CN108344298A - 一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置，该装置包括烧结机台车(1)、喷吹罩(2)、燃气喷吹装置(3)，烧结机台车(1)位于喷吹罩(2)内，燃气喷吹装置(3)设置在烧结机台车(1)的上方；其特征在于：该装置还包括在烧结机台车(1)运行方向上，设置在喷吹罩(2)上游且位于烧结机台车(1)上方的料面打孔装置(4)；料面打孔装置(4)包括驱动板(401)、打孔钻头(402)、驱动电机(403)；驱动电机(403)安装在驱动板(401)上，打孔钻头(402)设置在驱动板(401)的底面。本发明使得偏离正常范围的料面负压在第一时间内得到自适应调控，安全可靠，提高了辅助烧结效果。

Description

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种烧结机燃气喷吹装置，具体涉及一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置及其控制方法，属于烧结技术领域。

背景技术

烧结工艺是炼铁流程中的一个关键环节，其原理是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，烧结成块，从而送往高炉进行下一步工序。

为了降低高炉炼铁的焦比和冶炼成本，高炉对烧结矿的要求往往是高强度和高还原性。烧结工序中，一般要求烧结矿具有较高的强度、高成品率、较低的返矿率，以及较低的燃料消耗。高强度和高还原性的烧结矿在高炉冶炼过程中消耗较少的焦炭，从而降低二氧化碳的排放。从长远角度考虑，二氧化碳减排要求将成为制约钢铁工业发展的瓶颈之一。据相关资料介绍，烧结与高炉工序二氧化碳排放量约占工业排放总量的60％。因此，无论从企业降低成本考虑还是从环境保护角度考虑，减少烧结固体燃料消耗比例与降低高炉炉料的燃料比成为炼铁技术的迫切之需。

在此大环境下，日本JFE公司开发的“烧结料面气体燃料喷吹技术”应运而生，其原理是通过在点火炉后一段距离的烧结料面上方喷吹稀释到可燃浓度下限以下的气体燃料，使其在烧结料层内燃烧供热，从而降低烧结矿生产中的固体碳用量以及CO₂排放量。同时，由于气体燃料的燃烧加宽了烧结料层在生产时的高温带宽度，所以使得1200～1400℃的烧结矿温度时间得到延长，从而使得烧结矿的强度以及5～10mm孔隙率得到有效加强。目前看来该技术具有较好的节能减排提质效果。

在应用“烧结料面气体燃料喷吹技术”时，较好的料面负压值是保证技术顺行的一个重要因素。一般来说，料面负压值受主抽风机功率、烧结机漏风率和料层透气性影响。

现有技术下的喷吹装置结构见图1所示：喷吹装置由喷吹总管、喷吹支管、喷吹管排、燃气喷吹孔、喷吹罩与侧部密封件组成。其中喷吹总管一端与厂区燃气管道相连，另一端通过喷吹支管与喷吹管排相连，喷吹管排位于喷吹罩内，并位于烧结机台车上方。燃气在生产时，从厂区燃气管道进入喷吹总管后再进入喷吹支管，最后进入喷吹管排并通过设置在管排上的燃气喷吹孔喷出，在喷吹罩内与空气混合稀释，形成设计要求浓度的混合性气体，进入烧结料层内部辅助烧结，侧部密封件可有效保证罩内燃气与混合性气体不会外溢至罩外。

合适的料面负压，对于燃气喷吹辅助烧结工艺技术非常关键，而现有技术下的燃气喷吹装置，由于缺乏精准可靠的料面负压检测与自适应寻优控制措施，故在生产中极易出现喷吹罩内料面负压不够或过大的情况，从而会导致以下情况：

1、料层无法吸入燃气：此时从喷吹孔中喷出的燃气没有受到足够的向下抽力，燃气不会按照设计理论与罩内空气混合后稳定流向料面，而是无规律的四处逃逸，这样不但极易造成现场燃气中毒的安全事故发生，且燃气在罩内富集后，容易发生着火，损坏相关装置；

2、燃气喷吹技术无效果：由于料面负压不够导致燃气没有被吸入料层，故相关的所有有益效果均无法实现，且造成了能源介质的浪费；

3、燃气抽入过快浓度不均：当料面负压过大的时候，燃气刚从管内喷出就被快速吸入料层，没有足够时间与罩内空气混匀稀释，故易造成料面各区域之间燃气浓度不均，从而对辅助效果造成负面影响。

常规技术下，调节烧结料面负压，主要有以下两个手段：

1、增设主抽变频：该手段不仅投资昂贵、成本高，且只能降低料面负压值，在主抽风机能力本来就不够的情况下，无法凭空提高料面负压值，故不适用于解决本技术问题；

2、改善烧结机漏风率：该手段一直以来都是业内人士追求探索的技术，但由于设备加工、生产水平等种种问题，国内烧结机漏风率一直在25％以上，能够用于烧结的有效风量最多占75％，有效风量不足，料面负压值也无法提高，更无法做到实时调节，故也不适用于解决本技术问题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明通过对现有装置和技术的深入研究分析，研发出一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置。该装置可根据现场喷吹罩内料面负压值，实时自适应调节优化料面负压。同时本发明还开发出了与该装置相对应的控制方法，以求弥补现有技术的不足，达到使整条生产线稳产、顺产的目的。

