CN110079667A - 一种球团生产中物料水分调节系统和方法 - Google Patents

一种球团生产中物料水分调节系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种球团生产中物料水分调节系统和方法，该系统包括：参数存储单元，用于存储预设的工艺参数；采集单元，用于采集并输出当前造球补水量数据；控制单元，用于接收所述采集单元输出的当前造球补水量数据，并将当前造球补水量与所述参数存储单元中预存的补水量阈值相比较；所述控制单元基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元中存储的部分预设工艺参数进行调整，并输出调整后的工艺参数。本发明提供的球团生产中物料水分调节系统和方法，实现了根据造球补水量变化自动调节混合料水分和干燥物料水分，实现流程内物料水分的均衡、合理控制，稳定造球过程，进而提高球团矿产量和质量的稳定性。

Description

一种球团生产中物料水分调节系统和方法
技术领域
本发明涉及高炉炼铁动态监控技术领域，特别涉及一种球团生产中物料水分调节系统和方法。
背景技术
球团矿是高炉炼铁的重要原料之一。在球团矿生产过程中，造球环节是核心工序，所谓造球就是将准备好的经过配料和混匀的粉末状铁精矿粉和粘结剂等的混合料加入到圆盘造球机中，喷洒少量的水，经过滚动形成具有一定尺寸的生球。混合料的水分对于造球过程具有极其重要的影响，水分过高或过低都难以成球，一般要求进入造球的混合料水分能够稳定在略低于该混合料适宜成球的水分值，在造球过程中再补加适量的水，以确保造球过程顺利进行。混合料的成球性能除了与水分有关外，还受到原料颗粒表面形貌、比表面积和粒度分布等因素影响，对于原料表面形貌、比表面积和粒度分布的不同状态，适宜的成球水分值是不同的。这在生产过程中表现在，在不同时段，虽然进入造球机的原料水分相同，生球成球率相同，但造球补水量却相差很大。而除了水分外，其余性能都不能进行在线实时监测，这就造成在实际生产过程中，需要频繁调整造球补水量、混合料水分等以适应原料条件的不断变化。在造球原料的准备过程中，可以在干燥环节和混合环节对原料水分进行干预调整。目前，一般是在干燥环节将干燥后物料水分控制在一个经验值，在混合过程中加少量水对混合料水分做微调，在造球过程中根据成球状态再补加一定水量。这种调整方式存在一定的弊端，水分控制相对独立，水分调节缺乏系统性，经常出现前段调节的水分或高或低无法而满足造球需求，造成造球失常。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种球团生产中物料水分调节系统和方法，以至少部分解决上述至少一个问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种球团生产中物料水分调节系统，包括：
参数存储单元，所述参数存储单元用于存储预设的工艺参数；
采集单元，所述采集单元用于采集并输出当前造球补水量数据；
控制单元，所述控制单元用于接收所述采集单元输出的当前造球补水量数据，并将当前造球补水量与所述参数存储单元中预存的补水量阈值相比较；
所述控制单元基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元中存储的部分预设工艺参数进行调整，并输出调整后的工艺参数。
进一步地，所述参数存储单元中存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。
进一步地，所述预设策略包括：
若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数；
若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数；
若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数。
进一步地，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min。
进一步地，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
本发明还提供一种球团生产中物料水分调节方法，包括以下步骤：
S1：存储预设的工艺参数；
S2：采集并输出当前造球补水量数据；
S3：将当前造球补水量与所述参数存储单元中预存的补水量阈值相比较，并基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元中存储的部分预设工艺参数进行调整；
S4：输出调整后的工艺参数，且返回步骤S1并将调整后的工艺参数作为预设工艺参数存储。
进一步地，在步骤S1中，存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。
进一步地，在步骤S3中，所述预设策略包括：
S31：若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则进入步骤S5；若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则进入步骤S321；若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则进入步骤S331；
S321：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S322；
S322：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4；
S331：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S332；
S332：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4；
S5：所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，并返回步骤S1。
进一步地，在步骤S3中，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min。
进一步地，在步骤S3中，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
