CN110146402B - 烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法，控制粗破碎设备、细破碎设备和筛分设备产生小粒度的烧结燃料，由取样设备精准地抓取运输设备输送的一定量的烧结燃料，得到燃料检测样本。由水分及粒度组成分析设备对该燃料检测样本进行水分含量和粒度组成的实时检测，并根据智能控制规则，由燃料粒度智能控制设备调整细破碎设备的工作参数，以生产出符合粒度要求的烧结燃料。利用此种烧结燃料布满烧结装置，可提高产品的烧结质量。可见，本实施例提供的智能检测系统，可以根据实时检测出的粒度组成，及时控制细破碎设备进行相应调整，以及时控制烧结燃料的最佳粒度组成，进而提高系统的生产效率。

Description

烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及燃料检测技术领域，尤其涉及烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法。

背景技术

在烧结生产过程中，通常采用固体燃料作为烧结燃料，例如焦粉和煤粉。固体的烧结燃料的消耗在烧结工序的总能耗中占据的比例最高，约为75％～80％，因此，为了减少烧结工序的能耗，需要降低烧结燃料的消耗。然而，烧结燃料的燃料粒度过大或过小，都将增加烧结燃料的用量，使烧结燃料的能耗升高，导致烧结质量变坏。不仅如此，如果烧结工序的每一烧结带中，烧结燃料的配加量、粒度组成和燃烧性质发生变化，也会直接影响烧结料层的温度与热量分布、燃烧带的厚度以及料层的透气性、烧结气氛、烧结质量等各方面，最终都会造成烧结燃料的消耗。而当烧结燃料的种类和配加量固定时，燃料粒度的大小就成为影响烧结过程燃料燃烧和热量传递的最重要因素，即影响烧结质量和造成燃料消耗的最重要因素。

可见，烧结燃料的粒度组成是决定烧结过程的重要参数，烧结燃料粒度的波动造成烧结料层中烧结燃料燃烧动力学和热力学条件相应发生变化，影响燃烧速度，使烧结质量降低。例如：当燃料粒度过粗(>3mm)时，将造成燃烧带变宽，料层透气性变差；烧结燃料在料层中的分布不均匀，大颗粒周围过熔，离大颗粒远的地方则不能充分烧结；在无燃料处，空气得不到利用，使烧结速度降低；在布料时集中在料层下部，易产生偏析的现象，致使料层上部燃料不足、下部燃料过剩。而料层上部燃料不足易使烧结矿结构疏松，强度差；下部燃料过剩使烧结过程中烧结带变宽，料层透气性变差，造成烧结矿过熔，FeO含量升高，还原性降低，增加高炉冶炼焦比。当燃料粒度过细(<0.5mm)时，使燃烧速度加快；在烧结料传热性能不好时，烧结燃料所产生的热量难于使烧结原料达到熔化温度，导致烧结原料粘结不好，从而使成品矿强度下降；烧结过程中燃烧产生的热量相对分散，不利于提高燃料的利用率，烧结燃料的能耗升高，燃烧带变窄，不能保证成品矿中生成液相所需要的时间，造成成品矿强度差，产量低，返矿率高；小粒度燃料在料层中会阻碍气流运动，降低烧结料层透气性，并有可能被气流带走。因此，普遍认为燃料粒度要降低燃料粒度<0.5mm、燃料粒度>3mm两个粒级的含量，提高0.5mm-3mm粒级的比例。

因此，为了提高烧结质量，需要检测烧结燃料的粒度组成，以控制烧结燃料的粒度组成满足上述要求。最常用的检测烧结燃料粒度组成的方法有两种，一种是利用筛分方法：对烧结燃料随机取样，采用多个标准测量筛对待检测烧结燃料进行筛分分级，筛分完成后分别对每一粒级的待检测烧结燃料进行称重，计算待检测烧结燃料的粒度组成。另一种是利用图像分析的方法：利用安装在运输机上方的物料压平装置和图像采集设备对待检测烧结燃料进行实时采集，由计算机对采集到的图像进行处理、特征提取与分析计算，从而检测出待检测烧结燃料的粒度分布。

但是，采用筛分方法时，瞬时所取的样品代表性不强，且需要经过取样、筛分、称重和计算工序，使得检测周期长，导致检测结果不能真正的反应生产过程中烧结燃料的粒度分布情况；且如果待检测的烧结燃料为湿料时，水分含量过大，容易堵塞筛孔，造成检测数据不准确。而采用图像分析的方法时，由于烧结燃料的易碎特性，使得物料压平装置极易在压实过程中将大颗粒的烧结燃料碾碎，导致在检测过程中造成待检测烧结燃料的粒度分布与实际情况严重不符，且烧结燃料粒度组成不规则，无法准确获取准确的数据。可见，现有的检测方法无法准确地检测出烧结燃料粒度组成，导致无法及时控制烧结燃料的粒度组成，影响生产效率，进而使烧结质量降低。