根据本发明的第一种实施方案，提供一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置：

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置，该装置包括烧结机台车、喷吹罩、燃气喷吹装置。烧结机台车位于喷吹罩内。燃气喷吹装置设置在烧结机台车的上方。该装置还包括在烧结机台车运行方向上，设置在喷吹罩上游且位于烧结机台车上方的料面打孔装置。料面打孔装置包括驱动板、打孔钻头、驱动电机。驱动电机安装在驱动板上，打孔钻头设置在驱动板的底面。

在本发明中，该装置还包括料面负压检测装置。料面负压检测装置包括取气主管、取气支管、压力变送器。压力变送器设置在喷吹罩的外侧，取气主管的一端连接压力变送器和另一端伸入喷吹罩内，取气主管伸入喷吹罩内的一端位于烧结机台车的上方。取气支管设置在烧结机台车的上方且位于喷吹罩内，取气支管连接取气主管。

作为优选，料面负压检测装置还包括取气喇叭罩。取气喇叭罩设置在喷吹罩内并位于烧结机台车的上方。取气支管的一端连接取气主管和另一端连接取气喇叭罩。

在本发明中，烧结机台车下部设有多个风箱，且烧结机台车下部的每一个风箱的出气口处设有风箱阀门。

优选的是，料面打孔装置的驱动板底面设有多个打孔钻头。作为优选，多个打孔钻头均匀分布在驱动板的底面。作为优选，多个打孔钻头在从驱动板底面的边缘到中心设置成多圈，优选为1～5圈，更优选为2～4圈。更优选的是，驱动板底面外圈上的打孔钻头多于内圈上的打孔钻头，打孔钻头的个数在驱动板底面从外到内逐圈递减。

优选的是，驱动电机的个数与打孔钻头在驱动板底面分布的圈数相同，且每一圈打孔钻头分别对应一个驱动电机。。

优选的是，驱动板底面的形状为圆形。作为优选，多个打孔钻头在驱动板底面呈圆形分布。

优选的是，驱动板底面的形状为矩形。作为优选，多个打孔钻头在驱动板底面呈矩形分布。

在本发明中，打孔钻头的底部为平面、圆锥面或圆台面中的一种。

在本发明中，打孔钻头的轴向方向与烧结机台车上表面的夹角为30-90°，优选为45-85°。

在本发明中，料面打孔装置还包括移动装置，移动装置驱动驱动板在垂直于烧结机台车运行方向上移动。

优选的是，取气喇叭罩水平设置，且取气喇叭罩的缩口向上和放口向下，取气支管与取气喇叭罩的缩口连接。作为优选，取气喇叭罩的放口设置在烧结机台车料面上方30～120mm的位置，优选在50～100mm的位置。

优选的是，取气主管上设有多根取气支管，优选为1～8根取气支管，更优选为2～6根取气支管。作为优选，每根取气支管连接一个取气喇叭罩。多根取气支管竖直设置。

在本发明中，该装置还包括控制系统。控制系统与料面负压检测装置、风箱阀门、驱动电机、移动装置连接，并控制风箱阀门、驱动电机和移动装置的操作。

根据本发明的第二种实施方案，提供一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法：

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法或使用上述燃气喷吹装置的方法，该方法包括以下步骤：

1)装置开始运行，燃气喷吹装置开始喷吹燃气，控制系统通过料面负压检测装置实时监测喷吹罩内的料面负压；

2)实时监测过程中，一旦喷吹罩内的料面负压偏离正常范围，控制系统根据料面负压检测装置反馈的情况，自动判断此时料面负压是偏大还是偏小；

3)当料面负压偏大时，控制系统通过控制调小风箱阀门，直至料面负压回归正常范围；

4)当料面负压偏小时，控制系统首先判断此时的风箱阀门是否已开至最大，若风箱阀门还未开至最大，则通过控制调大风箱阀门来调节料面负压；若风箱阀门已开至最大，则控制系统将开启料面打孔装置来加大喷吹罩内的料面负压。

在本发明中，步骤4)中，所述控制系统将开启料面打孔装置来加大喷吹罩内的料面负压，具体为：

①料面打孔装置的驱动板下方设有n圈打孔钻头，从驱动板底面的边缘到中心依次为第1圈打孔钻头、第2圈打孔钻头……第n圈打孔钻头；每一圈打孔钻头分别对应一个驱动电机；

②控制系统根据料面负压值偏离正常范围的程度，将检测到的料面负压值分为3个等级；相应的，打孔钻头的输出深度也设置3个理论深度；打孔钻头的输出频率也设置3个理论频率；

③当料面负压值为第一等级时，控制系统控制开启第1圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制系统控制打孔钻头的输出深度为第一理论深度，打孔钻头的输出频率为第一理论频率；

当料面负压值为第二等级时，控制系统控制开启第1圈到第n-1圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈到第n-1圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制系统控制打孔钻头的输出深度为第二理论深度，打孔钻头的输出频率为第二理论频率；

当料面负压值为第三等级时，控制系统控制开启第1圈到第n圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈到第n圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制系统控制打孔钻头的输出深度为第三理论深度，打孔钻头的输出频率为第三理论频率。

在本发明中，子步骤②中，所述料面负压值分为3个等级，具体为：第一等级的料面负压值为-6～-10Pa，第二等级的料面负压值为-3～-6Pa，第三等级的料面负压值为0～-3Pa；

