CN109825657A - 高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法，该装置包括：渣量称量装置，设置于高炉出渣沟末端用于实时称重出渣的重量；渣量称量装置上设有渣沟工作内衬；重力传感器，安装于混凝土或钢结构平台上，且渣量称量装置安装且悬挂于重力传感器上；数据采集系统，用于实时收集渣量称量装置变化的重量数据；数据处理及显示系统，用于根据高炉熔渣出渣变化的重量数据实时计算并显示高炉的出渣量与出渣流量值。通过实时检测高炉出渣的重量变化计算高炉熔渣出渣量与瞬时流量，可适应高炉复杂工艺下调节高炉出渣量的在线检测要求，为确保高炉稳定顺行提高可靠判定依据，同时，为后续冲渣系统水量调节的依据，降低了炉渣处理系统的功耗。

Description

高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法

技术领域

本发明涉及高炉冶炼技术领域，特别是涉及一种高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法。

背景技术

高炉炼铁是复杂的系统工程，由于高炉炉缸汇总高温高压和化学侵蚀等恶劣的内部环境，针对炉缸内渣铁流动状态的参数只能依靠间接手段获得。高炉冶炼每吨生铁的渣量是高炉操作的一项重要参数，它的多少反映了矿石的品位和燃料的消耗，在实际生产中难以计量，只能采取理论计算获得，而渣量计算受物料化学成分误差的影响，计算得到的渣量误差较大。

然而，现有高炉熔渣的出渣量检测方法包括四种：第一种，采用水渣运输皮带上安装皮带秤计算出渣量，该方式对仪器安装要求较高，维护量较多，成本较高；第二种，通过运输罐车轨道衡称重计量铁水的重量，根据理论渣反推渣量，但这种方式存在严重滞后性、误差较大，且不能即使反应出高炉出铁出渣的实时状况；第三种，利用高炉轮法水渣处理系统变频控制的脱水转筒的电流变化来间接测量高炉出渣量，由于出渣量与脱水转筒的电流之间并不是线性关系，所以该种方法在工况变化剧烈情况下并不能有效检测高炉出渣量，且存在较大滞后性；第四种，依靠有经验的高炉炉长目测，利用人工判定方法的随机性误差较大，不利于高炉生产的精细化、智能化和规范化操作。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法，用于解决现有技术中无法实时检测高炉出渣量与流量，导致高炉渣量检测出现滞后性的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高炉熔渣出渣量在线检测装置，包括渣量称量装置，其设置于所述高炉出渣沟末端用于实时称重出渣的重量；其中，所述渣量称量装置上设有渣沟工作内衬；

重力传感器，其安装于混凝土或钢结构平台上，且所述渣量称量装置安装且悬挂于所述重力传感器上；

数据采集系统，连接于所述重力传感器，用于实时收集所述渣量称量装置变化的重量数据；

数据处理及显示系统，连接于所述数据采集系统，用于根据所述高炉熔渣出渣变化的重量数据实时计算并显示高炉的出渣量与出渣流量值。

于本发明的另一目的在于提供一种高炉熔渣出渣量在线检测方法，包括：

利用渣量称重装置采集高炉出渣前的初始重量；

当检测到高炉出渣时，在预设采样周期内实时读取所述渣量称重装置的重量数据；

将所述初始重量与实时采集的重量数据进行移动平均处理，实时计算所述高炉熔渣的出渣量与出渣流量值。

如上所述，本发明的高炉熔渣出渣量在线检测装置及方法，具有以下有益效果：

通过在渣沟末端设置称量装置实时称重高炉熔渣量的出渣，并提出一种熔渣量及流量在线检测的方法，可解决在多种工况变化情况下并有效检测高炉出渣量及流量的技术问题，可以适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高精度高炉出渣量及流量在线检测的要求，为保证高炉平稳顺行提供可靠的判定依据，而且可根据熔渣的流量变化情况，可实时调整高炉冲制水量，针对高炉熔渣处理具有巨大的节能降耗效益。

