CN106885750A - 一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，具有这样的特征，包括：皮带，传送烧结矿；第一称重架，具有滚轴，安装在皮带下方；第二称重架，具有滚轴，安装在皮带下方；第一称重传感器，设置在第一称重架下，在烧结矿传送至第一称重架上时发生形变；第二称重传感器，设置在第二称重架下，在烧结矿传送至第二称重架上时发生形变；钕铁硼强力磁铁，设置在第二称重架内；滚轮，安装在皮带的回程段；速度传感器，安装在滚轮上，与滚轮连接；三个A/D转换模块，分别将第一称重传感器、第二称重传感器、速度传感器检测到的模拟信号转换成数字信号；意法半导体，与三个A/D转换模块连接；无线收发模块，与意法半导体连接，发送将数字信号；以及上位机。
Description
技术领域
本发明涉及检测系统及方法，特别涉及一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法。
背景技术
烧结矿是高炉炼铁的主要原料，烧结矿FeO含量是评价烧结生产的一项综合性指标，其含量受燃料配比，碱度以及烧结过程参数等的影响。烧结矿FeO含量降低时，有利于改善烧结矿的还原性，也就是利于高炉降低燃料比；但过低的FeO又会影响烧结矿的强度，导致低温还原粉化性升高，高炉上部透气性恶化。研究烧结矿FeO的含量对于提高烧结矿的冶金性能，降低燃料比，改善铁水成本具有重要意义。
目前，烧结矿FeO含量的检测方法主要有化学分析法，光谱分析法，烧结机尾断面图像处理方法，烧结矿中铁磁物质的导磁率法。前两种方法不可用于在线检测。
化学分析法，是检测FeO最准确的一种方法，但是化学分析过程需要l～2个小时。
光谱分析法利用烧结矿中不同形式的铁的衍射角和衍射强度的差异进行定量分析，只能分析测试铁元素总含量，并且成本高，检测结果不准确。
烧结机尾断面图像处理方法，首先采集烧结机尾断面图像，然后采用图像处理的方法得出烧结矿氧化亚铁的含量，由于烧结机在不断运动，同时现场环境恶劣，图像不易采集。
导磁率法需要对样品进行磨粉压制成片状，并且需要控制待测样品与标准样品的体密度一致，过程复杂，成本高。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种操作简单，成本低的烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法。
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，具有这样的特征，包括：皮带，传送烧结矿；第一称重架，具有滚轴，安装在皮带下方；第二称重架，具有滚轴，安装在皮带下方，第一称重架后方；第一称重传感器，设置在第一称重架下，在烧结矿传送至第一称重架上时发生形变；第二称重传感器，设置在第二称重架下，在烧结矿传送至第二称重架上时发生形变；钕铁硼强力磁铁，设置在第二称重架内，形成磁场；滚轮，安装在皮带的回程段；速度传感器，安装在滚轮上，与滚轮连接，测试皮带转速；三个A/D转换模块，与第一称重传感器、第二称重传感器、速度传感器一一对应，分别将第一称重传感器、第二称重传感器、速度传感器检测到的模拟信号转换成数字信号；意法半导体，与三个A/D转换模块连接，据接收到的数字信号，计算出特定区域内的烧结矿重量；无线收发模块，与意法半导体连接，发送将数字信号；以及上位机，接收数字信号，并进行处理。
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，还具有这样的特征，包括：显示器，与意法半导体连接，显示烧结矿的重量和皮带转速。
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，还具有这样的特征：其中，称重传感器为电阻应变式压力传感器。
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，还具有这样的特征：其中，速度传感器为光电转速传感器。
本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，还具有这样的特征：其中，上位机为VB.NET语言编写，包括数据接收和存储，关系式建立功能和待测烧结矿氧化亚铁含量计算三部分，关系式建立功能，根据接收到的数字信号，计算出烧结矿的在磁场中的增重，输入烧结矿氧化亚铁含量的化验值，采用最小二乘法拟合数据，建立磁场中重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式，待测烧结矿氧化亚铁含量计算，根据烧结矿的重量数据和关系式，计算出烧结矿的氧化亚铁含量并显示。