发明内容

本申请提供了一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法，以解决现有的检测方法无法准确地检测出烧结燃料粒度组成，导致无法及时控制烧结燃料的粒度组成，影响生产效率，进而使烧结质量降低的问题。

第一方面，本申请提供了一种一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统，包括：粗破碎设备、细破碎设备、筛分设备、运输设备、取样设备、样本输送设备、水分及粒度组成分析设备和燃料粒度智能控制设备，其中，

所述粗破碎设备的出料口与筛分设备的进料口连通；所述筛分设备的第一出料口与细破碎设备的进料口连通；所述细破碎设备的出料口和所述筛分设备的第二出料口分别与运输设备的进料端连通；所述运输设备将烧结燃料输送至取样设备；

所述取样设备固定在运输设备的一侧；所述取样设备用于抓取运输设备输送的烧结燃料，得到燃料检测样本；

所述样本输送设备设置在所述取样设备和水分及粒度组成分析设备之间，所述样本输送设备用于将燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备，利用所述水分及粒度组成分析设备对燃料检测样本进行水分含量和粒度组成的检测；

所述燃料粒度智能控制设备的输入端分别与所述筛分设备、运输设备、取样设备、样本输送设备和水分及粒度组成分析设备连接；所述燃料粒度智能控制设备用于采集所述筛分设备的工作参数、运输设备的工作参数、取样设备的工作参数、样本输送设备的工作参数、以及水分及粒度组成分析设备的检测结果；所述燃料粒度智能控制设备的输出端与所述细破碎设备连接，以调整所述细破碎设备的工作参数。

可选地，所述取样设备包括基座、取样机构和旋转轴；所述基座固定在运输设备上；所述旋转轴固定在基座上，所述旋转轴位于运输设备中间位置的上方；

所述取样机构通过旋转轴固定在基座上，所述取样机构可绕旋转轴旋转；所述取样机构的长度小于或等于旋转轴的轴线与运输设备之间的垂直距离。

可选地，所述样本输送设备包括环形轨道、取样缩样工位和化验取样工位；所述取样缩样工位和化验取样工位分别安装在环形轨道上，所述取样缩样工位和化验取样工位沿环形轨道滑动；

所述取样缩样工位上设有第一定位装置，所述取样缩样工位通过第一定位装置由取样设备向水分及粒度组成分析设备的方向移动；所述化验取样工位上设有第二定位装置，所述化验取样工位通过第二定位装置由水分及粒度组成分析设备向取样设备的方向移动。

可选地，所述水分及粒度组成分析设备包括自动取样机构、第一称重装置、干燥装置、筛分装置和第二称重装置；

所述自动取样机构位于样本输送设备的一侧，所述自动取样机构用于将所述燃料检测样本运送至所述第一称重装置，以进行第一次称重；以及，将第一次称重后的燃料检测样本运送至干燥装置内进行干燥；以及，将干燥后的燃料检测样本运送至筛分装置进行筛分分级；以及，将筛分分级后的各燃料检测样本运送至第二称重装置分别进行第二次称重。

可选地，还包括弃样装置，所述弃样装置与运输设备连通；所述自动取样机构还用于将第二次称重后的各级燃料检测样本运送至弃样装置，进行弃样处理。

可选地，所述干燥装置包括：干燥本体、微波源入口、干燥容器、容器卡座和称重台；

所述干燥本体上安装有自动门，所述自动门与干燥本体形成干燥空腔；所述微波源入口、干燥容器、容器卡座和称重台分别位于干燥空腔内；

所述称重台固定在干燥空腔的底部，所述干燥容器通过容器卡座固定在称重台上；所述微波源入口位于干燥本体的顶端或内侧壁。

可选地，所述筛分装置包括：装料盒、四个筛网、多个密封片和两个伸缩杆；每个所述筛网位于两个伸缩杆之间，每个所述筛网按照筛孔直径从大到小的顺序由上至下排列；

所述伸缩杆包括多个伸缩组件和多个驱动件；每个伸缩组件顺次连接形成伸缩子杆，所述伸缩子杆的两端分别设置一驱动件，所述驱动件用于调节伸缩组件的伸缩程度，以调整相邻两个筛网之间的间隙；

