CN104495920B - 钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钛白粉煅烧工艺中晶体转变带温度的调节方法，该方法能够提高钛白粉煅烧工艺中晶体转变带温度调节精度。该方法通过确定正常生产模式下，钛白粉的投料量a及晶型转变带对应的温度T，建立不同生产模式下的投料量Gi与晶型转变带温度T_i的工艺控制表，对不同投料量Gi下进入转窑内的钛白粉生产原料进行检测，当钛白粉生产原料进入晶型转变区后，则选择该投料量Gi对应晶型转变带的温度T_i对晶体转变带的温度进行调节；当晶型转变带内具有多种投料量Gi下进入转窑的钛白粉生产原料时，选择晶型转变带的温度T_i的最高值对晶体转变带的温度进行调节。该方法能够及时对晶体转变带的温度进行调节，钛白粉成品质量高，生产能耗低。

Description

钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法

技术领域

本发明涉及钛白粉生产技术领域，特别是一种钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法。

背景技术

公知的：钛白粉煅烧回转窑的传统控制模式一般是通过检测成品钛白粉的各项质量指标是否达到设计要求，然后通过人工手动模式来调整煅烧强度及物料在窑内的填充系数，这种方式在控制上存在反应不及时且控制无针对性。

传统控制方式下，由于控制的不精确性，不可避免导致很大一部分钛白粉质量指标达不到要求，同时能耗比较大。根据文献资料调研表明(请发明人补充文献名称)，国内钛白粉生产企业质量不合格率一般为2-13％，能耗也一般为12-14GJ/吨。

现有钛白粉煅烧控制过程中，自动化程度低，通过人工方式对生产过程进行监测、判断，然后再人工方式来进行调整，存在反应不及时，质量控制水平不高，能耗大，同时劳动强度大的问题；因此生产效率低，产品质量低，生产成本高，生产能耗高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，该方法能够提高钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度调节精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，包括以下步骤：

1)确定回转窑生产过程中，投料口处钛白粉的投料量的波动范围；将投料量的波动范围划分为多个控制区间；确定每个控制区间对应的晶型转变带温度；

检测投料口到晶型转变带的水平长度L1；检测回转窑窑体的水平总长度L2；根据以下公式，计算钛白粉由投料口运行到晶型转变带的理论时间Tx以及钛白粉进入回转窑到离开回转窑的理论时间Tz；

$T=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60}$

式中：T-钛白粉在回转窑内移动到与投料口之间的水平距离为L时所需时间，单位h；L—钛白粉在回转窑内的位置与投料口之间的水平距离，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度；

$\mathrm{Tx}=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60},\mathrm{Tz}=\frac{0.308\×L2\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60};$

2)调节回转窑晶型转变带的初始温度为回转窑正常生产模式下，晶型转变带对应的温度；所述回转窑正常生产模式是指回转窑以满负荷的90％进行工作；

3)每间隔时间间隔t后,检测投料口钛白粉生产原料的投料量Gi；并在钛白粉生产原料进入回转窑时进行计时，钛白粉生产原料进入回转窑后经过时间Tyi＝Tx时，则根据检测到的投料量Gi以及步骤1)确定的控制区间，确定投料量Gi所在控制区间；选择该控制区间对应的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带的温度；所述时间间隔t大于零，且时间间隔t小于或者等于钛白粉由投料口2进入直到进入晶型转变带4的时间；

当Tyi＝Tz时，检测晶型转变带是否还有钛白粉生产原料，当晶型转变带内还存有钛白粉生产原料时，则根据晶型转变带内存有的钛白粉生产原料在投料口检测到的所有投料量Gi确定出所有晶型转变带温度T_i并选定最高晶型转变带温度，通过最高晶型转变带温度调节晶型转变带的温度；当晶型转变带内不存在钛白粉生产原料时，则调节晶型转变带的温度为回转窑正常生产模式下晶型转变带对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