本发明还提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
步骤A，烧结矿数据采集；
步骤B，建立磁场中重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值关系式；以及
步骤C，计算待测的烧结矿的氧化亚铁含量。
本发明还提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，还有这样的特征：其中，步骤A，具有以下步骤：
步骤A1，采用不同的含铁原料，不同的碱度，配碳量，水分，并且在不同的烧结工艺条件下，烧结出不同氧化亚铁含量的烧结矿；
步骤A2，将一相同氧化亚铁含量的烧结矿平铺在皮带上，当烧结矿被传送到初始称重区域，称出初始称重区域烧结矿的初始重量m0，同时初始重量m0通过无线发送端发送至上位机；以及
步骤A3，当此区域的烧结矿移动到磁场称重区域，称出烧结矿在磁场称重区域中的磁化重量m1，同时将磁化重量m1传至上位机。
本发明还提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，还有这样的特征：其中，步骤B，具有以下步骤：
步骤B1，将烧结矿样品进行化学分析，得出烧结矿氧化亚铁含量化验值，计算出烧结矿在磁场中重量的增量；以及
步骤B2，采用最小二乘法拟合数据，建立磁场中烧结矿重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式。
本发明还提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，还有这样的特征：其中，步骤C，具有以下步骤：
步骤C1，将待测的烧结矿放在皮带上，当烧结矿被传送到初始称重区域，称出此区域烧结矿的重量m0；以及
步骤C2，当烧结矿被传送到磁场称重区域，测出重量m1，将磁场中重量的增量数据代入关系式中，即可求得待测的烧结矿的氧化亚铁含量。
发明作用和效果
根据本发明所涉及一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法，操作简单：测定装置自动检测重量，只需要化验样品的氧化亚铁含量，输入上位机软件，自动建立关系式；根据待测样品的重量数据和关系式，自动算出烧结矿氧化亚铁含量；结果准确：采用最小二乘法求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小；分析速度快：重量数据采集及得出结果速度快，能满足在线实时检测烧结矿氧化亚铁含量的需要；降低成本：不需要关停皮带，不需要人到称重现场，只需要在上位机软件上进行操作，节约人力资源成本，本发明所需的材料经济成本低。
附图说明
图1是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测系统的结构示意图；
图2是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测系统的系统框图；以及
图3是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测方法的流程图。
具体实施方式
以下参照附图实及施例对本发明所涉及的烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法作详细的描述。
实施例
图1是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测系统的结构示意图。
图2是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测系统的系统框图
如图1和图2所示，一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统具有：皮带1、第一称重架2、第二称重架3、第一称重传感器4、第二称重传感器5、钕铁硼强力磁铁6、滚轮、速度传感器7、三个A/D转换模块8、意法半导体9、无线收发模块10、显示器11和上位机12。
皮带1用于传送烧结矿。
第一称重架2安装在皮带1下方，下方设置有第一称重传感器4，当烧结矿传送至第一称重架2上时发生形变。
第二称重架3安装在皮带1下方，第一称重架2的后方，下方设置有第二称重传感器5，当烧结矿传送至第二称重架3上时发生形变。