每个所述筛网的两端分别固定一密封片，所述密封片固定在伸缩组件上；所述装料盒位于筛孔直径最小对应的筛网下方，所述装料盒通过密封片固定在伸缩组件上。

可选地，还包括：总智能控制子系统，所述总智能控制子系统分别与所述粗破碎设备、细破碎设备、筛分设备、运输设备、取样设备、样本输送设备、水分及粒度组成分析设备和燃料粒度智能控制设备；所述总智能控制子系统用于控制所述粗破碎设备、细破碎设备、筛分设备、运输设备、取样设备、样本输送设备、水分及粒度组成分析设备和燃料粒度智能控制设备的操作。

可选地，还包括：自诊断子系统，所述自诊断子系统分别与所述取样设备、样本输送设备、水分及粒度组成分析设备和总智能控制子系统连接；所述自诊断子系统用于监测所述取样设备的工作参数、样本输送设备的工作参数和水分及粒度组成分析设备的检测结果；所述总智能控制子系统还用于控制自诊断子系统的操作。

第二方面，本申请还提供了一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，包括以下步骤：

利用粗破碎设备和细破碎设备对烧结燃料进行破粉碎处理，得到初破碎烧结燃料；以及，利用运输设备输送所述初破碎烧结燃料；

控制取样设备抓取所述运输设备输送的初破碎烧结燃料，以及，进行缩样处理，得到燃料检测样本；

将所述燃料检测样本通过样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备，控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成；

根据当前时刻对应的所述燃料检测样本的粒度组成和前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例；

判断当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件，如果不满足，根据智能控制规则，控制燃料粒度智能控制设备调整所述细破碎设备的工作参数，以调整所述初破碎烧结燃料的粒度组成。

可选地，按照下述步骤得到初破碎烧结燃料：

控制所述粗破碎设备对烧结燃料进行粗破，得到粒度混合的烧结燃料；

控制筛分设备对所述粒度混合的烧结燃料进行筛分；其中，所述筛分设备的筛孔直径为3mm；

控制所述细破碎设备对筛分后得到的粒度大于3mm的烧结燃料进行细破；

根据筛分后得到的粒度小于3mm的烧结燃料和经过细破处理的烧结燃料，得到初破碎烧结燃料。

可选地，按照下述步骤控制取样设备抓取所述运输设备输送的初破碎烧结燃料，以及，进行缩样处理，得到燃料检测样本：

获取所述运输设备的运行速度，运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，以及运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，按照下式，确定当前时刻i对应的所述运输设备的输送物料流量；

W_i＝S_i×V_i×ρ_i；

式中，W_i为当前时刻i对应的运输设备的输送物料流量，单位Kg/s，S_i为当前时刻i对应的运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，单位m²，V_i为当前时刻i对应的运输设备的运行速度，单位m/s，ρ_i为当前时刻i对应的运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，单位Kg/m³；

根据所述运输设备的输送物料流量以及智能取样控制规则，调整所述取样设备的工作参数，以使所述取样设备抓取运输设备输送的初破碎烧结燃料；

控制所述取样设备将抓取到的初破碎烧结燃料装入样本钵体，得到燃料检测样本。

可选地，按照以下步骤根据所述运输设备的输送物料流量以及智能取样控制规则，调整取样设备的工作参数：

如果10≤W_i<20，V_i<1m/s，按照式D＝91％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝79％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝92％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝78％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，V_i≥1.2m/s，按照式D＝93％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝77％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

可选地，按照以下步骤控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成：

对所述燃料检测样本进行微波干燥处理，确定烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

控制配置有粒级为0.5mm、1mm、3mm、5mm筛网的筛分装置对干燥后的燃料检测样本进行筛分，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry1，燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry2，燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry3，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry4，以及，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry5；

按照下述各式，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₁，燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₂，燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₃，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₄，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₅；

ω₁＝W_dry1/W_dry×100％，ω₂＝W_dry2/W_dry×100％，ω₃＝W_dry3/W_dry×100％，ω₄＝W_dry4/W_dry×100％，ω₅＝W_dry5/W_dry×100％；

根据所述ω₁，ω₂，ω₃，ω₄和ω₅，确定所述燃料检测样本的粒度组成。

可选地，按照以下步骤对所述燃料检测样本进行微波干燥处理：

在干燥过程中，获取所述燃料检测样本的实时重量W_i；以及，根据所述燃料检测样本的初始重量W₀，得到燃料检测样本的重量变化量δ_i；

如果所述燃料检测样本的重量变化量δ_i大于或等于5％，停止微波干燥处理；

控制自动取样机构将所述燃料检测样本旋转180°，对旋转后的燃料检测样本继续进行干燥处理，直到水分干燥结束。

可选地，还包括：控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行水分含量检测，得到燃料检测样本的水分含量；以及，按照下述步骤确定燃料检测样本的水分含量：