具体的，步骤1)中确定钛白粉的投料量Gi时,晶型转变带对应的温度T_i，按如下步骤进行：

(1-1)确定回转窑正常生产模式下，钛白粉的投料量为a时，晶型转变带对应的温度T；

(1-2)确定回转窑在不同生产模式下，钛白粉的投料量为Gi时，晶型转变带对应的温度T_i；

当Gi>1.1a；则T_i＝T+2ΔT；当1.1a≥Gi>1.05a，则T_i＝T+ΔT；

当1.05a≥Gi≥0.95a，则T_i＝T；当0.95a＞Gi≥0.85a，则T_i＝T-0.5ΔT；

当0.85a＞Gi≥0.75a，则T_i＝T-1.5ΔT；当0.75a＞Gi≥0.65a，则T_i＝T-2.0ΔT；

当0.65a＞Gi，则T_i＝T-2.5ΔT；

所述ΔT为8～16℃中的任意取值。

优选的，所述步骤4)中的时间间隔式中：L3—晶型转变带的水平长度，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度。

进一步的，根据步骤1)中确定每个控制区间对应的窑晶型转变带温度建立温度控制模型；将温度控制模型存储到PLC的存储器内；将Tz以及Tx存储到到PLC的存储器内；并且在PLC内设置计时器、投料量选择器；PLC以时间间隔t采集转窑投料口的投料量Gi；

所述投料量选择器用于选定投料量对应的晶型转变带温度；

所述计时器用于对采集到的不同投料量下钛白粉生产原料进入转窑到结束煅烧的过程进行计时。

本发明的有益效果是：本发明所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，通过对投料量的实时监测；对在相应投料量下进入回转窑进行煅烧的钛白粉位于晶型转变带时对应的煅烧温度进行调整，从而实现了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带煅烧温度的实时调整，保证了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带煅烧温度调节的精准性；提高了钛白粉成品的质量。同时该方法可以通过PLC自动化实施，降低了工人工作难度，提高了工作效率，节约了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例中回转窑的结构示意图；

图中标示：1-回转窑，2-投料口，3-控制段，4-晶型转变带，5-粒子成长带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，在钛白粉煅烧工艺中钛白粉生产原料由回转窑1的投料口2进入到回转窑1中，经过控制段3，然后进入到晶型转变带4，在晶型转变带4内晶型发生变形，转变完成后然后进入到粒子成长带5中，形成新的粒子，然后排出回转窑1。

钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，包括以下步骤：

1)确定回转窑1生产过程中，投料口2处钛白粉的投料量的波动范围；将投料量的波动范围划分为多个控制区间；确定每个控制区间对应的晶型转变带煅烧温度；

检测投料口2到晶型转变带4的水平长度L1；检测回转窑1窑体的水平总长度L2；根据以下公式，计算钛白粉由投料口2运行到晶型转变带4的理论时间Tx以及钛白粉进入回转窑1到离开回转窑1的理论时间Tz；

$T=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60}$

式中：T-钛白粉在回转窑1内移动到与投料口1之间的水平距离为L时所需时间，单位h；L—钛白粉在回转窑内的位置与投料口之间的水平距离，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度；

$\mathrm{Tx}=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60},\mathrm{Tz}=\frac{0.308\×L2\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60};$

2)调节回转窑晶型转变带4的初始温度为回转窑1正常生产模式下，晶型转变带4对应的温度；所述回转窑1正常生产模式是指回转窑1以满负荷的90％进行工作；

3)每间隔时间间隔t后,检测投料口2钛白粉生产原料的投料量Gi；并在钛白粉生产原料进入回转窑1时进行计时，钛白粉生产原料进入回转窑1后经过时间Tyi＝Tx时，则根据检测到的投料量Gi以及步骤1)确定的控制区间，确定投料量Gi所在控制区间；选择该控制区间对应的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带4的温度；所述时间间隔t大于零，且时间间隔t小于或者等于钛白粉由投料口2进入直到进入晶型转变带4的时间；

当Tyi＝Tz时，检测晶型转变带4是否还有钛白粉生产原料，当晶型转变带4内还存有钛白粉生产原料时，则根据晶型转变带4内存有的钛白粉生产原料在投料口2检测到的所有投料量Gi确定出所有晶型转变带温度T_i并选定最高晶型转变带温度，通过最高晶型转变带温度调节晶型转变带4的温度；当晶型转变带4内不存在钛白粉生产原料时，则调节晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