附图说明

图1显示为本发明一种高炉熔渣出渣量在线检测装置结构示意图；

图2显示为本发明一种高炉熔渣出渣量在线检测装置的剖视图；

图3显示为本发明一种高炉熔渣出渣量在线检测流程图。

元件标号说明：

1 渣沟工作内衬

2 渣沟流嘴

3 渣沟结构平台

4 重力传感器

5 数据采集系统

6 数据处理及显示系统

7 渣量称重装置

8 高炉熔渣

9 渣沟永久层

10 混凝土柱

11 水渣冲制箱

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

在以下描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一转向摆动可以被称作第二转向摆动，并且类似地，第二转向摆动可以被称作第一转向摆动，而不脱离各种所描述的实施例的范围。

请参阅图1，本发明提供一种高炉熔渣出渣量在线检测装置结构示意图，请参阅图2，为本发明一种高炉熔渣出渣量在线检测装置的剖视图，详述如下：

渣量称量装置7，其设置于所述高炉出渣沟末端用于实时称重出渣的重量；其中，所述渣量称量装置上设有渣沟工作内衬；

重力传感器4，其安装于混凝土或钢结构平台上，且所述渣量称量装置安装且悬挂于所述重力传感器上；

其中，所述重力传感器可为两个，方便渣量称量装置悬挂在下方，同时，采集重力数据时只需求两个重量传感器的和即可，且重力传感器为一种耐腐蚀的高精度传感器，测量精度要求控制在±10kg内。

数据采集系统5，连接于所述重力传感器，用于实时收集所述渣量称量装置变化的重量数据；

数据处理及显示系统6，连接于所述数据采集系统，用于根据所述高炉熔渣出渣变化的重量数据实时计算并显示高炉的出渣量与出渣流量值。

在本实施例中，由于重力传感器实时检测渣量称量装置的重量，包括出渣之前的渣量称量装置的初始重量，以及高炉出渣后渣量称量装置称取的重量数据(预设采样周期内重量数据)，所述数据处理及显示系统采用移动平均处理称取重量与初始重量，实时计算并显示高炉的出渣量与出渣流量值，其中，所述数据处理及显示系统可为安装程序计算的炉渣重量的计算机、平板、掌上电脑与智能手机等中任意一种。

在上述实施例中，采用混凝土柱10作为支撑件，在混凝土柱上设有沟浇注料永久层9，同时，在沟浇注料永久层上设渣沟，在渣沟的末端设有渣沟流嘴2；另外，在混凝土柱端10部设有混凝土或钢结构平台3上，在平台3上设有重力传感器4。

在另一实施例中，所述高炉出渣沟末端设有渣沟流嘴，其中，渣沟流嘴是被包裹在渣沟内，设有渣沟流嘴是方便从出渣沟流出的熔渣能够顺利到流入到渣量称量装置内。

在另一实施例中，所述渣量称量装置在远离所述渣沟流嘴的一端采用钢板与耐火材料密封，为防止出渣过程中渣量称重装置7内的熔渣8倒流泄漏。

在另一实施例中，所述渣沟工作内衬沿出渣的流动方向设有防倒流的倾斜坡度，其中，该倾斜坡度范围在1～3％，防止出渣出现倒流现象，确保其顺利流入后续冲制粒化系统。

在另一实施例中，所述渣量称量装置分离设置在所述高炉的出渣沟末端，只要不出现漏渣现象即可，同时，采用分离设置一方面防止出渣过程中渣量称重装置7内的熔渣8倒流泄漏，另一方面便于实时称取流入到渣量称重装置内的熔渣的重量数据。

在另一实施例中，所述渣量称重装置7下方安装有粒化熔渣的水渣冲制箱11。

在本实施例中，高炉内经主铁沟与铁水分离后的高炉熔渣，经渣沟流嘴流入熔渣流量检测装置，进入水渣冲制粒化系统，高温熔渣经冲制箱的冲渣水冲制粒化后形成渣水混合物，粒化过程产生的蒸汽由水渣排气筒进行高空排放，渣水混合物从水渣沟流入到水渣过滤装置中进行渣水分离，过滤后得到的渣由输送皮带或汽车进行外运，过滤后的热水通过热水泵经热水管路冷却装置冷却后，形成冲渣水，冲渣水再由冲渣泵经冲渣水管路重新泵送至冲制箱，进行循环利用。

