CN103088211A - 一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法以及装置，通过跟踪燃烧带的最高温度来确定其位置；并且通过记录的事实温度，位移以及时间来确定此时的瞬时速度和整个过程的平均速度，以此作为生产控制参数指导烧结流程的控制。为了执行本测量方法，设计了与之相匹配的测量装置，通过深入烧结杯内部的传感器测量实时温度以及位移参数，传回控制计算机，做相应计算并且发出控制信号。

Description

一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法及装置
技术领域
本发明涉及烧结机烧结料层燃烧带的测温以及定位技术领域，特别涉及一种通过温度跟踪定位燃烧带的方法以及装置。
背景技术
烧结过程料层燃烧带自上而下的移动过程，也即是从烧结液相产生、冷凝，到成品烧结矿的过程。因此，燃烧带的移动速度，燃烧带的温度对于烧结矿的质量、各项烧结指标都有至关重要的影响。燃烧带温度过低无法生成足够的液相来固结未熔颗粒，使烧结矿强度偏低，成品率下降；燃烧带温度过高不但浪费烧结固体燃料，而且不利于在烧结过程中起主要固结作用的铁酸钙的生成。因此对燃烧带的实时温度以及位置需要精度很高的控制。但是目前，对于烧结燃烧带位置和温度的测量，还没有一种有效、准确的测量装置和方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对烧结机内的燃烧带的温度以及位置做出精确测量的方法以及装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种测量烧结料层燃烧带位置和方法。
测量方法的主要步骤为：
S1.开始烧结流程之前，初始化测量装置；
S2.烧结开始时，测量装置同时开始工作，实时回传测得的温度值和位移量；
S3.控制计算机比较记录的实时温度参数，当出现极值时，发出控制指令改变控制开关10的状态，同时记录此时的位移参数Di，运行时间ti以及峰值温度Ti；其中，i为控制开关10状态改变的次数；
S4.循环重复上述步骤S3的操作，直到烧结结束。
进一步地，还包括步骤S5：在测量过程中，计算出当控制开关10状态改变时，实时的，通过公式
Figure BDA00002784291200021
计算燃烧带的瞬时速度Vi，通过公式计算整个过程的平均速度
Figure BDA00002784291200023
执行上述方法的测量装置包括：刚玉管3，测温元件4，位移传感器5，传动杆8，电机9，控制开关10以及计算机11；
所述刚玉管3插入下位机烧结机的烧结杯1中与烧结篦条2贴合；所述测温元件4以及位移传感器5置于所述传动杆8的顶端分别与所述计算机11通信相连；所述传动杆8的顶端插入所述刚玉管3内，尾端与电机9相连；计算机11通过控制开关10与电机9相连。
进一步地，所述测温元件4为热电偶。
进一步地，还包括：温度显示仪表6以及位移显示仪表7；所述温度显示仪表6连接在所述计算机11与热电偶4之间；所述位移显示仪表7连接在所述计算机11与所述位移传感器5之间。
进一步地，所述计算机11为可编程控制器或者单片机或者PC机中的一种。
本发明提供的烧结机燃烧带的测温以及定位方法通过热电偶跟踪燃烧带的温度峰值确定燃烧带的位置，并计算出燃烧带的瞬时速度以及全局平局速度等控制参数；解决了温度测量与定位操作中精度不高的问题。此外，与方法匹配的装置结构简单操作方便；通过巧妙地结构完成高精度的测量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的测量方法的电气信号流图；
图2为本发明实施例提供的测量装置现场操作位置结构图；
其中，1-烧结杯，2-烧结篦条，3-刚玉管，4-热电偶，5-位移传感器，6-温度显示仪表，7-位移显示仪表，8-传动杆，9-电机，10-控制开关，11-计算机，12-起始位置，13-终止位置。
具体实施方式
本发明提供的一种测量烧结料层燃烧带温度以及位置的方法，包括以下步骤：
S1.开始烧结流程之前，初始化测量装置；
S2.烧结开始时，测量装置同时开始工作，实时回传测得的温度值和位移量；
