CN103017531B - 烧结终点控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种烧结终点控制方法及系统，该方法包括：检测烧结终点位置和烧结终点温度；判断所述烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系，以及，判断所述烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系；如果所述烧结终点温度过低，增加料层厚度；如果所述烧结终点温度过高，减少料层厚度；如果所述烧结终点位置超前，提高台车速度；如果所述烧结终点位置延后，降低台车速度。该方法采用料层厚度和台车速度相结合的调节方式，可以有效地将烧结终点温度和烧结终点位置控制在固定范围，避免烧结终点温度过高导致燃料浪费，以及烧结终点温度过低导致不合格的烧结矿产生的问题。

Description

烧结终点控制方法及系统

技术领域

本申请涉及烧结工艺技术领域，特别是涉及一种烧结终点控制方法及系统。

背景技术

烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示：各种原料在配料室1配比，形成混合物料，然后进入混合机2混匀和造球，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成物料层，点火风机12和引火风机11为物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱下方为水平安置的大烟道（或称烟道）7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。

在烧结过程中，烧结终点的位置（BTPP ）和温度（BTPT）是关键因素，如图2所示，烧结终点的位置是物料烧结过程形成的温度曲线顶点对应的风箱位置，烧结终点的温度是物料烧结过程形成的温度曲线顶点对应的物料温度，烧结终点是物料层已经烧透但没有形成过烧的点。目前的烧结控制过程中，通常将烧结终点确定在一个预先设定的位置，例如：倒数第二个风箱的位置。

但这种将烧结终点调整到预先设置位置的控制过程，容易导致烧结终点的温度过高或过低。图2示出了烧结终点位置和温度关系图。图2中，温度曲线S1、S2和S3的温度最高点都出现在22号风箱位置（倒数第二个风箱），但曲线S1在该位置的温度近500度，温度过高反映了燃料的浪费；曲线S3在该位置的温度不到200度，温度过低反映了物料可能没有烧透，这会导致高比例的返矿,即不合格的烧结矿的产生。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种烧结终点控制方法及系统，可以将烧结终点的温度控制在固定范围，在节省燃料的基础上，保证烧结质量。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种烧结终点控制方法，包括：

检测烧结终点位置和烧结终点温度；

判断所述烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系，以及，判断所述烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系；

如果所述烧结终点温度过低，增加料层厚度；如果所述烧结终点温度过高，减少料层厚度；

如果所述烧结终点位置超前，提高台车速度；如果所述烧结终点位置延后，降低台车速度。

一种烧结终点控制系统，包括：

检测单元，用于检测烧结终点位置和烧结终点温度；

位置判断单元，用于判断所述烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系；

温度判断单元，用于判断所述烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系；

厚度控制单元，用于当所述烧结终点温度过低时，增加料层厚度；当所述烧结终点温度过高时，减少料层厚度；

速度控制单元，用于当所述烧结终点位置超前时，提高台车速度；当所述烧结终点位置延后时，降低台车速度。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该方法，首先检测烧结终点位置和烧结终点温度，然后分别判断烧结终点位置与预先设置的烧结终点位置范围的关系、烧结终点温度与预先设置的烧结终点温度范围的关系，根据烧结终点位置的判断结果和烧结终点温度的判断结果，调节台车速度和料层厚度，以使得烧结终点位置落在预先设置的烧结终点位置范围内，并使得烧结终点温度落在预先设置的烧结终点温度范围内。

与现有技术相比，该方法采用料层厚度和台车速度相结合的调节方式，可以有效地将烧结终点温度和烧结终点位置控制在固定范围，避免烧结终点温度过高导致燃料浪费，以及烧结终点温度过低导致不合格的烧结矿产生的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的烧结机的结构示意图；

图2为现有的烧结终点位置和温度曲线图；

图3为本申请实施例一提供的烧结终点控制方法的流程示意图；

图4为本申请实施例二提供的烧结终点控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例三提供的烧结终点控制方法的流程示意图；