所述打孔钻头的输出深度也设置3个理论深度，具体为：第一理论深度为5～10mm，第二理论深度为10～15mm，第三理论深度为15～20mm；

所述打孔钻头的输出频率也设置3个理论频率，具体为：第一理论频率为1～1.5s，第二理论频率为1.5～2s，第三理论频率为2～3s。

优选的是，控制系统通过料面负压检测装置检测喷吹罩内料面负压的情况，移动装置驱动驱动板在垂直于烧结机台车运行方向上移动，在料面负压偏小的一侧进行打孔。

在现有技术中，本发明的发明人已经在多个工程中使用了燃气喷吹装置，在使用过程中，由于受到主抽风机功率、烧结机漏风率、料层透气性、烧结矿的粒径、烧结机外部环境等因素的影响，烧结机喷吹罩(或密封罩)内的料面负压经常波动，如果料面负压波动大，装置往往会存在漏风的情况，不能很好地起到密封效果。一旦装置出现漏风，使得冷却风从喷吹罩的侧部进入烧结机喷吹罩内，该部分漏风从烧结机台车的下方往上方吹，而燃气喷吹装置喷吹的燃气是从烧结机台车上方往下方喷出，这就使得燃气和漏风发生对流，使得燃气没有受到足够的向下抽力，燃气不能正常地从烧结矿料面进入烧结矿内，更不可能与喷吹罩内的空气混合后稳定流向料面，严重影响喷吹效果，还会造成能源介质的浪费。此外，该部分漏风还会使得燃气往喷吹罩的顶部流动，甚至发生无规律的四处逃逸，从喷吹罩内泄露出去，进入生产车间，这样不但极易造成现场燃气中毒的安全事故发生，且燃气在喷吹罩内富集以后，还容易发生着火，损坏相关的装置设备，甚至引发更大的安全事故。

在本发明中，料面打孔装置设置在喷吹罩上游是指在烧结机台车运行方向上，烧结机台车上的料面先经过料面打孔装置，随后再进入喷吹罩内，也即料面打孔装置设置在点火炉的下游。

所述料面负压检测装置包括取气主管、取气支管、取气喇叭罩和压力变送器。其中，料面负压检测装置位于喷吹罩内的部分设置在烧结机台车的上方，压力变送器设置在喷吹罩的外侧，取气主管一端连接压力变送器和另一端伸入喷吹罩内，取气喇叭罩平行安装在烧结机台车料面上方的30-120mm(优选为50-100mm)高度的位置，且取气喇叭罩的缩口向上和放口向下，取气支管一端连接取气主管和另一端连接取气喇叭罩的缩口。料面负压检测装置在生产过程中，实时检测烧结机台车料面上方区域的负压。在本发明中，所述料面负压值的正常范围为-10～-30Pa。

在本发明中，烧结机台车的下部设有多个风箱，且每一个风箱处均设有风箱阀门。当风箱阀门被调大或调小时，对应的喷吹罩内所受到的大烟道负压也会随之变大或变小，从而实现对对应风箱的上部料面负压的调节。

在本发明中，料面打孔装置包括驱动板、打孔钻头和驱动电机。其中，驱动电机安装在驱动板的顶部，用于给驱动板下方的打孔钻头提供上下运动的驱动力。驱动板的下方设有多个打孔钻头，且多个打孔钻头均匀分布在驱动板的下方。多个打孔钻头在从驱动板底面的边缘到中心设置成多圈，且驱动板底面外圈上的打孔钻头多于内圈上的打孔钻头，打孔钻头的个数在驱动板底面从外到内逐圈递减。打孔钻头均匀地分布为多圈，有利于料面打孔装置按需进行打孔从而调节料面负压。而驱动电机的个数与打孔钻头在驱动板底面分布的圈数对应，每一圈打孔钻头分别对应一个驱动电机。打孔钻头的分布圈数为1～5圈，优选为2～4圈。一般来说，打孔钻头的分布圈数设置为3圈，此时打孔钻头从驱动板底面的边缘到中心依次为外圈打孔钻头、中圈打孔钻头和内圈打孔钻头；3圈打孔钻头分别对应着3个驱动电机，即外圈驱动电机、中圈驱动电机和内圈驱动电机。根据料面负压值偏离正常范围(即-10～-30Pa)的程度，通过驱动电机的控制，料面打孔装置的打孔钻头可以输出不同的打孔深度(即打孔钻头伸入料面的距离)、打孔频率(即打孔钻头在料层内的停留时间)、打孔方式(即外、中、内圈打孔钻头选择性打孔)，从而实现自适应地优化料面负压，使料面负压回归正常范围。

在本发明中，驱动板底面的形状不做限定，可以为圆形、矩形或梯形等其他形状中的一种。相应的，驱动板下方的多个打孔钻头根据驱动板底面的形状进行均匀分布。例如，驱动板底面为圆形时，作为优选，多个打孔钻头在驱动板底面呈圆形分布；或，驱动板底面为矩形时，作为优选，多个打孔钻头在驱动板底面呈矩形分布。此外，打孔钻头的底部结构形状也不做限定，可以为平面、圆锥面或圆台面中的一种。