第一称重传感器4和第二称重传感器5为电阻应变式压力传感器。
钕铁硼强力磁铁6设置在第二滚轴3内，形成磁场。
滚轮安装在皮带1的回程段。
速度传感器7为光电转速传感器，安装在滚轮上，滚轮与皮带1接触，速度传感器7通过滚轮来检测皮带的速度。
三个A/D转换模块8的型号为HX711，与第一称重传感器4、第二称重传感器5、速度传感器7连接，将第一称重传感器4、第二称重传感器5、速度传感器7检测到的模拟信号转换成数字信号。
意法半导体9(STM32)型号为STM32F103ZET6，与A/D转换模块8连接，将数字信号发送，并对数字信号进行计算，得出烧结矿的重量。
无线收发模块10为YL-800IL，与意法半导体9连接，通过无线收发模块10将数字信号传送给上位机12。
显示器11为正点原子TFTLCD，与意法半导体9连接显示特定区域烧结矿的重量和烧结矿在磁场中的重量数据和皮带1的传输速度。
上位机12接收数字信号，并进行处理。
上位机12为VB.NET语言编写，包括数据接收和存储，关系式建立功能和待测烧结矿氧化亚铁含量计算三部分。
关系式建立功能，根据接收到的数字信号，计算出烧结矿在磁场中的增重，输入烧结矿氧化亚铁含量的化验值，采用最小二乘法拟合数据，建立磁场中重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式。
待测烧结矿氧化亚铁含量计算，根据烧结矿的重量数据和关系式，计算出烧结矿的氧化亚铁含量。
将烧结矿放在皮带1的左边，皮带1的传动方向从左到右，第一称重传感器4和第二称重传感器5发生形变，经两个A/D模块9将模拟信号转7换成数字信号，数据送入意法半导体9，同时速度传感器检测到滚轮(安装在回程皮带上)的转速，经A/D模块8，数据送入意法半导体9，意法半导体9计算出A区域烧结矿的重量m0。确定A区域和B区域的距离，根据皮带1的速度，计算出原A区域的烧结矿传送到B区域的时间，当A区域的烧结矿传到B区域，钕铁硼强力磁铁6使烧结矿磁化，意法半导体9计算出磁场中烧结矿的重量m1。点击上位机12计算含量按钮，先计算增量，再将增量数据带入关系式，显示出待测烧结矿的氧化亚铁含量。
图3是本发明在实施例中的烧结矿氧化亚铁含量检测方法的流程图。
如图3所示，一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法具有以下步骤：
步骤A：烧结矿数据采集，进入步骤B。
步骤A具有以下步骤：
步骤A1：采用不同的含铁原料，不同的碱度，配碳量，水分，并且在不同的烧结工艺条件下，烧结出不同氧化亚铁含量的烧结矿，进入步骤A2。
步骤A2：将一相同氧化亚铁含量的烧结矿平铺在皮带1上，当烧结矿被传送到初始称重区域，称出初始称重区域烧结矿的初始重量m0，同时初始重量m0通过无线发送端发送至上位机，进入步骤A3。
步骤A3：当此区域的烧结矿移动到磁场称重区域，称出烧结矿在磁场称重区域中的磁化重量m1，同时将磁化重量m1传至上位机。
步骤B：建立磁场中重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值关系式，进入步骤C。
步骤B具有以下步骤：
步骤B1：将烧结矿样品进行化学分析，得出烧结矿氧化亚铁含量化验值，计算出烧结矿在磁场中重量的增量，进入步骤B2。
步骤B2，采用最小二乘法拟合数据，建立磁场中烧结矿重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式。
步骤C：计算待测的烧结矿的氧化亚铁含量。
步骤C具有以下步骤：
步骤C1：将待测的烧结矿放在皮带1上，当烧结矿被传送到初始称重区域，称出此区域烧结矿的重量m0，进入步骤C2。
步骤C2：当烧结矿被传送到磁场称重区域，测出重量m1，将磁场中重量的增量数据代入关系式中，即可求得待测的烧结矿的氧化亚铁含量。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统及其方法，操作简单：测定装置自动检测重量，只需要化验样品的氧化亚铁含量，输入上位机软件，自动建立关系式；根据待测样品的重量数据和关系式，自动算出烧结矿氧化亚铁含量；结果准确：采用最小二乘法求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小；分析速度快：重量数据采集及得出结果速度快，能满足在线实时检测烧结矿氧化亚铁含量的需要；降低成本：不需要关停皮带，不需要人到称重现场，只需要在上位机软件上进行操作，节约人力资源成本，本发明所需的材料经济成本低。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，其特征在于，包括：