图6为本申请实施例四提供的烧结终点控制系统的结构示意图；

图7为本申请实施例四提供的温度检测单元的结构示意图；

图8为本申请实施例五提供的烧结终点控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

图3为本申请实施例一提供的烧结终点控制方法的流程示意图。

如图3所示，该方法包括：

S101：检测烧结终点位置和烧结终点温度。

烧结终点是料层已经烧透但没有形成过烧的点，此时料层内的燃料全部燃烧完成，所以，烧结终点的温度在整个物料烧结过程中的温度是最高的。

物料烧结过程中的温度可以利用风箱内烟气的温度来间接得到，也可以在台车上设置温度传感器来检测得到。如果利用温度传感器采集温度，对于要求在线检测功能的情况，温度传感器设置在烧结机台车上；而对于实验过程，温度传感器可以设置在料层内。

本实施例中，采用在烧结机台车上设置热电偶，将不同风箱位置的热电偶采集的温度作为风箱的温度，然后形成所有风箱的温度曲线，进而将位于温度曲线顶点对应的温度确定为烧结终点温度，并且将温度曲线顶点对应的位置确定为烧结终点位置。

S102：判断烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系。

目前，180平米的烧结机上通常设置有18-20风箱，360平米的烧结上通常设置有23-24个风箱。

预先设定的烧结终点位置通常为倒数第2个风箱上，即预先设定的烧结终点位置范围为倒数第2个风箱长度范围内，以烧结机上设置20个风箱为例，预先设定的烧结终点位置范围为第19个风箱长度范围内。

对于固定配比的物料，不同料层厚度对应的烧结终点温度范围不同，本实施例中，可以根据对特定配比且特定料层厚度的物料进行实验，根据实验数据预先设定的烧结终点温度范围。

S103：减小料层厚度。

当判断结果为烧结终点温度过低时，说明料层的透气性较差，进而导致料层的烧结质量较差，容易产生较多的不合格烧结矿。为了减少不合格烧结矿的量，需要改善料层的透气性。在本实施例中，通过减小料层厚度，来改善料层的透气性，进而改善烧结过程，减小不合格烧结矿的量。

S104：增加料层厚度；

当判断结果为烧结终点温度过高时，说明料层的透气性较好，料层内燃料燃烧充分，但由于透气性较高，使得通过料层的风量增加，导致风量带走的热量较多，浪费了料层内燃料所产生的热量，即浪费了燃料。

为了减少燃料浪费，可以增加料层厚度，适当降低料层的透气性。在本实施例中，通过增加料层厚度，来实现降低料层的透气性，进而减少燃料浪费。

对料层厚度进行调节时，可以分别按照预先设置的时间间隔来进行，例如：每隔1分钟调节一次料层厚度。另外，料层厚度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，本实施例中，每次增加或增加料层厚度的量为10mm。

S105：判断烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系。

S106：提高台车速度。

当判断结果为烧结终点位置超前时，说明烧结机台车速度较慢，需要提高台车速度。

S107：降低台车速度。

当判断结果为烧结终点位置超前时，说明烧结机台车速度较慢，需要提高台车速度。

对台车速度进行调节时，可以分别按照预先设置的时间间隔来进行，例如：每隔5分钟调节一次台车速度。另外，台车速度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，本实施例中，每次增加或减少台车速度的量为0.04m。

在具体对烧结终点位置和烧结终点温度进行调节时，可结合表1进行说明：

表1：

烧结终点温度	烧结终点位置	台车速度	料层层厚
				正常	超前	提高	不变
正常	正常	不变	不变
				正常	延后	降低	不变
过高	超前	提高	增加
				过高	正常	不变	增加
过高	延后	降低	增加
				过低	超前	提高	减少
过低	正常	不变	减少
				过低	延后	降低	减少

在本实施例中，对于烧结终点温度和烧结终点位置两个条件，优先调节烧结终点温度，当出现烧结终点温度过高，同时烧结终点位置延后时，如果此时按照正常设定的量降低烧台车速度，将会使得物料焙烧时间将会延长，这势必会进一步增加烧结终点温度，所以当出现烧结终点温度过高，且烧结终点位置延后时，还可以保持台车速度不变，等烧结终点温度趋于正常后，再降低台车速度，或者，在降低台车速度时，按照比正常调节台车速度更小的量来进行调节。