料面打孔装置对烧结机台车料面的打孔方向也不做限定，能通过打孔实现加大烧结机台车料面负压即可。一般来说，打孔钻头的轴向方向(即打孔钻头中心轴的方向)与烧结机台车上表面的夹角为30-90°，优选为45-85°。当夹角为90°时，料面打孔装置的打孔方向为垂直打孔，即打孔钻头的轴向方向垂直于烧结机台车上表面；当夹角小于90°时，打孔钻头的轴向方向相对于垂直于烧结机台车上表面的方向发生一定倾斜。此时，料面打孔装置的打孔方向可以是迎面斜角打孔，即在烧结机台车运行方向上，打孔钻头的底部往背离喷吹罩的方向倾斜；料面打孔装置的打孔方向也可以是背面斜角打孔，即在烧结机台车运行方向上，打孔钻头的底部往靠近喷吹罩的方向倾斜。

在本发明优选方案中，料面打孔装置还包括移动装置，移动装置驱动驱动板在垂直于烧结机台车运行方向上移动。也就是在烧结机台车的宽度方向上移动。而料面负压检测装置的取气主管上设有多根取气支管，多根取气支管竖直设置，且每根取气支管连接一个取气喇叭罩。当料面负压检测装置检测到具体某一根或某几根取气支管或取气喇叭罩对应料面区域的负压值偏小时，移动装置则驱动驱动板往相应区域移动，从而有针对性地进行打孔，更加快速有效地使得料面负压回归正常范围。

在本发明方法中，控制系统通过料面负压检测装置实时监测喷吹罩内的料面负压，一旦检测到喷吹罩内的料面负压偏离正常范围，控制系统将自动开启料面负压优化操作。首先，控制系统判断此时的料面负压是偏大还是偏小，如果是偏大，则控制调小风箱阀门，直至喷吹罩内的料面负压回归正常范围。如果是偏小，则根据此时风箱阀门是否已开至最大来判断，如果风箱阀门还未开至最大，则控制调大风箱阀门来调节料面负压；如果风箱阀门已开至最大，则控制开启料面打孔装置来加大喷吹罩内的料面负压。此时，控制系统根据料面负压值偏离正常范围的程度，将检测到的料面负压值进行分级，以级别来确定相应的控制策略。具体的，控制系统将料面负压值分为3个等级；相应的，料面打孔装置的打孔钻头的输出深度也设置3个理论深度；打孔钻头的输出频率也设置3个理论频率。同时，驱动板底面的打孔钻头设置为n圈，从驱动板底面的边缘到中心依次为第1圈打孔钻头、第2圈打孔钻头……第n圈打孔钻头，每一圈打孔钻头分别对应一个驱动电机。当料面负压值处于第一等级时，控制系统控制开启第1圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制打孔钻头的输出深度为第一理论深度，打孔钻头的输出频率为第一理论频率。当料面负压值处于第二等级时，控制系统控制开启第1圈到第n-1圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈到第n-1圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制打孔钻头的输出深度为第二理论深度，打孔钻头的输出频率为第二理论频率。当料面负压值处于第三等级时，控制系统控制开启第1圈到第n圈打孔钻头对应的驱动电机，驱动电机驱动第1圈到第n圈打孔钻头在烧结机台车料面上方做上下运动，同时控制打孔钻头的输出深度为第三理论深度，打孔钻头的输出频率为第三理论频率。

在本发明中，控制系统通过料面负压检测装置实时监测喷吹罩内料面负压的情况，控制系统还通过控制移动装置驱动驱动板在垂直于烧结机台车运行方向上移动，在料面负压偏小的一侧进行打孔，针对具体区域进行打孔，使得料面负压能更加快速有效地回归正常范围。

在本发明中，未进行阐述的装置均为现有技术中常见的装置，是本领域的技术人员熟知的设备。

在本发明中，烧结机的长度(或烧结机台车的运行长度)是70-140米，优选是，80-130米，更优选90-120米。

在本发明中，打孔钻头的直径可以根据实际生产工艺设定。一般地，打孔钻头的直径为1-100mm，优选为2-50mm，更优选为5-40mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益技术效果：

1、安全系数高：当料面负压偏离正常范围时，使用本发明装置及方法，能够在第一时间内将料面负压进行自适应调控，喷吹罩内不会出现流场紊乱、燃气四处逃逸的现象，本发明装置生产的安全性得到了有效保证；

2、辅助烧结效果好：通过本发明装置及方法，料面负压实现自适应调控，燃气喷吹装置喷出的燃气在合适负压值的引导下，与喷吹罩内的大气均匀混合后稳定抽入烧结料层，从而不会出现料层内燃气浓度不一、燃气燃烧位置不一等异常工况，进而使得整个装置的辅助烧结效果得到了有效提高。

综上所述，通过使用本发明自适应优化料面负压的燃气喷吹装置及控制方法，可有效弥补现有技术的缺陷，确保辅助烧结效果，安全可靠，同时一次投资成本低、效果好，可以预见其在未来市场有巨大发展潜力。