皮带，传送烧结矿；
第一称重架，具有滚轴，安装在所述皮带下方；
第二称重架，具有滚轴，安装在所述皮带下方，所述第一称重架后方；
第一称重传感器，设置在所述第一称重架下，在所述烧结矿传送至所述第一称重架上时发生形变；
第二称重传感器，设置在所述第二称重架下，在所述烧结矿传送至所述第二称重架上时发生形变；
钕铁硼强力磁铁，设置在所述第二称重架内，形成磁场；
滚轮，安装在所述皮带的回程段；
速度传感器，安装在所述滚轮上，与所述滚轮连接，测试皮带转速；
三个A/D转换模块，与所述第一称重传感器、所述第二称重传感器、所述速度传感器一一对应，分别将所述第一称重传感器、所述第二称重传感器、所述速度传感器检测到的模拟信号转换成数字信号；
意法半导体，与三个所述A/D转换模块连接，据接收到的数字信号，计算出特定区域内的烧结矿重量；
无线收发模块，与所述意法半导体连接，发送将所述数字信号；以及
上位机，接收所述数字信号，并进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，其特征在于，还具有：
显示器，与所述意法半导体连接，显示所述烧结矿的重量和所述皮带转速。
3.根据权利要求1所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，其特征在于：
其中，所述称重传感器为电阻应变式压力传感器。
4.根据权利要求1所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，其特征在于：
其中，所述速度传感器为光电转速传感器。
5.根据权利要求1所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测系统，其特征在于：
其中，所述上位机为VB.NET语言编写，包括数据接收和存储，关系式建立功能和待测烧结矿氧化亚铁含量计算三部分，
所述关系式建立功能，根据接收到的所述数字信号，计算出所述烧结矿的在所述磁场中的增重，输入烧结矿氧化亚铁含量的化验值，采用最小二乘法拟合数据，建立所述磁场中重量的增量和所述烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式，
所述待测烧结矿氧化亚铁含量计算，根据所述烧结矿的重量数据和关系式，计算出所述烧结矿的氧化亚铁含量并显示。
6.一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，烧结矿数据采集；
步骤B，建立磁场中重量的增量和烧结矿氧化亚铁化验值关系式；以及
步骤C，计算待测的所述烧结矿的氧化亚铁含量。
7.根据权利要求7所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，其特征在于：
其中，所述步骤A，具有以下步骤：
步骤A1，采用不同的含铁原料，不同的碱度，配碳量，水分，并且在不同的烧结工艺条件下，烧结出不同氧化亚铁含量的所述烧结矿；
步骤A2，将一相同氧化亚铁含量的所述烧结矿平铺在皮带上，当所述烧结矿被传送到初始称重区域，称出所述初始称重区域烧结矿的初始重量m0，同时所述初始重量m0通过无线发送端发送至上位机；以及
步骤A3，当此区域的所述烧结矿移动到磁场称重区域，称出所述烧结矿在所述磁场称重区域中的磁化重量m1，同时将所述磁化重量m1传至上位机。
8.根据权利要7所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，其特征在于：
其中，所述步骤B，具有以下步骤：
步骤B1，将所述烧结矿样品进行化学分析，得出所述烧结矿氧化亚铁含量化验值，计算出烧结矿在磁场中重量的增量；以及
步骤B2，采用最小二乘法拟合数据，建立磁场中所述烧结矿重量的增量和所述烧结矿氧化亚铁化验值之间的关系式。
9.根据权利要求7所述的一种烧结矿氧化亚铁含量检测方法，其特征在于：
其中，所述步骤C，具有以下步骤：
步骤C1，将待测的所述烧结矿放在所述皮带上，当所述烧结矿被传送到所述初始称重区域，称出此区域所述烧结矿的重量m0；以及
步骤C2，当所述烧结矿被传送到磁场称重区域，测出重量m1，将磁场中重量的增量数据代入关系式中，即可求得待测的所述烧结矿的氧化亚铁含量。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170623 |