所述投料量Gi是指单位时间内投入回转窑1内的钛白粉生产原料的总量。投料总量是指一段时间内投入回转窑1内钛白粉生产原料的总量。

在步骤1)中根据工艺要求以及设备的型号，能够确定出设备在正常生产过程中投料量的波动范围。同时根据经验值或者通过工业试验确定不同投料量Gi对应的晶型转变带的温度T_i。从而为设备在不同投料量Gi进行生产时控制晶型转变带的温度T_i提供了基础和理论依据；保证钛白粉成品的质量。同时对钛白粉原料进入到转窑内进行煅烧工艺各个阶段的煅烧时间进行了理论计算。即计算钛白粉由投料口2运行到晶型转变带4的理论时间Tx以及钛白粉进入回转窑1到离开回转窑1的理论时间Tz；

$T=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60}$

式中：T-钛白粉在回转窑1内移动到与投料口1之间的水平距离为L时所需时间，单位h；L—钛白粉在回转窑内的位置与投料口之间的水平距离，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度；

$\mathrm{Tx}=\frac{0.308\×L\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60},\mathrm{Tz}=\frac{0.308\×L2\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60};$ 从而可以预判钛白粉生产原料进入回转窑后，在不同时间点进行的工艺处理。

在步骤2)中将回转窑的初始工作条件设置为正常生产模式。所述正常生产模式是指企业在设备可控且安全，质量指标满足工艺要求下的生产能力，回转窑1以满负荷的90％进行工作。

步骤3)中每间隔时间间隔t后,检测投料口2钛白粉生产原料的投料量Gi；并在钛白粉生产原料进入回转窑1时进行计时，钛白粉进入回转窑1后经过时间Tyi＝Tx时，则根据检测到的投料量Gi以及步骤1)确定的控制区间，确定投料量Gi所在控制区间；选择该控制区间对应的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带4的温度；

当Tyi＝Tz时，检测晶型转变带4是否还有钛白粉生产原料，当晶型转变带4内还存有钛白粉生产原料时，则根据晶型转变带4内存有的钛白粉生产原料在投料口2检测到的所有投料量Gi确定出所有晶型转变带温度T_i并选定最高晶型转变带温度，通过最高晶型转变带温度调节晶型转变带4的温度；当晶型转变带4内不存在钛白粉生产原料时，则调节晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

具体的如：间隔时间t取2min,连续进行了三次检测；检测得到的投料量分别计为G1、G2和G3。

第一次检测得到投料量G1时，同时对此时进入回转窑1的钛白粉生产原料进行计时，钛白粉从进入回转窑1开始计时，进入回转窑1后经过的时间计为Ty1；Ty1会跟随时间的流逝一直进行计时直到钛白粉生产原料离开回转窑1。

同理可得第二次检测得到投料量G2时，同时对此时进入回转窑1的钛白粉生产原料进行计时，进入回转窑1后经过的时间计为Ty2；第三次检测得到投料量G3时，同时对此时进入回转窑1的钛白粉生产原料进行计时，进入回转窑1后经过的时间计为Ty3。

其中，Ty1-Ty2＝2min,Ty2-Ty3＝2min；且Ty1、Ty2、Ty3均为一个变化的数值，会随着时间的流逝一直进行计时。

根据第一次检测到的投料量G1和Ty1对投料量G1下进入回转窑1内的钛白粉生产原料进入到晶型转变带4时的温度进行调节，当Ty1＝Tx时，投料量G1的钛白粉生产原料进入到晶型转变带4，此时需要将晶型转变带4的温度调节到对应的投料量G1对应的晶型转变带的温度T1。当Ty1＝Tz时，投料量G1的钛白粉生产原料理论上经过煅烧后刚好离开回转窑1；此时，在第一次检测得到投料量G1后经过时间间隔t后检测到的投料量G2的钛白粉生产原料以及后一次检测投料量G3的钛白粉生产原料可能已经进入到晶型转变带4。因此Ty1＝Tz时，检测晶型转变带4是否还有钛白粉生产原料，如果存有钛白粉生产原料则根据晶型转变带4内存有的钛白粉在投料口2检测到的投料量Gi确定的晶型转变带温度T_i，调节晶型转变带的温度。具体的当Ty1＝Tz时，判断Ty2是否大于或者等于Tx以及Ty3是否大于或者等于Tx；如果Ty2小于Tx，Ty3小于Tx则晶型转变带4上只有投料量G1的钛白粉生产原料。因此晶型转变带4的温度保持T1不变。如果Ty2大于或者等于Tx，Ty3小于Tx则晶型转变带4上还有投料量G2的钛白粉生产原料，投料量G2对应的晶型转变带温度T2；因此调节晶型转变带4的温度为T1和T2中的较大值。如果Ty2大于或者等于Tx，Ty3大于或者等于Tx则晶型转变带4上还有投料量G2以及投料量G3的钛白粉生产原料，G3对应的晶型转变带温度T3，因此选择T1、T2和T3中较大值调节晶型转变带的温度。