附图说明

图1为现有技术中燃气喷吹装置的结构示意图；

图2为本发明装置设有料面负压检测装置的结构示意图；

图3为本发明装置的料面打孔装置垂直打孔的结构示意图；

图4为本发明装置的料面打孔装置迎面斜角打孔的结构示意图；

图5为本发明装置的料面打孔装置背面斜角打孔的结构示意图；

图6为本发明装置的料面打孔装置的结构示意图；

图7为本发明装置的一种料面打孔装置的仰视图；

图8为本发明装置的另一种料面打孔装置的仰视图；

图9为本发明的控制系统示意图；

图10为本发明一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法的流程图。

附图标记：1：烧结机台车；2：喷吹罩；3：燃气喷吹装置；4：料面打孔装置；401：驱动板；402：打孔钻头；403：驱动电机；404：移动装置；5：料面负压检测装置；501：取气主管；502：取气支管；503：取气喇叭罩；504：压力变送器；6：风箱；601：风箱阀门；7：控制系统。

具体实施方式

根据本发明的第一种实施方案，提供一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置：

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置，该装置包括烧结机台车1、喷吹罩2、燃气喷吹装置3。烧结机台车1位于喷吹罩2内。燃气喷吹装置3设置在烧结机台车1的上方。该装置还包括在烧结机台车1运行方向上，设置在喷吹罩2上游且位于烧结机台车1上方的料面打孔装置4。料面打孔装置4包括驱动板401、打孔钻头402、驱动电机403。驱动电机403安装在驱动板401上，打孔钻头402设置在驱动板401的底面。

在本发明中，该装置还包括料面负压检测装置5。料面负压检测装置5包括取气主管501、取气支管502、压力变送器504。压力变送器504设置在喷吹罩2的外侧，取气主管501的一端连接压力变送器504和另一端伸入喷吹罩2内，取气主管501伸入喷吹罩2内的一端位于烧结机台车1的上方。取气支管502设置在烧结机台车1的上方且位于喷吹罩2内，取气支管502连接取气主管501。

作为优选，料面负压检测装置5还包括取气喇叭罩503。取气喇叭罩503设置在喷吹罩2内并位于烧结机台车1的上方。取气支管502的一端连接取气主管501和另一端连接取气喇叭罩503。

在本发明中，烧结机台车1下部设有多个风箱6，且烧结机台车1下部的每一个风箱6的出气口处设有风箱阀门601。

优选的是，料面打孔装置4的驱动板401底面设有多个打孔钻头402。作为优选，多个打孔钻头402均匀分布在驱动板401的底面。作为优选，多个打孔钻头402在从驱动板401底面的边缘到中心设置成多圈，优选为1～5圈，更优选为2～4圈。更优选的是，驱动板401底面外圈上的打孔钻头402多于内圈上的打孔钻头402，打孔钻头402的个数在驱动板401底面从外到内逐圈递减。

优选的是，驱动电机403的个数与打孔钻头402在驱动板401底面分布的圈数相同，且每一圈打孔钻头402分别对应一个驱动电机403。。

优选的是，驱动板401底面的形状为圆形。作为优选，多个打孔钻头402在驱动板401底面呈圆形分布。

优选的是，驱动板401底面的形状为矩形。作为优选，多个打孔钻头402在驱动板401底面呈矩形分布。

在本发明中，打孔钻头402的底部为平面、圆锥面或圆台面中的一种。

在本发明中，打孔钻头402的轴向方向与烧结机台车1上表面的夹角为30-90°，优选为45-85°。

在本发明中，料面打孔装置4还包括移动装置404，移动装置404驱动驱动板401在垂直于烧结机台车1运行方向上移动。

优选的是，取气喇叭罩503水平设置，且取气喇叭罩的缩口向上和放口向下，取气支管502与取气喇叭罩503的缩口连接。作为优选，取气喇叭罩503的放口设置在烧结机台车1料面上方30～120mm的位置，优选在50～100mm的位置。

优选的是，取气主管501上设有多根取气支管502，优选为1～8根取气支管502，更优选为2～6根取气支管502。作为优选，每根取气支管502连接一个取气喇叭罩503。多根取气支管502竖直设置。

在本发明中，该装置还包括控制系统7。控制系统7与料面负压检测装置5、风箱阀门601、驱动电机403、移动装置404连接，并控制风箱阀门601、驱动电机403和移动装置404的操作。

根据本发明的第二种实施方案，提供一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法：

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法或使用上述燃气喷吹装置的方法，该方法包括以下步骤：

1)装置开始运行，燃气喷吹装置3开始喷吹燃气，控制系统7通过料面负压检测装置5实时监测喷吹罩2内的料面负压；

2)实时监测过程中，一旦喷吹罩2内的料面负压偏离正常范围，控制系统7根据料面负压检测装置5反馈的情况，自动判断此时料面负压是偏大还是偏小；

3)当料面负压偏大时，控制系统7通过控制调小风箱阀门601，直至料面负压回归正常范围；

4)当料面负压偏小时，控制系统7首先判断此时的风箱阀门601是否已开至最大，若风箱阀门601还未开至最大，则通过控制调大风箱阀门601来调节料面负压；若风箱阀门601已开至最大，则控制系统7将开启料面打孔装置4来加大喷吹罩2内的料面负压。

在本发明中，步骤4)中，所述控制系统7将开启料面打孔装置4来加大喷吹罩2内的料面负压，具体为：

①料面打孔装置4的驱动板401下方设有n圈打孔钻头402，从驱动板401底面的边缘到中心依次为第1圈打孔钻头402、第2圈打孔钻头402……第n圈打孔钻头402；每一圈打孔钻头402分别对应一个驱动电机403；

②控制系统7根据料面负压值偏离正常范围的程度，将检测到的料面负压值分为3个等级；相应的，打孔钻头402的输出深度也设置3个理论深度；打孔钻头402的输出频率也设置3个理论频率；