而对于出现烧结终点温度过低、且烧结终点位置超前时，如果此时按照正常设定的量提高烧结速度，将会使得物料焙烧时间缩短，进一步降低烧结终点温度，所以，当出现烧结终点温度过低、且烧结终点位置超前时，还可以保持台车速度不变，等烧结终点温度趋于正常后，再提高台车速度，或者，在提高台车速度时，按照比正常调节台车速度更小的量来进行调节。

实施例二：

图4为本申请实施例二提供的烧结终点控制方法的流程示意图。

如图4所示，该方法包括：

S201：检测横向设置在每个风箱位置的台车上6个热电偶的温度。

在烧结机台车上每个风箱对应位置设置有6个热电偶，6个热电偶沿台车运动方向均匀布置，热电偶用于检测烧结机台车上料层的温度。

S202：根据每个风箱位置获得的6个温度计算每个风箱的温度。

可以计算每个风箱位置获得的6个温度的均值，将该均值作为该风箱的温度。

另外，当个别热电偶由于自身故障等原因，可能会出现检测温度出现过高或过低的情况，如果利用该故障后热电偶的温度在计算每个风箱，则会导致计算得到风箱的温度出现误差。

为此，本实施例中，在计算每个风箱的温度时，将每个风箱位置获得的6个温度去掉最高温度、最低温度后计算平均值，将每个风箱计算得到的平均值作为每个风箱的温度。这样就可以有效避免由于个别热电偶故障而导致计算出现误差的问题。

S203：将所有风箱的温度拟合成位置-温度曲线。

上述步骤计算得到每个风箱的温度后，可以得到一个温度与风箱位置之间的对应关系，利用该对应关系，可以拟合出一条位置-温度曲线。

本实施例中，可以将风箱位置作为该位置-温度曲线的横坐标，将风箱温度作为该位置-温度曲线的纵坐标。

S204：确定烧结终点位置和烧结终点温度。

根据上述步骤的描述，当确定位置-温度曲线后，该曲线的顶点所对应的横坐标确定为烧结终点位置，并且，将该曲线的顶点所对应的纵坐标确定为烧结终点温度。

S205：判断烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系

S206：减小料层厚度。

S207：增加料层厚度。

S208：判断烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系。

S209：提高台车速度。

S210：降低台车速度。

步骤S205~S210与实施例一中步骤S102~S107一一对应，详细可参见上述实施例中关于步骤S102~S107的描述，在此不再赘述。

实施例三：

图5为本申请实施例三提供的烧结终点控制方法的流程示意图。

在上述实施例中，当增加或减少料层厚度之后，如图5所示，该方法还可以包括：

S301：判断料层厚度是否大于等于最大料层厚度。

对于烧结机台车而言，不同型号的烧结机对应的料层厚度范围不同，以360平米烧结机为例，其料层厚度的范围在660mm~720mm之间，当料层厚度超出该范围后，将会影响烧结机的正常工作，如：料层厚度过高，影响点火风机12和引火风机11的点火工作。

在调节料层厚度时，需要判断调节后的料层厚度与最大料层厚度或最小料层厚度的关系，当调节后料层厚度大于等于最大料层厚度时，进行步骤S302。

S302：停止调节料层厚度，减小风箱风门开度。

由于调节后的料层厚度已经超过烧结机台车设定的最大料层厚度限值，即无法通过增加料层厚度来降低料层的透气性，为了控制料层的燃烧情况，可以减小风箱风门开度，减少通过料层的风量，进而降低料层的温度。

S303：判断料层厚度是否小于等于最大料层厚度。

当调节后料层厚度小于等于最小料层厚度时，进行步骤S304。

S304：停止调节料层厚度，增加风箱风门开度。

由于调节后的料层厚度已经达到烧结机台车设定的最小料层厚度限值，即无法通过减小料层厚度来改善料层的透气性，为了控制料层的燃烧情况，可以增加风箱风门开度，增加通过料层的风量，促进料层内燃料燃烧，提高料层的温度。

对风箱风门开度进行调节时，可以分别按照预先设定的时间间隔来进行，例如：每隔10分钟调节一次风箱风门开度，并且风箱风门开度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，例如：可以每次调节5%。

