CN104313225B - 料罐蓬料的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种料罐蓬料的检测方法及装置，该方法至少包括：在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料。采用本申请的方法及装置，可检测料罐是否发生蓬料。

Description

料罐蓬料的检测方法及装置

技术领域

本申请涉及自动控制技术领域，特别是涉及一种料罐蓬料的检测方法及装置。

背景技术

高炉冶炼作为钢铁工业的上游工序，是钢铁生产中极其重要的环节。目前，如图13所示，高炉冶炼的流程大致如下：将配比、称量好的铁矿石、焦碳和熔剂等原料按生产工艺要求送往受料斗内；打开料罐的上料闸和上密封闸，使原料流入料罐内；在料罐装入原料后，对料罐进行充压，使料罐内部的压力大于等于高炉炉体内部的压力。当高炉内的探尺到达料线时，说明高炉此时需补充原料。此时，打开料罐的下料闸和下密闸，即可使料罐内的原料流入高炉炉体内。同时在高炉吹入热风，喷入煤、油或天然气等燃料，即可使原料中的铁矿发生还原反应，得到生铁。除此，在高炉冶炼的过程中，还会产生大量煤气。经高炉炉体上部的煤气上升管道排出，净化后，可作为燃料使用。

目前，由于各种各样的原因，经常出现料罐内的原料不能流入高炉炉体内的现象，即料罐篷料。例如，受高炉炉体内部压力的波动以及控制技术的不完善的影响，高炉内部的压力可能大于料罐内部压力，受反压差的影响，料罐内的原料就不能流入高炉炉体内，从而使料罐篷料。另外，如果料罐内的原料含有一定水分且原料粒度级别较细，在料罐下料的过程中，受颗粒间粘附力的影响，原料极易堵塞料罐的下料闸；而料罐内的原料一旦堵塞下料闸，将使得料罐的原料不能流入高炉炉体内。当料罐篷料时，高炉炉体内的原料将得不到及时的补充，影响整个高炉冶炼工序的正常稳定运行。

由于料罐的篷料与否对整个高炉冶炼工序有重要影响，因此，在现有技术中，亟需一种料罐蓬料的检测方法及装置，以检测料罐是否发生蓬料。

发明内容

本申请实施例中提供了一种料罐蓬料的检测方法及装置，以检测料罐是否发生蓬料。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一种料罐蓬料的检测方法，包括：

在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料。

优选的，当所述第二时刻为所述料罐完成布料的时刻时，所述方法还包括：

当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空。

优选的，当所述第一温度数据至少为两个数据时，所述对第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据，包括：

获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据。

优选的，当所述第二温度数据至少为两个数据时，所述对第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据，包括：

获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

优选的，在所述判断料罐蓬料后，还包括：发出蓬料报警。

一种料罐蓬料的检测装置，包括：

第一时刻采集模块，用于在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

第一温度数据预处理模块，用于对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

第二时刻采集模块，用于在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

第二温度数据预处理模块，用于对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

计算模块，用于计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

蓬料判定模块，用于当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料。

优选的，当所述第二时刻为所述料罐完成布料的时刻时，所述装置还包括：

料空判定模块，用于当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空。

优选的，当所述第一温度数据至少为两个数据时，所述第一温度数据预处理模块，包括：

第一正常温度数据获取单元，用于获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

布料前温度数据计算单元，用于计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据。

优选的，当所述第二温度数据至少为两个数据时，所述第二温度数据预处理模块，包括：

第二正常温度数据获取单元，用于获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

布料后温度数据计算单元，用于计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

优选的，所述装置还包括：

报警模块，用于发出蓬料报警。

本申请的有益效果包括：研发人员在对料罐的布料过程的研究中发现，料罐在布料过程中，原料将压住高炉炉体内料面的火苗以及减缓高炉炉体内高温气体的向上流动，因此，在料罐布料前后，高炉炉体顶部温度会发生变化。因此，在本申请中，在开始布料前的时刻，采集一次高炉炉体顶部的温度数据，在开始布料后的时刻，再次采集一次高炉炉体顶部的温度数据；如果两次所采集的温度的差异较小，即当差值位于蓬料阈值范围时，即可确定料罐并不能正常布料，料罐此时蓬料。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的一流程示意图；