确定燃料检测样本的初始重量W₀，以及，获取烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

按照式M_i＝(W₀-W_dry)/W₀×100％，确定所述燃料检测样本的水分含量M_i。

可选地，在所述确定燃料检测样本的粒度组成之后，还包括：

控制自动取样机构将进行粒度检测后的燃料检测样本运送至弃样装置，进行弃样处理。

可选地，按照下述步骤确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例：

根据当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i(ω_1i、ω_2i、ω_3i、ω_4i、ω_5i)，以及，前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i-1(ω_1(i-1)、ω_2(i-1)、ω_3(i-1)、ω_4(i-1)、ω_5(i-1))；

按照下述各式，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例

可选地，所述粒度约束条件包括：所述燃料检测样本的粒度组成中，燃料粒度小于或等于3mm对应的烧结燃料组成比例大于或等于80wt％，以及，燃料粒度小于或等于0.5mm对应的烧结燃料组成比例小于或等于20wt％。

可选地，在所述判断当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件的步骤之前，还包括：

判断燃料粒度智能控制设备获取燃料检测样本的平均粒度组成比例的当前时刻是否满足时间约束条件。

可选地，按照下述步骤判断所述燃料粒度智能控制设备运行的当前时刻是否满足时间约束条件：

获取将所述燃料检测样本通过样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备的检测取样时刻，以及，检测出燃料检测样本的粒度组成的检测结果取得时刻；

判断所述当前时刻与检测取样时刻之间的第一时间间隔是否在5分钟～10分钟内，以及，判断所述当前时刻与检测结果取得时刻之间的第二时间间隔是否小于1分钟；

如果所述第一时间间隔和第二时间间隔满足时间约束条件，执行判断当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件的步骤。

可选地，按照以下步骤根据智能控制规则，控制燃料粒度智能控制设备调整所述细破碎设备的工作参数：

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整所述细破碎设备中的下两辊间隙space2；

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2＝space2-0.2mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2＝space2-0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2。

可选地，还包括：

获取所述样本输送设备将所述燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备的运输花费时间，以及，利用所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测的检测花费时间；

根据调整工作参数后的细破碎设备，确定所述细破碎设备破碎出满足粒度约束条件的燃料对应的破碎花费时间；

计算所述破碎花费时间、运输花费时间和检测花费时间的时间总和，确定所述时间总和的中间值为细破碎设备的调整时间间隔，以使所述燃料粒度智能控制设备等待调整时间间隔对应的时长后，进行下一次的调整细破碎设备的工作参数的操作。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法，该烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统包括：粗破碎设备、细破碎设备、筛分设备、运输设备、取样设备、样本输送设备、水分及粒度组成分析设备和燃料粒度智能控制设备。根据控制方法，控制粗破碎设备、细破碎设备和筛分设备产生小颗粒的烧结燃料，由取样设备间断性并精准地抓取运输设备输送的一定量的烧结燃料，得到燃料检测样本。该燃料检测样本由样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备进行水分含量和粒度组成的实时检测，根据准确的燃料检测样本的粒度组成与智能控制规则，调整细破碎设备的工作参数，以生产出符合粒度要求的烧结燃料。利用此种烧结燃料布满烧结装置，可提高产品的烧结质量。可见，本实施例提供的智能检测系统，可以根据实时检测出的粒度组成，及时控制细破碎设备进行相应调整，以及时控制烧结燃料的最佳粒度组成，进而提高系统的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的结构框图；

图3为本申请实施例提供的取样设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的样本输送设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的水分及粒度组成分析设备的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的干燥装置的结构示意图；

图7(a)为本申请实施例提供的筛分设备的停止状态的结构示意图；

图7(b)为本申请实施例提供的筛分设备的运行状态的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的得到初破碎烧结燃料的方法流程图；