当晶型转变带4内不存在钛白粉时，即投料结束，则调节晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

同理对投料量G2、G3……Gm,均采用与投料量G1相同的方式对晶型转变带的温度进行调节。所述Gm是指第m次测量的得到的投料量Gm；m为大于3的正整数。

在步骤3)中，当晶型转变带4内不存在钛白粉时，则调节晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。不存在钛白粉，说明回转窑1的一次投料煅烧过程已经结束；从而可以使得回转窑1投料完成后；将回转窑1的晶型转变带4的温度设置为正常工作下的晶型转变带温度；便于对下一次投料煅烧时晶型转变带4的温度进行调节。

在步骤3)中对每次检测结果均进行处理；根据投料量为Gi在以投料量Gi进入回转窑1的钛白粉生产原料进入回转窑1开始进行计时累计的时间Tyi＝Tx以及Tyi＝Tz时分别对晶型转变带4的温度进行调节。从而实现晶型转变带4的温度的及时调整，保证钛白粉的质量；避免能源浪费，降低能耗。

上述钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，通过对投料量Gi的实时监测；对在相应投料量Gi下进入回转窑1进行煅烧的钛白粉位于晶型转变带4时对应的温度T_i进行调整，从而实现了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带4煅烧温度的实时调整，保证了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带煅烧温度调节的精准性；提高了钛白粉成品的质量；同时避免了能源浪费，降低了能耗，降低了生产成本。

由于每个厂家生产工艺的不同，对不同投料量Gi所要求的晶型转变带对应的温度T_i也不同。投料量Gi与晶型转变带对应的温度T_i之间的对应关系通过各个生产厂家根据经验值或者大量工业试验能够得到。即在生产过程中将投料量Gi设置为一固定值，同时控制煅烧温度T_i使得产品质量达到生产厂家工艺要求，记录此时的煅烧温度T_i。则此时的煅烧温度T_i为对应投料量Gi下的煅烧温度。由于投料量Gi的波动达到一定值时，煅烧温度T_i才会发生改变，因此在一个投料量Gi的区间内，煅烧温度T_i基本相同。因此通过各个生产厂家的自身的经验值和各自设定的工业试验方法能够检测得到投料量Gi的控制区间与晶型转变带对应的温度T_i之间的对应关系。

其中一种投料量Gi与晶型转变带4对应的温度T_i之间的关系为步骤1)中确定钛白粉的投料量Gi时,晶型转变带对应的温度T_i，按如下步骤进行：

(1-1)确定回转窑1正常生产模式下，钛白粉的投料量为a时，晶型转变带对应的温度T；

(1-2)确定回转窑1在不同生产模式下，钛白粉的投料量为Gi时，晶型转变带对应的温度T_i；

当Gi>1.1a；则T_i＝T+2ΔT；当1.1a≥Gi>1.05a，则T_i＝T+ΔT；

当1.05a≥Gi≥0.95a，则T_i＝T；当0.95a＞Gi≥0.85a，则T_i＝T-0.5ΔT；

当0.85a＞Gi≥0.75a，则T_i＝T-1.5ΔT；当0.75a＞Gi≥0.65a，则T_i＝T-2.0ΔT；

当0.65a＞Gi，则T_i＝T-2.5ΔT；

所述ΔT为8～16℃中的任意取值。

通过上述投料量Gi与晶型转变带对应的温度T_i之间的对应关系，能够准确的判断出不同投料量Gi对应的晶型转变带4的煅烧温度T_i。同时可以根据正常生产模式下的投料量a与对应的晶型转变带4煅烧温度T为基础，对不同投料量Gi下晶型转变带的温度T_i进行调节。