本实施例提供的该方法的在具体实施例时，可以参照表2的内容对烧结终点进行调节。

表2：

实施例四：

图6为本申请实施例四提供的烧结终点控制系统的结构示意图。

如图6所示，该系统包括：检测单元71、位置判断单元72、温度判断单元73、厚度控制单元74和速度控制单元7。

检测单元71用于检测烧结终点位置和烧结终点温度。

检测单元71利用设置在烧结机台车上的热电偶，将不同风箱位置的热电偶采集的温度作为风箱的温度，然后形成所有风箱的温度曲线，进而将位于温度曲线顶点对应的温度确定为烧结终点温度，并且将温度曲线顶点对应的位置确定为烧结终点位置。

本实施例中，在烧结机台车上每个风箱位置横向设置有6个热电偶。

如图7所示，检测单元71包括：接收单元711、温度计算单元712、曲线拟合单元713、位置确定单元714和温度确定单元715，其中，

接收单元711用于接收每个风箱内6个热电偶的温度；

温度计算单元712用于将每个风箱获得的6个温度去掉最高温度、最低温度后计算平均值，将每个风箱计算得到的平均值作为每个风箱的温度；

曲线拟合单元713用于将所有风箱的温度拟合成位置-温度曲线；

位置确定单元714用于将位置-温度曲线的顶点对应的位置确定为烧结终点位置；

温度确定单元715用于将位置-温度曲线的顶点对应的温度确定为烧结终点温度。

位置判断单元72用于判断烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系。

温度判断单元73用于判断烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系。

厚度控制单元74用于当烧结终点温度过低时，减小料层厚度；当烧结终点温度过高时，增加料层厚度。

对料层厚度进行调节时，可以分别按照预先设置的时间间隔来进行，例如：每隔1分钟调节一次料层厚度。另外，料层厚度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，本实施例中，每次增加或增加料层厚度的量为10mm。

速度控制单元75用于当烧结终点位置超前时，提高台车速度；当烧结终点位置延后时，降低台车速度。

对台车速度进行调节时，可以分别按照预先设置的时间间隔来进行，例如：每隔5分钟调节一次台车速度。另外，台车速度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，本实施例中，每次增加或减少台车速度的量为0.04m。

详细情况可参见实施例一中表1的内容。

此外，在本实施例中，对于烧结终点温度和烧结终点位置两个条件，优先调节烧结终点温度，当出现烧结终点温度过高，同时烧结终点位置延后时，如果此时按照正常设定的量降低烧台车速度，将会使得物料焙烧时间将会延长，这势必会进一步增加烧结终点温度，所以当出现烧结终点温度过高，且烧结终点位置延后时，还可以保持台车速度不变，等烧结终点温度趋于正常后，再降低台车速度，或者，在降低台车速度时，按照比正常调节台车速度更小的量来进行调节。

而对于出现烧结终点温度过低、且烧结终点位置超前时，如果此时按照正常设定的量提高烧结速度，将会使得物料焙烧时间缩短，进一步降低烧结终点温度，所以，当出现烧结终点温度过低、且烧结终点位置超前时，还可以保持台车速度不变，等烧结终点温度趋于正常后，再提高台车速度，或者，在提高台车速度时，按照比正常调节台车速度更小的量来进行调节。

实施例五：

图8为本申请实施例五提供的烧结终点控制系统的结构示意图。

对于烧结机台车而言，不同型号的烧结机对应的料层厚度范围不同，以360平米烧结机为例，其料层厚度的范围在660mm~720mm之间，当料层厚度超过该范围后，将会影响烧结机的正常工作，如：料层厚度过高，影响点火风机12和引火风机11的点火工作。

如图8所示，该系统还包括：厚度判断单元76和风门控制单元77。

厚度判断单元76与厚度控制单元74相连接，用于判断厚度控制单元74调节后的料层厚度与最大料层厚度和最小料层厚度的关系，并将判断结果发送给风门控制单元。

风门控制单元77用于当料层厚度大于等于最大料层厚度时，降低风箱风门开度；当料层厚度小于等于最小料层厚度，增加风箱风门开度。

对风箱风门开度进行调节时，可以分别按照预先设定的时间间隔来进行，例如：每隔10分钟调节一次风箱风门开度，并且风箱风门开度每次调节的量，可以根据实际情况来设定，例如：可以每次调节5%。