图2为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的另一流程示意图；

图3为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的又一流程示意图；

图4为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的另一流程示意图；

图5为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的又一流程示意图；

图6为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的另一流程示意图；

图7为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的又一流程示意图；

图8为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的一结构示意图；

图9为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的另一结构示意图；

图10为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的又一结构示意图；

图11为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的另一结构示意图；

图12为本申请实施例提供的料罐蓬料的检测方法的又一结构示意图；

图13为本申请实施例提供的高炉冶炼的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供一种料罐蓬料的检测方法及装置，以检测料罐是否发生蓬料。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，并使本申请实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

首先对本申请实施例的料罐蓬料的检测方法进行说明，如图1所示，至少包括以下步骤：

步骤S11：在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

在本申请中，料罐布料前的时刻可具体为料罐满足布料条件的时刻；料罐的布料条件是指：原料经受料斗装入称量罐内，且称量罐充压完成，高炉内的探尺已到达料线。

步骤S12：对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

步骤S13：在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

在本申请中，料罐开始布料后的时刻，可具体为料罐在布料过程中的时刻，或料罐布料完成后，重新开始布料前的时刻；较优的，料罐布料过程中的时刻可具体为料罐在整个布料过程的中间时刻，或料罐刚刚完成布料的时刻。

在本申请中，当第二时刻为料罐刚刚完成布料的时刻时，其设定第二时刻的方法如下：

根据料罐中原料的布料矩阵，计算出料罐当前原料的布料时间；

具体的，在料罐实际布料过程中，是根据原料的布料矩阵控制料罐的溜槽对高炉进行布料的。在原料的布料矩阵中，设有原料的代码、溜槽的开度以及溜槽的转动圈数。由于溜槽每转动一圈的时间是固定的，一般为7.5S，因此，将溜槽在不同开度下的转动圈数相加，即可得到当前原料在布料的过程中，溜槽转动的总圈数，总圈数乘以每转动一圈的时间，即可得到料罐当前原料的布料时间。

在第一时刻后，启动计时器，以当前原料的布料时间为基准进行倒计时；

当计时器到达零时，即为第二时刻。

当然，在本申请中，当第二时刻为料罐在整个布料过程的中间时刻时，其设定第二时刻的方法可如下；

根据料罐中原料的布料矩阵，计算出料罐当前原料的布料时间；

在第一时刻后，启动计时器，以当前原料的布料时间的一半为基准进行倒计时；

例如：当前原料的布料时间为90分钟30秒，那么当前原料的布料时间的一半为45分15秒。

当计时器到达零时，即为第二时刻。

关于，当第二时刻为除料罐刚刚完成布料的时刻和料罐在整个布料过程的中间时刻外的其它时刻，如何设定第二时刻的过程与上述两个过程相类似，在此不再赘述。

步骤S14：对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

步骤S15:计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

步骤S16：当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料。

在本申请中，所述蓬料阈值范围可具体为(0～20℃)。

研发人员在对料罐的布料过程的研究中发现，料罐在布料过程中，原料将压住高炉炉体内料面的火苗以及减缓高炉炉体内高温气体的向上流动，因此，在料罐布料前后，高炉炉体顶部温度会发生变化。在本申请中，在开始布料前的时刻，采集一次高炉炉体顶部的温度数据，在开始布料后的时刻，再次采集一次高炉炉体顶部的温度数据；如果两次所采集的温度的差异较小，即当差值位于蓬料阈值范围时，即可确定料罐此时并不能正常布料，料罐蓬料。