S3.控制计算机比较记录的实时温度参数，当出现极值时，发出控制指令改变控制开关10的状态，同时记录此时的位移参数Di，运行时间ti以及峰值温度Ti；其中，i为控制开关10状态改变的次数；
S4.循环重复上述步骤S3的操作，直到烧结结束。
下面针对本发明方法进一步说明。
为了便于说明测量方法，关于烧结过程做出简要说明。烧结机内的烧结料是装在烧结杯1内的，底部铺设烧结篦条2，烧结杯1底部连接抽风管道。当开始烧结时，在烧结杯上部点火，底部抽风管道抽风。烧结过程是由烧结杯的上部向下一层一层烧结，此过程中正在烧结的那一层称为燃烧带。烧结过程直到所有烧结料都烧结完成后结束。
执行步骤S1,在开始烧结流程之前，在装有烧结料的烧结杯1的正中心插入刚玉管3，传动杆8的顶端移动到起始位置12，控制开关10设置为关断状态。作为一种用于生产现场的测量方法，生产机械的状态也是必须关注的因素。所以，在烧结流程开始之前针对下位机烧结杯1中装载一定的烧结料，并且在烧结杯1内竖直插入刚玉管3；鉴于烧结过程中其中部温度最高且最稳定，优选的，刚玉管3插在烧结杯1的正中心。传动杆8进入刚玉管3但不进入烧结料以下，置于烧结杯边沿的位置12。计算机控制的控制开关10初始化，使其保持关断状态。
执行步骤S2，当开始烧结时，控制开关10开启，电机9同时开始工作，推动传动杆8进入刚玉管3。烧结料点火之后，燃烧带才出现，因此为了更加全面准确的测得的温度数据，优选的，传动杆8的顶端进入刚玉管3的时间与点火同步。在传动杆8移动过程中其顶端的位移传感器5以及热电偶4把测得的位移量以及实时温度传回计算机11。
在传动杆8向下运动的过程中，其顶端的热电偶4以及位移传感器5不间断的测量当前位置的温度以及位移量，并且回传给控制计算机11。为了便于生产人员对燃烧带的温度以及位置信息有直观的了解，优选的，在温度传感器4以及位移传感器5的回传测得的参数同时，也把温度以及位移量参数传给温度显示仪表6以及位移显示仪表7，通过显示表盘显示。
执行步骤S3和S4，在控制计算机比较记录的实时温度参数，当出现极值时，发出控制指令改变控制开关10的状态，同时记录此时的位移参数Di，运行时间ti以及峰值温度Ti；其中，i为控制开关10状态改变的次数。
燃烧带为烧结机内部温度最高的地方，通过热电偶4实时测得当前温度并且传给计算机11。热电偶4一直随着传动杆8向下运动，环境温度时时刻刻都在变化，在不考虑微小温度波动的前提下，温度的变化趋势有着一定的线性规律。如果当前温度为极值时，即意味着热电偶4所处的位置是此时燃烧带的位置。
是否为温度极值由计算机11通过比较判断。每当一个新的温度数值传回后，计算机11都与前一个传回的温度数值做比较。如果当一个新的温度数T1比其前一个温度数值T2小，而前一个温度数值T2却比它的前一个温度数值T3大(即T1<T2>T3)的时候，那么这时出现温度极值，这个极值就是新的温度数值T1的前一个温度数值T2。上述比较方法不考虑温度在一定范围内的的微小波动。
通过上述比较方法得知，控制开关10状态改变的位置相对于极值温度出现的位置在时间上略微滞后。相对的热电偶4停顿的位置超前于燃烧带的位置，当燃烧带追上热电偶4之后，再次出现极值温度，控制开关10的状态再次改变，电机9再次启动，热电偶4开始移动。如此循环直至烧结流程结束。在循环过程中每次对应的控制开关10状态改变，都会记录极值温度Ti以及与之对应的时间ti以及位移量Di。其中，i为控制开关10状态改变的次数。
烧结过程中，随着燃烧带的深度增加，为了便于控制烧结过程，还需要获得燃烧带的瞬时移动速度以及此前烧结过程中燃烧带的平均移动的速度。因此，上述方法还包括步骤S5：在测量过程中，实时的，计算出当控制开关10状态改变时，通过公式计算燃烧带的瞬时速度Vi，通过公式
Figure BDA00002784291200052
计算整个过程的平均速度上述公式属于基本的物理原理的演化。
参见图1，图2，执行上述方法所涉及的测量装置包括：刚玉管3，热测温元件4，位移传感器5，传动杆8，电机9，控制开关10以及计算机11；其中，刚玉管3插入下位机烧结杯1中与烧结篦条2贴合；测温元件4以及位移传感器5置于传动杆8的顶端分别与计算机11相连；传动杆8的顶端插入刚玉管3内，尾端与电机9相连；计算机11通过控制开关10与电机9相连。