图10为本申请实施例提供的得到燃料检测样本的方法流程图；

图11为本申请另一实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法的流程图；

图12为本申请实施例提供的判断燃料粒度智能控制设备运行的当前时刻是否满足时间约束条件的方法流程图。

具体实施方式

图1为本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的结构示意图。

参见图1，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统，用于对运送至烧结工序燃烧的烧结燃料进行检测，通过实时检测烧结燃料的水分和粒度组成，判断当前烧结燃料的粒度组成是否处于最佳范围内，进而可推断当前运输的烧结燃料是否会对烧结质量造成影响。本申请实施例提供的智能检测系统，可实时检测烧结燃料的水分和粒度组成，便于及时根据粒度组成调节破碎设备，以调整当前运输的烧结燃料的粒度组成，使其处于最佳范围，有利于提高烧结质量。具体地，该烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统包括：粗破碎设备1、细破碎设备2、筛分设备3、运输设备4、取样设备5、样本输送设备6、水分及粒度组成分析设备7和燃料粒度智能控制设备8。

最常用的烧结燃料是焦粉和煤粉，而焦粉和煤粉的最初形状基本为块状，并非是粉状。因此，在钢铁厂内，通常需要对大块的焦煤和煤块进行破粉碎，将大块物料破粉碎成目标粒度的焦粉和煤粉。本实施例中，利用粗破碎设备1对大块的烧结燃料进行粗破碎。

粗破碎设备1的出料口与筛分设备3的进料口连通，经粗破后的烧结燃料的粒径范围为0mm～10mm，而由于最合适的烧结燃料粒度为0.5mm～3mm，因此，需利用筛分设备3进行筛分分级。为此，在筛分设备3内配置筛孔直径为3mm的筛网。将筛分出的粒径小于3mm的烧结燃料由第二出料口32排出；筛分设备3的第一出料口31与细破碎设备2的进料口连通，将粒度大于3mm的烧结燃料运送至细破碎设备2，再次进行细破，以使其粒径符合要求。细破碎设备2的出料口和筛分设备3的第二出料口32分别与运输设备4的进料端连通，以使细破碎设备2的出料口排出的烧结燃料和筛分设备3的第二出料口32排出的粒径小于3mm的烧结燃料通过运输设备4输送至取样设备5。

本实施例中，运输设备4可选用皮带机，也可选用其他运输机，不做具体限定。由于破碎工序与烧结工序之间的距离较远，而对烧结燃料的水分和粒度的检测需要在该烧结燃料被运输至烧结工序之前进行。因此，为了水分和粒度检测的取样设备5需设置在烧结燃料运输的途中，即取样设备5固定在运输设备4的一侧。取样设备5用于抓取运输设备4输送的烧结燃料，得到燃料检测样本，便于后续对该燃料检测样本进行水分和粒度检测。

取样设备4抓取到燃料检测样本后，需将该燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备7进行检测，本实施例中，采用样本输送设备6实现燃料检测样本的输送。样本输送设备6用于将燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备7，利用水分及粒度组成分析设备7对燃料检测样本进行水分含量和粒度组成的检测。样本输送设备6设置在取样设备5和水分及粒度组成分析设备7之间，为了避免造成时间的消耗，取样设备4与样本输送设备6之间采用无缝连接，使得取样设备4在抓取到燃料检测样本后随即放入到样本输送设备6上进行运输；同样的，样本输送设备6与水分及粒度组成分析设备7之间也采用无缝连接，使得样本输送设备6将燃料检测样本运输至水分及粒度组成分析设备7之后，可即刻由水分及粒度组成分析设备7进行后序检测步骤。

当水分及粒度组成分析设备7检测出燃料检测样本的水分和粒度组成之后，需要将该组数据发送至燃料粒度智能控制设备8，使其判断当前燃料检测样本的粒度组成是否符合粒度要求，以及，根据当前燃料检测样本的粒度组成调整细破碎设备2的工作参数，使得细破碎设备2对烧结燃料进行再次破碎，以使烧结燃料满足粒度组成要求。

在其他实施方式中，由于经粗破碎后产生的粒度大于3mm的烧结燃料也要被输送至细破碎设备2进行细破，而该细破过程也需要燃料粒度智能控制设备8来控制。同时，燃料粒度智能控制设备8在进行控制时，需结合当前系统中其他设备的工作参数，以作出精准的控制，避免影响系统中其他设备的工作状态，进而可避免影响系统的运行效率。为此，燃料粒度智能控制设备8的输入端分别与筛分设备3、运输设备4、取样设备5、样本输送设备6和水分及粒度组成分析设备7连接；燃料粒度智能控制设备8用于采集筛分设备3的工作参数、运输设备4的工作参数、取样设备5的工作参数、样本输送设备6的工作参数、以及水分及粒度组成分析设备7的检测结果；其中，上述设备的工作参数包括运行速度、相应时刻等。燃料粒度智能控制设备8的输出端与细破碎设备2连接，以调整细破碎设备2的工作参数。