③当料面负压值为第一等级时，控制系统7控制开启第1圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第一理论深度，打孔钻头402的输出频率为第一理论频率；

当料面负压值为第二等级时，控制系统7控制开启第1圈到第n-1圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈到第n-1圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第二理论深度，打孔钻头402的输出频率为第二理论频率；

当料面负压值为第三等级时，控制系统7控制开启第1圈到第n圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈到第n圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第三理论深度，打孔钻头402的输出频率为第三理论频率。

在本发明中，子步骤②中，所述料面负压值分为3个等级，具体为：第一等级的料面负压值为-6～-10Pa，第二等级的料面负压值为-3～-6Pa，第三等级的料面负压值为0～-3Pa；

所述打孔钻头402的输出深度也设置3个理论深度，具体为：第一理论深度为5～10mm，第二理论深度为10～15mm，第三理论深度为15～20mm；

所述打孔钻头402的输出频率也设置3个理论频率，具体为：第一理论频率为1～1.5s，第二理论频率为1.5～2s，第三理论频率为2～3s。

优选的是，控制系统7通过料面负压检测装置5检测喷吹罩2内料面负压的情况，移动装置404驱动驱动板401在垂直于烧结机台车1运行方向上移动，在料面负压偏小的一侧进行打孔。

实施例1

如图2、3和6所示，一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置，该装置包括烧结机台车1、喷吹罩2、燃气喷吹装置3。烧结机台车1位于喷吹罩2内。燃气喷吹装置3设置在烧结机台车1的上方。该装置还包括在烧结机台车1运行方向上，设置在喷吹罩2上游且位于烧结机台车1上方的料面打孔装置4。料面打孔装置4包括驱动板401、打孔钻头402、驱动电机403。驱动电机403安装在驱动板401上，打孔钻头402设置在驱动板401的底面。

该装置还包括料面负压检测装置5。料面负压检测装置5包括取气主管501、取气支管502、压力变送器504。压力变送器504设置在喷吹罩2的外侧，取气主管501的一端连接压力变送器504和另一端伸入喷吹罩2内，取气主管501伸入喷吹罩2内的一端位于烧结机台车1的上方。取气支管502设置在烧结机台车1的上方且位于喷吹罩2内，取气支管502连接取气主管501。料面负压检测装置5还包括取气喇叭罩503。取气喇叭罩503设置在喷吹罩2内并位于烧结机台车1的上方。取气支管502的一端连接取气主管501和另一端连接取气喇叭罩503。取气喇叭罩503水平设置，且取气喇叭罩的缩口向上和放口向下，取气支管502与取气喇叭罩503的缩口连接。取气喇叭罩503的放口设置在烧结机台车1料面上方100mm的位置。取气主管501上设有3根取气支管502。每根取气支管502连接一个取气喇叭罩503。3根取气支管502竖直设置。

烧结机台车1下部设有多个风箱6，且烧结机台车1下部的每一个风箱6的出气口处设有风箱阀门601。

料面打孔装置4的驱动板401底面设有多个打孔钻头402。多个打孔钻头402均匀分布在驱动板401的底面。多个打孔钻头402在从驱动板401底面的边缘到中心设置成3圈。驱动板401底面外圈上的打孔钻头402多于内圈上的打孔钻头402，打孔钻头402的个数在驱动板401底面从外到内逐圈递减。驱动电机403的个数与打孔钻头402在驱动板401底面分布的圈数相同，且每一圈打孔钻头402分别对应一个驱动电机403。。

如图7所示，驱动板401底面的形状为圆形。多个打孔钻头402在驱动板401底面呈圆形分布。打孔钻头402的底部为平面。

料面打孔装置的打孔方向为垂直打孔。打孔钻头402的轴向方向与烧结机台车1上表面的夹角为90°

实施例2

如图4所示，重复实施例1，只是料面打孔装置的打孔方向为迎面斜角打孔。打孔钻头402的轴向方向与烧结机台车1上表面的夹角为85°

实施例3

如图5所示，重复实施例1，只是料面打孔装置的打孔方向为背面斜角打孔。打孔钻头402的轴向方向与烧结机台车1上表面的夹角为85°

实施例4

如图8所示，重复实施例1，只是驱动板401底面的形状为矩形。多个打孔钻头402在驱动板401底面呈矩形分布。

实施例5

重复实施例1，只是取气喇叭罩503的放口设置在烧结机台车1料面上方50mm的位置。

实施例6

重复实施例1，该装置还包括控制系统7。控制系统7与料面负压检测装置5、风箱阀门601、驱动电机403连接，并控制风箱阀门601、驱动电机403的操作。

实施例7

重复实施例6，只是料面打孔装置4还包括移动装置404，移动装置404驱动驱动板401在垂直于烧结机台车1运行方向上移动。控制系统7与料面负压检测装置5、风箱阀门601、驱动电机403、移动装置404连接，并控制风箱阀门601、驱动电机403和移动装置404的操作。

实施例8

一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法，使用实施例6中的装置，该方法包括以下步骤：

1)装置开始运行，燃气喷吹装置3开始喷吹燃气，控制系统7通过料面负压检测装置5实时监测喷吹罩2内的料面负压；

2)实时监测过程中，一旦喷吹罩2内的料面负压偏离正常范围，控制系统7根据料面负压检测装置5反馈的情况，自动判断此时料面负压是偏大还是偏小；料面负压值的正常范围为-10～-30Pa；