本发明提供的球团生产中物料水分调节系统和方法，可根据采集到的当前含水量调整混合料控制水分值和干燥料控制水分值的调节比例，从而实现了造球补水量-混合料水分-干燥料水分的自动联动调节，其实现了根据造球补水量变化自动调节混合料水分和干燥物料水分，实现流程内物料水分的均衡、合理控制，稳定造球过程，进而提高球团矿产量和质量的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的球团生产中物料水分调节系统一种具体实施方式的结构框图；
图2为本发明所提供的球团生产中物料水分调节方法一种具体实施方式的结构框图。
附图标记说明：
100-参数存储单元 200-采集单元 300-控制单元
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明所提供的球团生产中物料水分调节系统一种具体实施方式的结构框图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的球团生产中物料水分调节系统包括参数存储单元100、采集单元200和控制单元300。其中，所述参数存储单元100用于存储预设的工艺参数，所述采集单元200用于采集并输出当前造球补水量数据，所述控制单元300用于接收所述采集单元200输出的当前造球补水量数据，并将当前造球补水量与所述参数存储单元100中预存的补水量阈值相比较所述控制单元300基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元100中存储的部分预设工艺参数进行调整，并输出调整后的工艺参数。
具体地，所述参数存储单元100中存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。上述预设策略具体为，将当前造球补水量与补水量阈值相比较后，若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则所述控制单元300输出所述参数存储单元100内预存的工艺参数；若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元300输出所述参数存储单元100内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元300将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数；若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元300输出所述参数存储单元100内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元300将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数，控制单元300可作用于执行机构用于根据调节后的工艺参数补水，或可通过视频显示或中控显示设备接收并显示，以便根据显示的工艺参数人工补水。调节后的工艺参数同时反馈给参数存储单元100，并在参数存储单元100内将调节后的工艺参数作为预设参数存储。
具体地，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
在实际工作过程中，采集当前造球补水量，并设当前造球补水量为X，根据上述预设策略，若0.1m3/h≤X≤0.5m3/h，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数；若X＜0.1m3/h，则采集周期时间并设周期时间为T如果T≤5min，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，如果T＞5min，混合料控制水分目标值减1％，干燥料控制水分减1％，累计时间10min后，将调节后的参数作为预设参数反馈给参数存储单元，并将调节后得到的工艺参数输出。如果X＞0.5m3/h且T≤5min，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，如果X＞0.5m3/h，且T＞5min，混合料控制水分目标值增1％，干燥料控制水分增1％，累计时间10min后，将调节后的参数作为预设参数反馈给参数存储单元，并将调节后得到的工艺参数输出。
此外，该控制系统还可以具有操作窗口，以显示造球补水量、混合料水分、干燥料水分等参数，同时可以随时更改混合料水分目标值等预设参数。
本发明提供的球团生产中物料水分调节系统，可根据采集到的当前含水量调整混合料控制水分值和干燥料控制水分值的调节比例，从而实现了造球补水量-混合料水分-干燥料水分的自动联动调节，其实现了根据造球补水量变化自动调节混合料水分和干燥物料水分，实现流程内物料水分的均衡、合理控制，稳定造球过程，进而提高球团矿产量和质量的稳定性。
除了上述调节系统，本发明还提供一种球团生产中物料水分调节方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：
S1：存储预设的工艺参数；在步骤S1中，存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。
S2：采集并输出当前造球补水量数据；
S3：将当前造球补水量与所述参数存储单元中预存的补水量阈值相比较，并基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元中存储的部分预设工艺参数进行调整；
S4：输出调整后的工艺参数，且返回步骤S1并将调整后的工艺参数作为预设工艺参数存储。
进一步地，在步骤S3中，所述预设策略包括：
S31：若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则进入步骤S5；若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则进入步骤S321；若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则进入步骤S331；
S321：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S322；
S322：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4；
S331：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S332；
S332：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4。
S5：所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，并返回步骤S1。