如图2所示，为了实现智能检测系统的智能检测过程，使得系统中各设备的运行状态保持平衡，以提高系统的运行效率，本实施例中，可利用总智能控制子系统10实现系统中各设备的平稳运行，相邻设备之间的配合，可增加运行效率。因此，总智能控制子系统10分别与粗破碎设备1、细破碎设备2、筛分设备3、运输设备4、取样设备5、样本输送设备6、水分及粒度组成分析设备7和燃料粒度智能控制设备8连接；总智能控制子系统10用于控制粗破碎设备1、细破碎设备2、筛分设备3、运输设备4、取样设备5、样本输送设备6、水分及粒度组成分析设备7和燃料粒度智能控制设备8的操作，使得各设备之间可以达到相互配合运行的目的，提高系统的运行效率。

而为了使系统中各设备能够执行总智能控制子系统10的指令，各设备中需配置有相应的控制单元。由控制单元接收总智能控制子系统10发送的运行指令，再控制相应的设备进行相应操作。例如，粗破碎设备1的控制单元接收到总智能控制子系统10发送的运行指令后，随即控制粗破碎设备1开始进行破碎物料的操作。

当采用总智能控制子系统10进行控制整个系统中各设备的运行状态时，该总智能控制子系统10的控制过程，即本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，如图8所示，包括以下步骤：

S1、利用粗破碎设备和细破碎设备对烧结燃料进行破粉碎处理，得到初破碎烧结燃料；以及，利用运输设备输送所述初破碎烧结燃料；

粗破碎设备1和细破碎设备2的控制单元接收到总智能控制子系统10发送的运行指令后，分别对烧结燃料进行粗破和细破处理。而粗破碎设备1和细破碎设备2对烧结燃料的粒度要求不同，粗破碎设备1用于破碎大粒度的烧结燃料，如粒度大于10mm的烧结燃料；而细破碎设备2用于破碎小粒度的烧结燃料，如粒度在3mm～10mm之间的烧结燃料。

为了能够准确地区分粗破碎设备1和细破碎设备2分别需要破碎的烧结燃料，总智能控制子系统10需要控制筛分设备3对粗破碎设备1得到的烧结燃料进行筛分，再控制细破碎设备2进行再一次的破碎，因此，如图9所示，总智能控制子系统10按照如下控制过程得到初破碎烧结燃料：

S11、控制粗破碎设备对烧结燃料进行粗破，得到粒度混合的烧结燃料；

钢铁厂通常不会一次性将块状的物料破粉碎成焦粉和煤粉，这样无法控制破碎设备的工作参数。通常是先利用破碎辊间隙较大的破碎设备进行粗破，再由破碎辊间隙较小的破碎设备进行细破，这样可以准确地控制焦粉和煤粉的粒度。

本实施例中，利用粗破碎设备1对粒度大于10mm的烧结燃料，进行粗破，得到粒度在0mm～10mm的烧结燃料。

S12、控制筛分设备对所述粒度混合的烧结燃料进行筛分；其中，所述筛分设备的筛孔直径为3mm；

总智能控制子系统10控制筛分设备3对粗破后的烧结燃料进行筛分，将筛上料，即粒度大于3mm的烧结燃料运送至细破碎设备2；将粒度小于3mm的烧结燃料通过运输设备4输送至下一工序。

S13、控制细破碎设备对筛分后得到的粒度大于3mm的烧结燃料进行细破；

由于总智能控制子系统10可控制系统中其余各设备的运行状态，所以当粒度大于3mm的烧结燃料被运送至细破碎设备2时，可随即控制细破碎设备2对该烧结燃料进行细破，使运行效率提高。

S14、根据筛分后得到的粒度小于3mm的烧结燃料和经过细破处理的烧结燃料，得到初破碎烧结燃料。

经过细破碎设备2破碎得到的烧结燃料会直接被运送到运输设备4上，以进行后序操作，因此，可将粒度小于3mm的烧结燃料和经过细破处理的烧结燃料确定为初破碎烧结燃料。

当上述初破碎烧结燃料都运送到运输设备4上后，利用运输设备4将初破碎烧结燃料运送至烧结工序。运输过程中，途经取样设备5，由取样设备5抓取运输设备4上的烧结燃料，作为燃料检测样本。

为了能够达到精准抓取烧结燃料的目的，取样设备5需具有特殊的结构。具体地，如图3所示，取样设备5包括基座51、取样机构52和旋转轴53。基座51固定在运输设备4上，为了使取样机构52能够抓取到定量的烧结燃料，基座51呈L型，即基座51包括竖杆和横杆。竖杆固定在运输设备4的一侧；横杆用于固定旋转轴53，横杆的长度以可使旋转轴53恰好位于运输设备4的正上方为宜。