为了保证同一投料量下的钛白粉生产原料，在晶型转变带4内进行煅烧时温度相同。具体的，所述步骤4)中的时间间隔式中：L3—晶型转变带的水平长度，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度。时间t为钛白粉生产原料经过晶型转变带4的时间。

为了实现自动化控制，降低工人劳动强度，根据步骤1)中确定每个控制区间对应的窑晶型转变带温度建立温度控制模型；将温度控制模型存储到PLC的存储器内；将Tz以及Tx存储到到PLC的存储器内；并且在PLC内设置计时器、投料量选择器；PLC以时间间隔t采集转窑投料口的投料量a₂；

所述投料量选择器用于选定投料量对应的晶型转变带温度；

所述计时器用于对采集到的不同投料量下钛白粉进入转窑到结束煅烧的过程进行计时。

具体的:依次通过以下步骤实现：

a、将步骤1)中确定每个控制区间对应的窑晶型转变带温度建立的温度控制模型通过西门子界面开发软件WINCC描述成PLC能识别的语言，存储到PLC的存储器中；同时将Tz以及Tx存储到到PLC的存储器内；并且在PLC内设置计时器、投料量选择器；

b、生产过程中，通过PLC控制回转窑1晶型转变带4的初始温度为正常生产模式下晶型转变带的温度；所述回转窑1正常生产模式是指回转窑1以满负荷的90％进行工作；

c、生产过程中，PLC每间隔时间间隔t采集投料口2的投料量Gi；同时通过计时器对每次采样得到的投料量Gi下进入回转窑1的钛白粉生产原料进行计时，计时代号为Tyi；

PLC对每次采集到的数据均进行以下处理，当计时器的计时值Tyi＝Tx，则根据检测到的钛白粉投料量Gi通过PLC内的投料量选择器，选择温度控制模型中对应的晶型转变带温度T_i；根据选择的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带的实际温度；

当时器的计时值Tyi＝Tz时，PLC控制检测装置，检测晶型转变带4内是否还有钛白粉，当晶型转变带4内还存有钛白粉时，则PLC根据晶型转变带4内存有的钛白粉在投料口2检测到的投料量Gi通过投料量选择器选择出对应的晶型转变带温度；同时确定最高的晶型转变带温度调节晶型转变带的温度；当晶型转变带4内不存在钛白粉时，则PLC通过投料量选择器选正常生产模式时对应的晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

实施例

某企业生产一种金红石型钛白粉，设计产能4万吨，煅烧窑直径D＝3m，安装后水平总长度L2＝58m，安装的倾斜度i＝4％，控制窑转速n＝0.15rpm(7分钟一转)，物料的安息角为Q＝40°，投料口到晶型转变带的水平总长度L1＝50m，原始工艺情况如下：

操作人员根据检测到的金红石型钛白粉质量指标(转变率、消色力、白度等)临时调节煤气、空气流量，导致反应不及时，质量不合格率为11～15％。现有生产控制，生产钛白粉的煤气单耗为13.2～14.8GJ/t。

本发明所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法应用到钛白粉煅烧工艺中并进行自动化控制的具体步骤如下：

(1)确定正常生产模式下，钛白粉的投料量a及晶型转变带对应的温度T。正常生产模式下，该企业的投料量a为10吨/h，晶型转变带对应的温度T为840℃。

(2)建立投料量Gi的控制区间与晶型转变带温度T_i的工艺控制表，在PLC控制系统内对该工艺控制表进行描述。如表1

表1

续表1

注表中Gi表示检测得到的投料量；a表示正常工作模式下的设定投料量。

通过对该企业的煅烧回转窑进行工业试验，并取ΔT＝12℃,a＝10吨/h,则有如表2所示，表2投料量Gi对应的晶型转变带温度T_i

(3)建立非正常投料量钛白粉(控制段钛白粉)的跟踪。

①根据检测得到的投料口2到晶型转变带4的水平长度L1；确定控制段钛白粉到晶型转变带的时间Tx；L1＝50m；

$\begin{array}{c}\mathrm{Tx}=\frac{0.308\×L1\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60}\\ =\frac{0.308\×50\×(35+24)}{3\×4\×0.15\×60}\\ =9.13\left(h\right)\end{array}$