3)当料面负压偏大时，控制系统7通过控制调小风箱阀门601，直至料面负压回归正常范围；

4)当料面负压偏小时，控制系统7首先判断此时的风箱阀门601是否已开至最大，若风箱阀门601还未开至最大，则通过控制调大风箱阀门601来调节料面负压；若风箱阀门601已开至最大，则控制系统7将开启料面打孔装置4来加大喷吹罩2内的料面负压；

步骤4)中，所述控制系统7将开启料面打孔装置4来加大喷吹罩2内的料面负压，具体为：

①料面打孔装置4的驱动板401下方设有3圈打孔钻头402，从驱动板401底面的边缘到中心依次为第1圈打孔钻头402、第2圈打孔钻头402、第3圈打孔钻头402；每一圈打孔钻头402分别对应一个驱动电机403；

②控制系统7根据料面负压值偏离正常范围的程度，将检测到的料面负压值分为3个等级；相应的，打孔钻头402的输出深度也设置3个理论深度；打孔钻头402的输出频率也设置3个理论频率；

③当料面负压值为第一等级时，控制系统7控制开启第1圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第一理论深度，打孔钻头402的输出频率为第一理论频率；

当料面负压值为第二等级时，控制系统7控制开启第1圈和第2圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈和第2圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第二理论深度，打孔钻头402的输出频率为第二理论频率；

当料面负压值为第三等级时，控制系统7控制开启第1圈、第2圈和第3圈打孔钻头402对应的驱动电机403，驱动电机403驱动第1圈、第2圈和第3圈打孔钻头402在烧结机台车1料面上方做上下运动，同时控制系统7控制打孔钻头402的输出深度为第三理论深度，打孔钻头402的输出频率为第三理论频率；

子步骤②中，所述料面负压值分为3个等级，具体为：第一等级的料面负压值为-6～-10Pa，第二等级的料面负压值为-3～-6Pa，第三等级的料面负压值为0～-3Pa；

所述打孔钻头402的输出深度也设置3个理论深度，具体为：第一理论深度为5～10mm，第二理论深度为10～15mm，第三理论深度为15～20mm；

所述打孔钻头402的输出频率也设置3个理论频率，具体为：第一理论频率为1～1.5s，第二理论频率为1.5～2s，第三理论频率为2～3s。

实施例9

重复实施例8中的方法，使用实施例7中的装置，只是该方法还包括：控制系统7通过料面负压检测装置5检测喷吹罩2内料面负压的情况，移动装置404驱动驱动板401在垂直于烧结机台车1运行方向上移动，在料面负压偏小的一侧进行打孔。

Claims (13)

1.一种自适应优化料面负压的燃气喷吹装置，该装置包括烧结机台车(1)、喷吹罩(2)、燃气喷吹装置(3)，烧结机台车(1)位于喷吹罩(2)内，燃气喷吹装置(3)设置在烧结机台车(1)的上方；其特征在于：该装置还包括在烧结机台车(1)运行方向上，设置在喷吹罩(2)上游且位于烧结机台车(1)上方的料面打孔装置(4)；料面打孔装置(4)包括驱动板(401)、打孔钻头(402)、驱动电机(403)；驱动电机(403)安装在驱动板(401)上，打孔钻头(402)设置在驱动板(401)的底面。

2.根据权利要求1所述的燃气喷吹装置，其特征在于：该装置还包括料面负压检测装置(5)；料面负压检测装置(5)包括取气主管(501)、取气支管(502)、压力变送器(504)；压力变送器(504)设置在喷吹罩(2)的外侧，取气主管(501)的一端连接压力变送器(504)和另一端伸入喷吹罩(2)内，取气主管(501)伸入喷吹罩(2)内的一端位于烧结机台车(1)的上方；取气支管(502)设置在烧结机台车(1)的上方且位于喷吹罩(2)内，取气支管(502)连接取气主管(501)；

作为优选，料面负压检测装置(5)还包括取气喇叭罩(503)，取气喇叭罩(503)设置在喷吹罩(2)内并位于烧结机台车(1)的上方，取气支管(502)的一端连接取气主管(501)和另一端连接取气喇叭罩(503)。

3.根据权利要求1或2所述的燃气喷吹装置，其特征在于：烧结机台车(1)下部设有多个风箱(6)，且烧结机台车(1)下部的每一个风箱(6)的出气口处设有风箱阀门(601)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的燃气喷吹装置，其特征在于：料面打孔装置(4)的驱动板(401)底面设有多个打孔钻头(402)；作为优选，多个打孔钻头(402)均匀分布在驱动板(401)的底面；作为优选，多个打孔钻头(402)在从驱动板(401)底面的边缘到中心设置成多圈，优选为1～5圈，更优选为2～4圈；更优选的是，驱动板(401)底面外圈上的打孔钻头(402)多于内圈上的打孔钻头(402)，打孔钻头(402)的个数在驱动板(401)底面从外到内逐圈递减。

5.根据权利要求4所述的燃气喷吹装置，其特征在于：驱动电机(403)的个数与打孔钻头(402)在驱动板(401)底面分布的圈数相同，且每一圈打孔钻头(402)分别对应一个驱动电机(403)；