旋转轴53固定在基座51上，旋转轴53位于运输设备4中间位置的上方。旋转轴53位于运输设备4沿长度方向的正上方，可使取样机构52在垂直状态下，抓取烧结燃料的那一端恰好与运输设备4上的烧结燃料接触，以抓取到烧结燃料。

取样机构52通过旋转轴53固定在基座51上，取样机构52可绕旋转轴53旋转；取样机构52的长度小于或等于旋转轴53的轴线与运输设备4之间的垂直距离，可使取样机构52在旋转过程中，旋转到与运输设备4垂直的状态，即可抓取烧结燃料。

本实施例中，由总智能控制子系统10控制取样设备5执行相应取样操作，如下：

S2、控制取样设备抓取运输设备输送的初破碎烧结燃料，以及，进行缩样处理，得到燃料检测样本；

具体地，如图10所示，总智能控制子系统10按照下述过程得到燃料检测样本：

S21、获取运输设备的运行速度，运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，以及运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，按照下式，确定当前时刻i对应的运输设备的输送物料流量；

W_i＝S_i×V_i×ρ_i；

式中，W_i为当前时刻i对应的运输设备的输送物料流量，单位Kg/s，S_i为当前时刻i对应的运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，单位m²，V_i为当前时刻i对应的运输设备的运行速度，单位m/s，ρ_i为当前时刻i对应的运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，单位Kg/m³；

本实施例中，根据运输设备4的运行参数，以及烧结燃料的相关数据，来调节取样设备5中的取样机构52的宽度，来精准控制抓取到的烧结燃料的量。

在不同时刻，运输设备4的运行速度是不同的，运输设备4输送的初破碎烧结燃料的横截面积是不同的，运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度也是不同的。根据上式可知，当运输设备4的输送物料流量一定时，运输设备4的运行速度越快，运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积越小；反之，运输设备4的运行速度越慢，运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积越大。

因此，需要实时检测上述参数，根据上述变化的参数来确定当前时刻运输设备的输送物料流量，进而再根据该输送物料流量来调节取样机构52的工作参数，实现精准抓取烧结燃料，得到符合标准的燃料检测样本，避免取空样。

S22、根据运输设备的输送物料流量以及智能取样控制规则，调整取样设备的工作参数，以使取样设备抓取运输设备输送的初破碎烧结燃料；

取样设备5的工作参数包括取样机构52的旋转速度C，单位r/min，以及取样机构52的宽度D，单位m。

在第一种可行的具体实施方式中，按照下述智能取样控制规则，根据运输设备的输送物料流量，调整取样设备的工作参数：

如果10≤W_i<20，V_i<1m/s，按照式D＝91％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝79％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝92％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝78％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，V_i≥1.2m/s，按照式D＝93％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝77％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

在第二种可行的具体实施方式中，按照下述智能取样控制规则，根据运输设备的输送物料流量，调整取样设备的工作参数：

如果20≤W_i<30，V_i<1m/s，按照式D＝87％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝83％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果20≤W_i<30，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝88％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝82％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果20≤W_i<30，V_i≥1.2m/s，按照式D＝89％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝81％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

在第三种可行的具体实施方式中，按照下述智能取样控制规则，根据运输设备的输送物料流量，调整取样设备的工作参数：

如果30≤W_i<40，V_i<1m/s，按照式D＝84％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝86％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果30≤W_i<40，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝85％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝85％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果30≤W_i<40，V_i≥1.2m/s，按照式D＝86％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝84％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

在第四种可行的具体实施方式中，按照下述智能取样控制规则，根据运输设备的输送物料流量，调整取样设备的工作参数：

如果40≤W_i<50，V_i<1m/s，按照式D＝81％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝89％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果40≤W_i<50，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝82％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝88％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果40≤W_i<50，V_i≥1.2m/s，按照式D＝83％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝87％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

在第五种可行的具体实施方式中，按照下述智能取样控制规则，根据运输设备的输送物料流量，调整取样设备的工作参数：

如果W_i≥50，V_i<1m/s，按照式D＝78％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝92％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果W_i≥50，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D＝79％×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C＝91％×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果W_i≥50，V_i≥1.2m/s，按照式D＝80％×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C＝90％×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