②根据检测得到的回转窑1窑体的水平总长度L2；确定控制段钛白粉出煅烧回转窑的时间Tz；L2＝58m；

$\begin{array}{c}\mathrm{Tz}=\frac{0.308\×L2\×(Q+24)}{D\×i\×n\×60}\\ =\frac{0.308\×58\×(35+24)}{3\×4\×0.15\×60}\\ =10.59\left(h\right)\end{array}$

③根据虚拟表数据进行煅烧控制

检测投料口2钛白粉的投料量Gi；并在钛白粉进入回转窑1时进行计时，钛白粉进入回转窑1后的累计时间计为Ty；

④建立根据投料量Gi控制晶型转变带温度T_i的虚拟控制表3

表3

注：表中Gi表示第i次检测到投料量；Tyi表示在投料量为Gi情况下的钛白粉生产原料进入回转窑开始进行计时累计的时间,(i＝1、2、3……m……的正整数)。

⑤将表2投料量Gi与晶型转变带温度T_i对应关系通过西门子界面开发软件WINCC描述成PLC能识别的语言，存储到PLC的存储器中；同时将得到的Tz以及Tx存储到到PLC的存储器内；并且在PLC内设置计时器、投料量选择器；

⑥根据步骤④建立的控制列表，通过PLC对晶型转变带的温度进行控制。

生产过程中，通过PLC控制回转窑1晶型转变带4的初始温度为正常生产模式下晶型转变带的温度；所述回转窑1正常生产模式是指回转窑1以满负荷的90％进行工作。

生产过程中，PLC每间隔时间间隔t采集投料口2的投料量Gi；同时通过计时器对每次采样得到的投料量Gi下进入回转窑1的钛白粉生产原料进行计时，计时代号为Tyi；

PLC对每次采集到的数据均进行以下处理，当计时器的计时值Tyi＝Tx，则根据检测到的钛白粉投料量Gi通过PLC内的投料量选择器，选择表2中投料量Gi对应的晶型转变带温度T_i；根据选择的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带的实际温度。

当时器的计时值Tyi＝Tz时，PLC控制检测装置，检测晶型转变带4内是否还有钛白粉，当晶型转变带4内还存有钛白粉生产原料时，则PLC根据晶型转变带4内存有的钛白粉生产原料在投料口2检测到的所有投料量Gi通过投料量选择器选择出表2中投料量Gi对应的晶型转变带温度T_i；同时确定由所有投料量Gi确定的所有晶型转变带温度T_i中最高的晶型转变带温度，PLC输出最高的晶型转变带温度控制晶型转变带温度；当晶型转变带4内不存在钛白粉时，则PLC通过投料量选择器选正常生产模式时对应的晶型转变带4的温度为回转窑1正常生产模式下晶型转变带4对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

通过对本发明的实施，原始工艺情况发生较大变化：通过钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法以及其自动控制方法的应用创建专家库，建设物料跟踪模型，使得超正常生产状况的钛白粉入窑就进行跟踪，并根据跟踪情况，自动调节燃烧控制，使得产品质量得到控制，避免了煅烧不及时和过度煅烧。质量不合格率下降为4～10％，整体下降近6个百分点。现有生产控制，生产钛白粉的煤气单耗为从13.2～14.8GJ/吨下降为12.6～13.8GJ/吨，下降近0.7GJ/吨。金红石型钛白粉正废次品差价按4000元/吨处理，1GJ煤气按照45元计，则产生的直接经济效益为：W＝0.06×4×4000+4×(45×0.7)＝1060(万元)。

由上述实施例可以得出，本发明所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，通过对投料量的实时监测；对在相应投料量下进入回转窑进行煅烧的钛白粉位于晶型转变带时对应的温度进行调整，从而实现了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的实时调整，保证了钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度调节的精准性；降低了能源浪费，降低了生产成本，提高了钛白粉成品的质量。同时该方法能够通过PLC自动化实施，降低了工人工作难度，提高了工作效率，节约了生产成本。