请参阅图3，为本发明一种高炉熔渣出渣量在线检测流程图，包括：

步骤S1，利用渣量称重装置采集高炉出渣前的初始重量；

步骤S2，当检测到高炉出渣时，在预设采样周期内实时读取所述渣量称重装置的重量数据；

步骤S3，将所述初始重量与实时采集的重量数据进行移动平均处理，实时计算所述高炉熔渣的出渣量与出渣流量值。

在本实施例中，通过高炉出渣之前采集的渣量称重装置的初始重量，以及高炉出渣之后，在预设采样周期内重量传感器获取到的渣量称重装置的重量数据，通过移动平均法对所述重量数据进行处理(通过平均和移动的平滑作用消除重量数据的干扰)得到高炉熔渣的出渣量与出渣流量值。

利用n个重量数据并对其进行移动平均处理所得的高炉熔渣的出渣量与出渣流量值如下：

式(1)、式(2)中，m₀为初始重量，单位kg；m_i为重量数据，i＝1，2，...t，t为采样周期，t≥n；△t为记录n个数据所对应的时间，单位s；单位kg；G_i为出渣流量值，M为出渣量，单位吨/min。

在其他实施例中，在步骤S1之前，还包括：

对所述渣量称重装置的渣沟工作内衬进行清理和修补，例如，采用水渣冲制箱对熔渣进行粒化，以打散炉渣，细化均匀水渣粒度，使得渣量称重装置的渣沟工作内衬能够较为精准称量出渣。

综上所述，本发明通过在渣沟末端设置称量装置实时称重高炉熔渣量的出渣，并提出一种熔渣量及流量在线检测的方法，可解决在多种工况变化情况下并有效检测高炉出渣量及流量的技术问题，可以适应高炉炼铁生产复杂工况调节下的高精度高炉出渣量及流量在线检测的要求，为保证高炉平稳顺行提供可靠的判定依据，而且可根据熔渣的流量变化情况，可实时调整高炉冲制水量，针对高炉熔渣处理具有巨大的节能降耗效益。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，包括：

渣量称量装置，其设置于所述高炉出渣沟末端用于实时称重出渣的重量；其中，所述渣量称量装置上设有渣沟工作内衬；

重力传感器，其安装于混凝土或钢结构平台上，且所述渣量称量装置安装且悬挂于所述重力传感器上；

数据采集系统，连接于所述重力传感器，用于实时收集所述渣量称量装置变化的重量数据；

数据处理及显示系统，连接于所述数据采集系统，用于根据所述高炉熔渣出渣变化的重量数据实时计算并显示高炉的出渣量与出渣流量值。

2.根据权利要求1所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，所述高炉出渣沟末端设有渣沟流嘴。

3.根据权利要求2所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，所述渣量称量装置在远离所述渣沟流嘴的一端采用钢板与耐火材料密封。

4.根据权利要求1所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，所述渣沟工作内衬沿出渣的流动方向设有防倒流的倾斜坡度。

5.根据权利要求1所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，所述渣量称量装置分离设置在所述高炉的出渣沟末端。

6.根据权利要求1所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，所述渣量称重装置下方安装有粒化熔渣的水渣冲制箱。

7.根据权利要求6所述的高炉熔渣出渣量在线检测装置，其特征在于，还包括：冲渣系统，其连接所述水渣冲制箱，用于根据出渣量与出渣流量值调节所述水渣冲制箱水量大小。

8.一种高炉熔渣出渣量在线检测方法，其特征在于，包括：

利用渣量称重装置采集高炉出渣前的初始重量；

当检测到高炉出渣时，在预设采样周期内实时读取所述渣量称重装置的重量数据；

将所述初始重量与实时采集的重量数据进行移动平均处理，实时计算所述高炉熔渣的出渣量与出渣流量值。

9.根据权利要求8所述的高炉熔渣出渣量在线检测方法，其特征在于，所述利用渣量称重装置采集高炉出渣前的初始重量的步骤之前，包括：

对所述渣量称重装置的渣沟工作内衬进行清理和修补。

10.根据权利要求8所述的高炉熔渣出渣量在线检测方法，其特征在于，将所述初始重量与实时采集的重量数据进行移动平均处理，实时计算所述高炉熔渣的出渣量与出渣流量值的步骤包括：

利用n个重量数据并对其进行移动平均处理所得的高炉熔渣的出渣量与出渣流量值如下：

式(1)、式(2)中，m₀为初始重量，单位kg；m_i为重量数据，i＝1，2，...t，t为采样周期，t≥n；△t为记录n个数据所对应的时间，单位s；单位kg；G_i为出渣流量值，M为出渣量，单位吨/min。