在本申请其它实施例中，如果第二时刻为料罐完成布料的时刻，如图2所示，上述所有实施例中的方法还可包括：

步骤S21：当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空。

由于在高炉冶炼的过程中，每次装入受料斗内的原料的量为一定的，相应的每次装入料罐内原料的量也为一定的。且在正常情况下，在料罐一次布料的过程中，可将料罐内的原料全部布入高炉炉体内。因此，受原料压住高炉炉体料面火苗以及压住高温气体的向上流动的影响，在第二时刻，即料罐布料完成后的时刻，高炉炉体的顶部温度应低于料罐开始布料时高炉炉体的顶部温度。当布料前温度数据与布料后温度数据的差值位于料空阈值范围时，即可判定料罐料空。在本申请中，所述料空阈值范围可具体为(25～35℃)。

在本申请其它可行实施例中，如果所采集的第一温度数据至少为两个数据，如图3所示，上述所有实施例中的步骤S12可具体包括：

步骤S31：获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

在本申请中，高炉顶部的温度一般处于正常阈值范围(0℃-32767℃)，若所采集的第一温度数据小于等于0℃，或大于等于32767℃可以认为是由采集过程中出现错误所导致的，应舍弃。

步骤S32：计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据；

在本申请中，可具体求第一正常温度数据的算术平均数。例如，第一正常温度数据为3个，分别为2400℃、2500℃和2000℃，那么布料前温度数据可具体为3个第一正常温度数据的算术平均值，即布料前温度数据为(2400+2500+2000)/3＝2300℃。