并且当调节后所述料层厚度大于等于所述最大料层厚度，或，调节后所述料层厚度小于等于所述最小料层厚度时，厚度控制单元74停止调节料层厚度。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种烧结终点控制方法，其特征在于，包括：

检测烧结终点位置和烧结终点温度；

判断所述烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系，以及，判断所述烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系；

如果所述烧结终点温度过低，减少料层厚度；如果所述烧结终点温度过高，增加料层厚度；

如果所述烧结终点位置超前，提高台车速度；如果所述烧结终点位置延后，降低台车速度；

如果所述烧结终点温度过高且烧结终点位置延后，保持烧结台车速度不变，增加料层厚度，并且当所述烧结终点温度趋于正常后，再降低台车速度；

如果所述烧结终点温度过低且烧结终点位置超前，保持烧结台车速度不变，减少料层厚度，并且当所述烧结终点温度趋于正常后，再增加台车速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

检测横向设置在每个风箱位置的台车上6个热电偶的温度；

将每个风箱位置获得的6个温度去掉最高温度、最低温度后计算平均值，将每个风箱计算得到的平均值作为每个风箱的温度；

将所有风箱的温度拟合成位置-温度曲线；

将所述位置-温度曲线的顶点对应的位置确定为烧结终点位置，以及，将所述位置-温度曲线的顶点对应的温度确定为烧结终点温度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

判断调节后所述料层厚度与最大料层厚度和最小料层厚度的关系；

如果调节后所述料层厚度大于等于所述最大料层厚度，停止调节料层厚度，减小风箱风门开度；

如果调节后所述料层厚度小于等于所述最小料层厚度，停止调节料层厚度，增大风箱风门开度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，按照预先设置的时间间隔调整所述台车速度、料层厚度以及风箱风门开度。

5.一种烧结终点控制系统，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测烧结终点位置和烧结终点温度；

位置判断单元，用于判断所述烧结终点位置与预先设定的烧结终点位置范围的关系；

温度判断单元，用于判断所述烧结终点温度与预先设定的烧结终点温度范围的关系；

厚度控制单元，用于当所述烧结终点温度过低时，减少料层厚度；当所述烧结终点温度过高时，增加料层厚度；

速度控制单元，用于当所述烧结终点位置超前时，提高台车速度；当所述烧结终点位置延后时，降低台车速度；

如果所述烧结终点温度过高且烧结终点位置延后，所述速度控制单元用于保持烧结台车速度不变，所述厚度控制单元用于增加料层厚度，并且当所述烧结终点温度趋于正常后，所述速度控制单元还用于降低台车速度；

如果所述烧结终点温度过低且烧结终点位置超前，所述速度控制单元用于保持烧结台车速度不变，所述厚度控制单元减少料层厚度，并且当所述烧结终点温度趋于正常后，所述速度控制单元还用于增加台车速度。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，烧结机台车上每个风箱位置横向设置有6个热电偶，所述检测单元包括：

接收单元，用于接收每个风箱内6个热电偶的温度；

温度计算单元，用于将每个风箱获得的6个温度去掉最高温度、最低温度后计算平均值，将每个风箱计算得到的平均值作为每个风箱的温度；

曲线拟合单元，用于将所有风箱的温度拟合成位置-温度曲线；

位置确定单元，用于将所述位置-温度曲线的顶点对应的位置确定为烧结终点位置；

温度确定单元，用于将所述位置-温度曲线的顶点对应的温度确定为烧结终点温度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

厚度判断单元，与所述厚度控制单元相连接，用于判断所述厚度控制单元调节后的料层厚度与最大料层厚度和最小料层厚度的关系；

风门控制单元，用于当调节后所述料层厚度大于等于所述最大料层厚度时，减小风箱风门开度；当调节后所述料层厚度小于等于所述最小料层厚度时，增加风箱风门开度；

当调节后所述料层厚度大于等于所述最大料层厚度，或，调节后所述料层厚度小于等于所述最小料层厚度时，所述厚度控制单元停止调节料层厚度。