保持烧结机速度不变;在烧透点温度正常且烧透点位置较后和过后,或烧透点温度过低,或烧透点温度较低且烧透点位置不是过前时,降低烧结机速度。4[0009] 优选的,调节烧结机速度时,以最佳烧结机速度为基准,在最佳烧结机速度的可调范围内进行调节。[0010] 优选的,计算烧透点的位置和温度具体为:在各风箱内分别横向设置6个热电偶检测该风箱温度,对获得的6个温度值去掉最高温度值与最低温度值,再将其他温度值取平均值,得到该风箱的温度值;依据各风箱的温度值采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的温度和位置。[0011] 优选的,还包括:获取大烟道温度和上升点温度;所述上升点温度为在物料焙烧过程中,烧结风箱温度开始剧烈升高到烧透点温度时的起始温度;如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内,停止控制烧结机速度。[0012] 优选的,获取大烟道温度具体为:分别检测大烟道中南北两个分烟道的温度,将两个分烟道的温度取平均值,得到大烟道温度。[0013] 本发明还提供一种物料焙烧过程中烧透点的控制系统,该系统可使烧透点的位置和温度都符合生产工艺要求。[0014] 本发明一种物料焙烧过程中烧透点的控制系统,包括烧结机、铺设物料的烧结机台车,及设置于烧结机台车下方用于助燃的风箱,还包括控制器,所述控制器包括烧透点预设单元、烧透点计算单元、及烧结机速度控制单元:[0015] 所述烧透点预设单元,用于预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围;[0016] 所述烧透点计算单元,用于计算烧透点的位置和温度;[0017] 所述烧结机速度控制单元,用于根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。[0018] 优选的,根据烧透点的位置和温度控制烧结机速度具体为:[0019] 当烧透点温度过高,或烧透点温度较高且烧透点位置不是过后,或烧透点温度正常且烧透点位置较前和过前时,提高烧结机速度;在烧透点温度较高且烧透点位置过后时, 或烧透点温度较低且烧透点位置过前,或烧透点温度和位置都正常时,保持烧结机速度不变;在烧透点温度正常且烧透点位置较后和过后,或烧透点温度过低,或烧透点温度较低且烧透点位置不是过前时,降低烧结机速度。[0020] 优选的,所述控制器还包括约束单元,用于获取大烟道温度和上升点温度,如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内,停止控制烧结机速度。[0021] 优选的,计算烧透点的位置和温度具体为:在各风箱内分别横向设置6个热电偶检测该风箱温度,对获得的6个温度值去掉最高温度值与最低温度值,再将其他温度值取平均值,得到该风箱的温度值;依据各风箱的温度值采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的温度和位置。[0022] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:[0023] 本发明在物料焙烧过程中同时控制烧透点的位置和温度,使烧透点的位置和温度都符合生产要求,避免烧透点温度过高导致燃料的浪费,及烧透点温度过低导致高比例的返矿。附图说明[0024] 图1为铁矿焙烧系统示意图;[0025] 图2为现有烧透点位置和温度关系图;[0026] 图3为本发明物料焙烧过程中烧透点的控制方法第一实施例流程图;[0027] 图4为本发明烧透点位置和温度关系图;[0028] 图5为本发明物料焙烧过程中烧透点的控制方法第二实施例流程图;[0029] 图6为本发明物料焙烧过程中烧透点的控制系统第一实施例示意图;[0030] 图7为本发明物料焙烧过程中烧透点的控制系统第二实施例示意图。具体实施方式[0031] 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。[0032] 本发明在物料焙烧过程中同时控制烧透点的位置和温度,使烧透点的位置和温度都符合生产要求,避免烧透点温度过高导致燃料的浪费,及烧透点温度过低导致高比例的返矿。[0033] 第一实施例[0034] 参见图3,示出本发明物料焙烧过程中烧透点的控制方法第一实施例,具体包括以下步骤。[0035] 步骤301、依据生产工艺,预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围。[0036] 在钢铁冶炼领域,物料在焙烧过程中,烧透点最好出现在倒数第二个风箱位置,并且工艺要求烧透点温度在一定范围内。(比如温度在300度-400度之间比较合理)。因此, 在钢铁冶炼领域可将烧透点位置范围设置为倒数第二个风箱位置,将温度范围设置为300 度-400度。[0037] 步骤302、获取烧透点的位置和温度,根据烧透点的位置和温度控制烧结机速度, 使烧透点的位置和温度分别落在预置的烧透点位置范围和温度范围之内。[0038] 本发明将烧透点温度分为过高、较高、正常、较低、过低5个级别。以钢铁冶炼领域为例,在物料焙烧过程中,过高是指温度范围在450度以上,较高是在400度-450度之间, 正常是在300度-400度之间,较低是在250度-300度之间,过低是指温度范围在250度以下。[0039] 在本发明采用风箱位置到点火器的距离来计算BTP的位置。如采用23个风箱的 360平方米烧结机,烧结机台车的总长度为90m.[0040] 表1 360平方米烧结机关键风箱的坐标位置[0041]