优选的是，驱动板(401)底面的形状为圆形；作为优选，多个打孔钻头(402)在驱动板(401)底面呈圆形分布；或

驱动板(401)底面的形状为矩形；作为优选，多个打孔钻头(402)在驱动板(401)底面呈矩形分布。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的燃气喷吹装置，其特征在于：打孔钻头(402)的底部为平面、圆锥面或圆台面中的一种；和/或

打孔钻头(402)的轴向方向与烧结机台车(1)上表面的夹角为30-90°，优选为45-85°。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的燃气喷吹装置，其特征在于：料面打孔装置(4)还包括移动装置(404)，移动装置(404)驱动驱动板(401)在垂直于烧结机台车(1)运行方向上移动。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的燃气喷吹装置，其特征在于：取气喇叭罩(503)水平设置，且取气喇叭罩的缩口向上和放口向下，取气支管(502)与取气喇叭罩(503)的缩口连接；作为优选，取气喇叭罩(503)的放口设置在烧结机台车(1)料面上方30～120mm的位置，优选在50～100mm的位置；

优选的是，取气主管(501)上设有多根取气支管(502)，优选为1～8根取气支管(502)，更优选为2～6根取气支管(502)；作为优选，每根取气支管(502)连接一个取气喇叭罩(503)；多根取气支管(502)竖直设置。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的燃气喷吹装置，其特征在于：该装置还包括控制系统(7)；控制系统(7)与料面负压检测装置(5)、风箱阀门(601)、驱动电机(403)、移动装置(404)连接，并控制风箱阀门(601)、驱动电机(403)和移动装置(404)的操作。

10.一种自适应优化料面负压的燃气喷吹方法或使用权利要求1-9中任一项所述的燃气喷吹装置的方法，该方法包括以下步骤：

1)装置开始运行，燃气喷吹装置(3)开始喷吹燃气，控制系统(7)通过料面负压检测装置(5)实时监测喷吹罩(2)内的料面负压；

2)实时监测过程中，一旦喷吹罩(2)内的料面负压偏离正常范围，控制系统(7)根据料面负压检测装置(5)反馈的情况，自动判断此时料面负压是偏大还是偏小；

3)当料面负压偏大时，控制系统(7)通过控制调小风箱阀门(601)，直至料面负压回归正常范围；

4)当料面负压偏小时，控制系统(7)首先判断此时的风箱阀门(601)是否已开至最大，若风箱阀门(601)还未开至最大，则通过控制调大风箱阀门(601)来调节料面负压；若风箱阀门(601)已开至最大，则控制系统(7)将开启料面打孔装置(4)来加大喷吹罩(2)内的料面负压。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述控制系统(7)将开启料面打孔装置(4)来加大喷吹罩(2)内的料面负压，具体为：

①料面打孔装置(4)的驱动板(401)下方设有n圈打孔钻头(402)，从驱动板(401)底面的边缘到中心依次为第1圈打孔钻头(402)、第2圈打孔钻头(402)……第n圈打孔钻头(402)；每一圈打孔钻头(402)分别对应一个驱动电机(403)；

②控制系统(7)根据料面负压值偏离正常范围的程度，将检测到的料面负压值分为3个等级；相应的，打孔钻头(402)的输出深度也设置3个理论深度；打孔钻头(402)的输出频率也设置3个理论频率；

③当料面负压值为第一等级时，控制系统(7)控制开启第1圈打孔钻头(402)对应的驱动电机(403)，驱动电机(403)驱动第1圈打孔钻头(402)在烧结机台车(1)料面上方做上下运动，同时控制系统(7)控制打孔钻头(402)的输出深度为第一理论深度，打孔钻头(402)的输出频率为第一理论频率；

当料面负压值为第二等级时，控制系统(7)控制开启第1圈到第n-1圈打孔钻头(402)对应的驱动电机(403)，驱动电机(403)驱动第1圈到第n-1圈打孔钻头(402)在烧结机台车(1)料面上方做上下运动，同时控制系统(7)控制打孔钻头(402)的输出深度为第二理论深度，打孔钻头(402)的输出频率为第二理论频率；

当料面负压值为第三等级时，控制系统(7)控制开启第1圈到第n圈打孔钻头(402)对应的驱动电机(403)，驱动电机(403)驱动第1圈到第n圈打孔钻头(402)在烧结机台车(1)料面上方做上下运动，同时控制系统(7)控制打孔钻头(402)的输出深度为第三理论深度，打孔钻头(402)的输出频率为第三理论频率。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：子步骤②中，所述料面负压值分为3个等级，具体为：第一等级的料面负压值为-6～-10Pa，第二等级的料面负压值为-3～-6Pa，第三等级的料面负压值为0～-3Pa；

所述打孔钻头(402)的输出深度也设置3个理论深度，具体为：第一理论深度为5～10mm，第二理论深度为10～15mm，第三理论深度为15～20mm；

所述打孔钻头(402)的输出频率也设置3个理论频率，具体为：第一理论频率为1～1.5s，第二理论频率为1.5～2s，第三理论频率为2～3s。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于：控制系统(7)通过料面负压检测装置(5)检测喷吹罩(2)内料面负压的情况，移动装置(404)驱动驱动板(401)在垂直于烧结机台车(1)运行方向上移动，在料面负压偏小的一侧进行打孔。