具体地，在步骤S3中，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
在实际工作过程中，采集当前造球补水量，并设当前造球补水量为X，根据上述预设策略，若0.1m3/h≤X≤0.5m3/h，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数；若X＜0.1m3/h，则采集周期时间并设周期时间为T如果T≤5min，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，如果T＞5min，混合料控制水分目标值减1％，干燥料控制水分减1％，累计时间10min后，将调节后的参数作为预设参数反馈给参数存储单元，并将调节后得到的工艺参数输出。如果X＞0.5m3/h且T≤5min，则所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，如果X＞0.5m3/h，且T＞5min，混合料控制水分目标值增1％，干燥料控制水分增1％，累计时间10min后，将调节后的参数作为预设参数反馈给参数存储单元，并将调节后得到的工艺参数输出。
本发明提供的球团生产中物料水分调节方法，可根据采集到的当前含水量调整混合料控制水分值和干燥料控制水分值的调节比例，从而实现了造球补水量-混合料水分-干燥料水分的自动联动调节，其实现了根据造球补水量变化自动调节混合料水分和干燥物料水分，实现流程内物料水分的均衡、合理控制，稳定造球过程，进而提高球团矿产量和质量的稳定性。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种球团生产中物料水分调节系统，其特征在于，包括：
参数存储单元(100)，所述参数存储单元(100)用于存储预设的工艺参数；
采集单元(200)，所述采集单元(200)用于采集并输出当前造球补水量数据；
控制单元(300)，所述控制单元(300)用于接收所述采集单元(200)输出的当前造球补水量数据，并将当前造球补水量与所述参数存储单元(100)中预存的补水量阈值相比较；
所述控制单元(300)基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元(100)中存储的部分预设工艺参数进行调整，并输出调整后的工艺参数。
2.如权利要求1所述的球团生产中物料水分调节系统，其特征在于，所述参数存储单元(100)中存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。
3.如权利要求2所述的球团生产中物料水分调节系统，其特征在于，所述预设策略包括：
若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则所述控制单元(300)输出所述参数存储单元(100)内预存的工艺参数；
若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元(300)输出所述参数存储单元(100)内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元(300)将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数；
若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则所述控制单元(300)输出所述参数存储单元(100)内预存的工艺参数；若当前周期时间大于周期时间目标值，则所述控制单元(300)将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，输出调节后的工艺参数。
4.如权利要求3所述的球团生产中物料水分调节系统，其特征在于，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min。
5.如权利要求4所述的球团生产中物料水分调节系统，其特征在于，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
6.一种球团生产中物料水分调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：存储预设的工艺参数；
S2：采集并输出当前造球补水量数据；
S3：将当前造球补水量与所述参数存储单元中预存的补水量阈值相比较，并基于预设策略和比较结果对所述参数存储单元中存储的部分预设工艺参数进行调整；
S4：输出调整后的工艺参数，且返回步骤S1并将调整后的工艺参数作为预设工艺参数存储。
7.如权利要求6所述的球团生产中物料水分调节方法，其特征在于，在步骤S1中，存储的预设工艺参数包括补水量阈值、周期时间目标值、累计时间、混合料目标水分值和干燥料控制水分值。
8.如权利要求7所述的球团生产中物料水分调节方法，其特征在于，在步骤S3中，所述预设策略包括：
S31：若当前造球补水量在预设的补水量阈值范围内，则进入步骤S5；若当前造球补水量小于所述补水量阈值的最小值，则进入步骤S321；若当前造球补水量大于所述补水量阈值的最大值，则进入步骤S331；
S321：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S322；
S322：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值减小第一预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4；
S331：采集当前周期时间，并将采集到的当前周期时间与周期时间目标值相比较；若当前周期时间小于周期时间目标值，则进入步骤S5；若当前周期时间大于周期时间目标值，则进入步骤S332；
S332：将预存的混合料控制水分值和干燥料控制水分值提高第二预设比例，并持续所述累计时间后，进入步骤S4；
S5：所述控制单元输出所述参数存储单元内预存的工艺参数，并返回步骤S1。
9.如权利要求8所述的球团生产中物料水分调节方法，其特征在于，在步骤S3中，所述补水量阈值的最小值为0.1m3/h，所述补水量阈值的最大值为0.5m3/h，周期时间目标值为5min，混合料目标水分值为8.5％、干燥料控制水分为8.3％，累计时间为10min。
10.如权利要求9所述的球团生产中物料水分调节方法，其特征在于，在步骤S3中，所述第一预设比例和所述第二预设比例均为1％。
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