Figure CN101963456BD00061
[0042] 本发明将烧透点的位置也分为过前、较前、正常、较后、过后5个级别。以钢铁冶炼领域为例,在物料焙烧过程中,烧结机下面共设有23个风箱,如表1的坐标位置。过前是指BTP位置范围在78m之前,较前是在78m-82m,正常是在82m_85m,较后是在85m_87m,过后是在87m以后。[0043] 本发明根据烧透点的位置和温度控制烧结机速度具体是指,依据分别烧透点的位置级别和烧透点的温度级别合理控制烧结机速度。控制方式具体见下表2。[0044]表 2[0045]
Figure CN101963456BD00071
[0046]
Figure CN101963456BD00081
[0047] 由表1可见,控制方式为:当烧透点温度过高,或烧透点温度较高且烧透点位置不是过后,或烧透点温度正常且烧透点位置较前和过前时,提高烧结机速度;在烧透点温度较高且烧透点位置过后时,或烧透点温度较低且烧透点位置过前,或烧透点温度和位置都正常时,保持烧结机速度不变;在烧透点温度正常且烧透点位置较后和过后,或烧透点温度过低,或烧透点温度较低且烧透点位置不是过前时,降低烧结机速度。[0048] 本发明在调节烧结机速度时,以最佳烧结机速度为基准,在最佳烧结机速度的可调范围内调整,这样将避免烧结机速度的大幅度波动,从而破坏焙烧过程的稳定。[0049] 烧结机最佳速度可在烧结系统稳定生产状况下,采用过去两小时内物料取得合适烧透点位置、烧透点温度的烧结机速度频率最高的值。例如:当前的烧结机速度为2. 4m/ min,最佳烧结机速度为2. 2m/min,而设置的可调范围为0. 2m/min ;在需要提高烧结机速度时,将不再进行加速,将速度保持到[2.0m/min,2.4m/min];[0050] 随着时间的变化,最佳烧结机速度将逐步增大,可能由?^变化到?^!!!/!!!土!!, 2. 4m/min,这样允许变化的烧结机速度的范围也将逐渐上扬,形成速度允许变化的通道,从而避免烧结机速度的错误变化。[0051] 本发明计算(采用现有的二次曲线模拟计算方法)烧透点的温度和位置时,先获取烧结机下方各风箱的温度,再依烧结机下方各风箱的温度数据计算烧透点的温度和位置,该计算方式是现有和公知的,在此不加赘述。[0052] 获取烧结机下方各风箱的温度时,在各风箱内横向设置6个热电偶进行温度检测,对获得的6个温度进行异常处理,去掉最高温度与最低温度,再将其它温度值取平均值,得到该风箱的温度值。[0053] 参见图4,示出本发明烧透点位置和温度关系图。通过本发明控制方法,使烧透点的温度和位置都在设定的矩形范围之内,很好的满足生产工艺要求,避免在烧透点位置上, 因烧透点温度过高导致燃料的浪费,及烧透点温度过低导致高比例的返矿。[0054] 第二实施例[0055] 在物料焙烧过程中,烧结的烟气通过大烟道排出。如果大烟道的温度过低,或者上升点温度不正常,则说明整个烧结机的整体温度状况不正常,因此,在烧透点温度和位置控制时,要尽量保证大烟道温度及上升点温度正常。上升点温度是指物料焙烧过程中,烧结风箱温度开始剧烈升高到烧透点温度时的起始温度。[0056] 参见图5,示出本发明物料焙烧过程中烧透点的控制方法第二实施例,具体包括以下步骤。[0057] 步骤501、依据生产工艺,预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围。[0058] 步骤502、获取烧透点的位置和温度,根据烧透点的位置和温度控制烧结机速度, 使烧透点的位置和温度分别落在预置的烧透点位置范围和温度范围之内。[0059] 步骤503、获取大烟道温度和上升点温度,如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内,停止本次烧结机速度控制。[0060] 本发明通过分别检测大烟道中南北两个分烟道的温度,将两个分烟道的温度取平均值,得到大烟道温度。具体控制方式见下表3。[0061]表 3[0062]
Figure CN101963456BD00091
[0063]
Figure CN101963456BD00101