在本申请其它可行实施例中，如果所采集的第一温度数据仅为一个时，那么上述所有实施例中的步骤S112可具体包括：

步骤S41：判断所采集的第一温度数据是否位于正常温度阈值范围；

步骤S42：若位于正常阈值范围，将第一温度数据作为布料前温度数据；

步骤S43：若不位于正常阈值范围，重新采集第一温度数据，直至所采集的第一温度数据位于正常阈值范围为止，且在采集第一温度数据完成后，才控制料罐开始布料。

由上可见，采用上述方法，可使所计算得到的布料前温度数据更精准。

在本申请其它可行实施例中，如果所采集的第二温度数据至少为两个数据，如图5所示，上述所有实施例中的步骤S14可具体包括：

步骤S51：获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

上述过程，与步骤S31的过程相类似，具体过程可参见上述步骤S31，在此不再赘述。

步骤S52：计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

上述过程，与步骤S32的过程相类似，具体过程可参见上述步骤S32，在此不再赘述。

在本申请其它可行实施例中，如果所采集的第二温度据仅为一个数据，如图6所示，那么上述所有实施例中的步骤S14可具体包括：

步骤S61：判断所采集的第二温度数据是否位于正常温度阈值范围；

步骤S62：若位于正常阈值范围，将第二温度数据作为布料后温度数据；

步骤S63：若不位于正常阈值范围，则在预设时间内，重新采集第二温度数据；

步骤S64：如果在预设时间内所采集的第二温度数据均不位于正常阈值范围，则停止采集第二温度数据，且发出温度异常报警信号；

步骤S65：如果在预设时间内所采集的第二温度数据位于正常阈值范围，则将该第二温度数据作为布料后温度数据。

由上可见，采用上述方法，可使所计算得到的布料后温度数据更精准。

在本申请的其它可行实施例中，如图7所示，上述所有实施例中的步骤S16之后，还可包括：

步骤S17：发出蓬料报警。

由于在高炉冶炼的过程中，当料罐发生蓬料时，一般需现场工作人员进行处理，所以当料罐蓬料时，需发生蓬料报警，以通知现场工作人员。

通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

与上述方法相对应的，本申请还公开了一种料罐蓬料的检测装置，如图8所示，至少包括：

第一时刻采集模块81，用于在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

第一温度数据预处理模块82，用于对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

第二时刻采集模块83，用于在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

第二温度数据预处理模块84，用于对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

计算模块85，用于计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

蓬料判定模块86，用于当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料。

研发人员在对料罐的布料过程的研究中发现，料罐在布料过程中，原料将压住高炉炉体内料面的火苗以及减缓高炉炉体内高温气体的向上流动，因此，在料罐布料前后，高炉炉体顶部温度会发生变化。在本申请中，在开始布料前的时刻，采集一次高炉炉体顶部的温度数据，在开始布料后的时刻，再次采集一次高炉炉体顶部的温度数据；如果两次所采集的温度的差异较小，即当差值位于蓬料阈值范围时，即可确定料罐并不能正常布料，料罐此时蓬料。

在本申请其它可行实施例中，如图9所示，当所述第二时刻为所述料罐布料完成布料的时刻，上述所有实施例中的装置还可包括：

料空判定模块87，用于当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空。

由上可见，采用本申请的装置，还可判断料罐是否料空。

在本申请的其它可行实施例中，如图10所示，，当所述第一温度数据至少为两个数据时，上述所有实施例中的第一温度数据预处理模块82，可包括：

第一正常温度数据获取单元101，用于获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

布料前温度数据计算单元102，用于计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据。

由上可见，采用上述装置，可使所得到的布料前温度数据更加精准。

在本申请的其它可行实施例中，如图11所示，当所述第二温度数据至少为两个数据时，上述所有实施例中的第二温度数据预处理模块84，可包括：

第二正常温度数据获取单元111，用于获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

布料后温度数据计算单元112，用于计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

由上可见，采用上述装置，可使所得到的布料后温度数据更加精准。

在本申请的其它可行实施例中，如图12所示，上述所有实施例中的装置还可包括：

报警模块88，用于发出蓬料报警。

由上可见，采用本发明的上述装置，当料罐发生蓬料时，可发出蓬料报警，以通知现场工作人员。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，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 (10)

1.一种料罐蓬料的检测方法，其特征在于，包括：

在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料，所述蓬料阈值范围为0-20℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第二时刻为所述料罐完成布料的时刻时，所述方法还包括：

当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空，所述料空阈值范围为25-35℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一温度数据至少为两个数据时，对第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据，包括：

获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第二温度数据至少为两个数据时，对第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据，包括：

获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断料罐蓬料后，还包括：发出蓬料报警。

6.一种料罐蓬料的检测装置，其特征在于，包括：

第一时刻采集模块，用于在第一时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第一温度数据，所述第一时刻为料罐布料前的时刻；

第一温度数据预处理模块，用于对所述第一温度数据进行预处理，得到布料前温度数据；

第二时刻采集模块，用于在第二时刻，采集高炉顶部的至少一个温度数据，作为第二温度数据，所述第二时刻为所述料罐开始布料后的时刻；

第二温度数据预处理模块，用于对所述第二温度数据进行预处理，得到布料后温度数据；

计算模块，用于计算所述布料前温度数据与所述布料后温度数据的差值；

蓬料判定模块，用于当所述差值位于蓬料阈值范围时，判定所述料罐蓬料，所述蓬料阈值范围为0-20℃。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述第二时刻为所述料罐完成布料的时刻时，所述装置还包括：

料空判定模块，用于当所述差值位于料空阈值范围时，判定所述料罐料空，所述料空阈值范围为25-35℃。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述第一温度数据至少为两个数据时，所述第一温度数据预处理模块，包括：

第一正常温度数据获取单元，用于获取位于正常温度阈值范围的第一温度数据，作为第一正常温度数据；

布料前温度数据计算单元，用于计算所述第一正常温度数据的平均值，作为布料前温度数据。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述第二温度数据至少为两个数据时，所述第二温度数据预处理模块，包括：

第二正常温度数据获取单元，用于获取位于正常温度阈值范围的第二温度数据，作为第二正常温度数据；

布料后温度数据计算单元，用于计算所述第二正常温度数据的平均值，作为布料后温度数据。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

报警模块，用于发出蓬料报警。