在烧结过程中测温元件4与位移传感器5随着传动感8逐渐深入刚玉管3，跟踪燃烧带实时测量温度以及其位置。之后回传给计算机11，这个过程直到传动杆8顶端到达烧结篦条2结束。
优选的，鉴于高温烧结环境的限制，测温元件4为使用广泛的热电偶。
鉴于现场生产人员需要了解实时温度以及位置参数，优选的，本装置还包括：温度显示仪表6以及位置显示仪表7，用于显示测得的实时数值。
本装置为匹配上述方法而设计，通过计算机11控制测量流程，本控制流程简单巧妙。目前较为小巧的微型计算机例如：工业控制领域应用广泛的单片机以及可编程控制器等，或者整体功能比较强大PC机都适用于本装置。
测量过程中的电气信号流图，参见图1。位移传感器5的测量结果显示在位移显示仪表7上同时也传给计算机11；类似的，热电偶4测得的温度显示在温度显示仪表6上的同时也传给计算机11。计算机做出数据判断处理之后通过控制控制开关10的状态来控制测量系统。
测量装置现场安装结构图，参见图2。热电偶4以及位移传感器5分置于传动杆8的顶端。传动杆8的底部与电机9相连。传动杆8的顶端在测量开始时伸入刚玉管8内跟踪燃烧带向下移动，同时热电偶4以及位移传感器5测量相关参数。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法，其特征在于，测量方法包括以下步骤：
S1.开始烧结流程之前，初始化测量装置；
S2.烧结开始时，测量装置同时开始工作，实时回传测得的温度值和位移量；
S3.控制计算机比较记录的实时温度参数，当出现极值时，发出控制指令改变控制开关（10）的状态，同时记录此时的位移参数Di，运行时间ti以及峰值温度Ti；其中，i为控制开关（10）状态改变的次数；
S4.循环重复上述步骤S3的操作，直到烧结结束。
2.如权利要求1所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法，其特征在于，还包括步骤S5：在测量过程中，当控制开关（10）状态改变时，通过公式
Figure FDA00002784291100011
计算燃烧带的瞬时速度Vi，通过公式计算整个过程的平均速度
Figure FDA00002784291100013
3.如权利要求1所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法，其特征在于，上述初始化操作是：在装有烧结料的烧结杯（1）的正中心插入刚玉管（3），传动杆（8）的顶端移动到起始位置（12），控制开关（10）设置为关断状态。
4.如权利要求1所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的方法，其特征在于：温度值以及位移量的检测装置分别是测温元件（4）以及位移传感器（5）。
5.一种测量烧结料层燃烧带位置和温度的装置，其特征在于，包括：刚玉管（3），测温元件（4），位移传感器（5），传动杆（8），电机（9），控制开关（10）以及计算机（11）；
所述刚玉管（3）插入下位机烧结杯（1）中与烧结篦条（2）贴合；所述测温元件（4）以及位移传感器（5）置于所述传动杆（8）的顶端分别与所述计算机（11）相连；所述传动杆（8）的顶端插入所述刚玉管（3）内，尾端与电机（9）相连；计算机（11）通过控制开关（10）与电机（9）相连。
6.如权利要求5所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的装置，其特征在于：所述测温元件（4）为热电偶。
7.如权利要求6所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的装置，其特征在于，还包括：温度显示仪表（6）以及位移显示仪表（7）；
所述温度显示仪表（6）连接在所述计算机（11）与热电偶（4）之间；所述位移显示仪表（7）连接在所述计算机（11）与所述位移传感器（5）之间。
8.如权利要求5所述的测量烧结料层燃烧带位置和温度的装置，其特征在于：所述计算机（11）为可编程控制器或者单片机或者PC机中的任意一种。
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