Claims (4)

1.钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，其特征在于包括以下步骤：

1)确定回转窑(1)生产过程中，投料口(2)处钛白粉的投料量的波动范围；将投料量的波动范围划分为多个控制区间；确定每个控制区间对应的晶型转变带温度；

检测投料口(2)到晶型转变带(4)的水平长度L1；检测回转窑(1)窑体的水平总长度L2；根据以下公式，计算钛白粉由投料口(2)运行到晶型转变带(4)的理论时间Tx以及钛白粉进入回转窑(1)到离开回转窑(1)的理论时间Tz；

式中：T-钛白粉在回转窑(1)内移动到与投料口(1)之间的水平距离为L时所需时间，单位h；L—钛白粉在回转窑内的位置与投料口之间的水平距离，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度；

2)调节回转窑晶型转变带(4)的初始温度为回转窑(1)正常生产模式下晶型转变带(4)对应的温度；所述回转窑(1)正常生产模式是指回转窑(1)以满负荷的90％进行工作；

3)每间隔时间间隔t后,检测投料口(2)钛白粉生产原料的投料量Gi；并在钛白粉生产原料进入回转窑(1)时进行计时，钛白粉生产原料进入回转窑(1)后经过时间Tyi＝Tx时，则根据检测到的投料量Gi以及步骤1)确定的控制区间，确定投料量Gi所在控制区间；选择该控制区间对应的晶型转变带温度T_i调节晶型转变带(4)的温度；所述时间间隔t大于零，且时间间隔t小于或者等于钛白粉由投料口(2)进入直到进入晶型转变带(4)的时间；

当Tyi＝Tz时，检测晶型转变带(4)是否还有钛白粉生产原料，当晶型转变带(4)内还存有钛白粉生产原料时，则根据晶型转变带(4)内存有的钛白粉生产原料在投料口(2)检测到的所有投料量Gi确定出所有晶型转变带温度T_i并选定最高晶型转变带温度，通过最高晶型转变带温度调节晶型转变带(4)的温度；当晶型转变带(4)内不存在钛白粉生产原料时，则调节晶型转变带(4)的温度为回转窑(1)正常生产模式下晶型转变带(4)对应的温度；所述正常生产模式是指投料量Gi为额定投料量a。

2.如权利要求1所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，其特征在于：步骤1)中确定钛白粉的投料量Gi时,晶型转变带对应的温度T_i，按如下步骤进行：

(1-1)确定回转窑(1)正常生产模式下，钛白粉的投料量为a时，晶型转变带对应的温度T；

(1-2)确定回转窑(1)在不同生产模式下，钛白粉的投料量为Gi时，晶型转变带对应的温度T_i；

当Gi>1.1a；则T_i＝T+2ΔT；当1.1a≥Gi>1.05a，则T_i＝T+ΔT；

当1.05a≥Gi≥0.95a，则T_i＝T；当0.95a＞Gi≥0.85a，则T_i＝T-0.5ΔT；

当0.85a＞Gi≥0.75a，则T_i＝T-1.5ΔT；当0.75a＞Gi≥0.65a，则T_i＝T-2.0ΔT；

当0.65a＞Gi，则T_i＝T-2.5ΔT；

所述ΔT为8～16℃中的任意取值。

3.如权利要求2所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，其特征在于：所述步骤3 ）中的时间间隔式中：L3—晶型转变带的水平长度，单位m；Q—物料的安息角；D—转窑的内径，单位m；n—转窑的转速，单位rpm；i—窑体对水平的倾斜度。

4.如权利要求3所述的钛白粉煅烧工艺中晶型转变带温度的调节方法，其特征在于：根据步骤1)中确定每个控制区间对应的窑晶型转变带(4)温度建立温度控制模型；将温度控制模型存储到PLC的存储器内；将Tz以及Tx存储到到PLC的存储器内；并且在PLC内设置计时器、投料量选择器；PLC以时间间隔t采集转窑投料口的投料量Gi；

所述投料量选择器用于选定投料量对应的晶型转变带温度；

所述计时器用于对采集到的不同投料量下钛白粉生产原料进入转窑到结束煅烧的过程进行计时。