[0064] 基于上述物料焙烧过程中烧透点的控制方法,本发明还提供一种物料焙烧过程中烧透点的控制系统。参见图6,示出烧透点的控制系统第一实施例,包括烧结机、铺设物料的烧结机台车,及设置于烧结机台车下方用于助燃的风箱,还包括控制器63,控制器63包括烧透点预设单元631、烧透点计算单元632、及烧结机速度控制单元633。烧透点预设单元 631预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围,发送到烧结机速度控制单元633。[0065] 烧透点计算单元632计算烧透点的位置和温度,发送到烧结机速度控制单元633。 烧结机速度控制单元633根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。[0066] 本发明通过保证大烟道温度范围和上升点温度范围,使整个焙烧过程温度稳定, 确保物料焙烧效果。[0067] 参见图7,示出烧透点的控制系统第二实施例,包括烧结机、铺设物料的烧结机台车,及设置烧结机台车下方用于助燃的风箱,还包括控制器63,控制器63包括烧透点预设单元631、烧透点计算单元632、烧结机速度控制单元633、及约束单元634。约束单元634 获取大烟道温度和上升点温度,如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内,停止本次烧结机速度控制。[0068] 烧透点预设单元631、烧透点计算单元632、烧结机速度控制单元633的作用与图 6所示实施例相同,不再赘述。[0069] 以上所述仅为本发明的优选实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种物料焙烧过程中烧透点的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围;采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的位置和温度;根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,当烧透点温度过高,或烧透点温度较高且烧透点位置不是过后,或烧透点温度正常且烧透点位置较前和过前时,提高烧结机速度;在烧透点温度较高且烧透点位置过后时,或烧透点温度较低且烧透点位置过前,或烧透点温度和位置都正常时,保持烧结机速度不变;在烧透点温度正常且烧透点位置较后和过后,或烧透点温度过低,或烧透点温度较低且烧透点位置不是过前时,降低烧结机速度; 使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,调节烧结机速度时,以最佳烧结机速度为基准,在最佳烧结机速度的可调范围内进行调节。
3.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的位置和温度具体为:在各风箱内分别横向设置6个热电偶检测该风箱温度,对获得的6个温度值去掉最高温度值与最低温度值,再将其他温度值取平均值,得到该风箱的温度值;依据各风箱的温度值采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的温度和位置。
4.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,还包括:获取大烟道温度和上升点温度;所述上升点温度为在物料焙烧过程中,烧结风箱温度开始剧烈升高到烧透点温度时的起始温度;如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内,停止控制烧结机速度。
5.如权利要求4所述的控制方法,其特征在于,获取大烟道温度具体为:分别检测大烟道中南北两个分烟道的温度,将两个分烟道的温度取平均值,得到大烟道温度。
6. 一种物料焙烧过程中烧透点的控制系统,包括烧结机、铺设物料的烧结机台车,及设置于烧结机台车下方用于助燃的风箱,其特征在于,还包括控制器,所述控制器包括烧透点预设单元、烧透点计算单元、及烧结机速度控制单元:所述烧透点预设单元,用于预置烧透点位置范围,及与烧透点位置范围相对应的温度范围;所述烧透点计算单元,用于采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的位置和温度;所述烧结机速度控制单元,用于根据计算的烧透点的位置和温度控制烧结机速度,当烧透点温度过高,或烧透点温度较高且烧透点位置不是过后,或烧透点温度正常且烧透点位置较前和过前时,提高烧结机速度;在烧透点温度较高且烧透点位置过后时,或烧透点温度较低且烧透点位置过前,或烧透点温度和位置都正常时,保持烧结机速度不变;在烧透点温度正常且烧透点位置较后和过后,或烧透点温度过低,或烧透点温度较低且烧透点位置不是过前时,降低烧结机速度;使实际烧透点的位置和温度分别落在上述烧透点位置范围和温度范围之内。
7.如权利要求6所述的控制系统,其特征在于,所述控制器还包括约束单元,用于获取大烟道温度和上升点温度;所述上升点温度为在物料焙烧过程中,烧结风箱温度开始剧烈升高到烧透点温度时的起始温度;如果大烟道温度或上升点温度不在预设温度范围之内, 停止控制烧结机速度。
8.如权利要求7所述的控制系统,其特征在于,所述烧透点计算单元采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的位置和温度具体为:在各风箱内分别横向设置6个热电偶检测该风箱温度,对获得的6个温度值去掉最高温度值与最低温度值,再将其他温度值取平均值,得到该风箱的温度值;依据各风箱的温度值采用二次曲线模拟计算方法计算烧透点的温度和位置。
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