另外，如果W_i<10，则无论运输设备4的运行速度为多少数值，均不执行取样操作，并反馈不满足取样条件的信息，避免取空样。

根据上述各种智能取样控制规则，可控制取样机构52实现动态精确取样，提高系统的运行效率。

S23、控制取样设备将抓取到的初破碎烧结燃料装入样本钵体，得到燃料检测样本。

由于要求每次检测水分和粒度组成的烧结燃料的量是相等的，即燃料检测样本的重量基本相同，以保证每次检测水分和粒度组成的变化率不大。因此，需利用取样机构52将抓取到的烧结燃料缩分为1.5～2Kg的样本，且装入30mm×30mm的陶瓷样本钵体，得到燃料检测样本。

例如，如果当前燃料检测样本的重量为1.5Kg，那么以后每次经抓取和缩分得到的燃料检测样本需均保持在1.5Kg左右；而如果当前燃料检测样本的重量为2Kg，那么以后每次经抓取和缩分得到的燃料检测样本也需均保持在2Kg左右。

当确定好后续进行水分和粒度组成检测的燃料检测样本后，需将该燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备7，本实施例中，采用样本输送设备6进行运输。

具体地，如图4所示，样本输送设备6包括环形轨道61、取样缩样工位62和化验取样工位63；取样缩样工位62和化验取样工位63分别安装在环形轨道61上，取样缩样工位62和化验取样工位63沿环形轨道61滑动。初始状态下，取样缩样工位62靠近取样设备5，化验取样工位63靠近水分及粒度组成分析设备7。在运输过程中，载有燃料检测样本的取样缩样工位62沿顺时针方向或逆时针方向运行至化验取样工位63的初始位置，而化验取样工位63将前一次的燃料检测样本送往水分及粒度组成分析设备7之后，沿顺时针方向或逆时针方向运行至取样设备5处，随机完成一次循环输送。而此时，化验取样工位63将作为下一次操作的取样缩样工位，而取样缩样工位62将作为当前次操作的化验取样工位，如此循环，实现燃料检测样本的循环输送。需要说明的是，取样缩样工位62和化验取样工位63的运转方向相同。

而为了取样缩样工位62和化验取样工位63能够精准地暂停在取样设备5和水分及粒度组成分析设备7处，取样缩样工位62上设有第一定位装置64，取样缩样工位62通过第一定位装置64由取样设备5向水分及粒度组成分析设备7的方向移动；化验取样工位63上设有第二定位装置65，化验取样工位63通过第二定位装置65由水分及粒度组成分析设备7向取样设备5的方向移动。

本实施例中，样本输送设备6可选用坦克履带的方式，当然，也可选用其他方式，不做具体限定。

为实现系统的高效运行目的，样本输送设备6的运转最大速度为0.5m/s，从取样缩样工位62运行至化验取样工位63的时间为6s。

如图5所示，水分及粒度组成分析设备7包括自动取样机构71、第一称重装置72、干燥装置73、筛分装置74和第二称重装置75。

自动取样机构71位于样本输送设备6的一侧，本实施例中，自动取样机构71可为机器人、机械手或自动取样装置。自动取样机构71靠近样本输送设备6的化验取样工位63附近，以便于自动取样机构71抓取化验取样工位63上的燃料检测样本。

由于水分及粒度组成分析设备7用于对燃料检测样本进行水分和粒度组成的检测，本实施例中，在检测水分和粒度组成的方式是根据重量比来确定，即根据燃料检测样本的原始重量和干燥后的重量的比值来确定。因此，对燃料检测样本的处理需先后经过第一次称重、干燥、筛分和第二次称重的工序。

为此，首先需要对燃料检测样本进行称重，即利用自动取样机构71将化验取样工位63上的燃料检测样本抓取到第一称重装置72，进行第一次称重。同样的，相邻两个工序之间对燃料检测样本起到移动作用的均为自动取样机构71。可见，自动取样机构71用于将燃料检测样本运送至所述第一称重装置72，以进行第一次称重；以及，将第一次称重后的燃料检测样本运送至干燥装置73内进行干燥；以及，将干燥后的燃料检测样本运送至筛分装置进行筛分分级；以及，将筛分分级后的各燃料检测样本运送至第二称重装置75分别进行第二次称重。

具体地，对燃料检测样本进行湿料称重获得原始重量后，需要对该燃料检测样本进行干燥处理。本实施例中，采用微波干燥的方式，不仅可减小干燥装置73的尺寸，还可提高干燥效果。

如图6所示，干燥装置73包括：干燥本体731、微波源入口732、干燥容器733、容器卡座734和称重台735。

干燥本体731上安装有自动门736，干燥本体731为干燥装置73的基体，为干燥处理的基本设施；自动门736与干燥本体731形成干燥空腔，干燥空腔用于使微波源与燃料检测样本接触，实现干燥过程；微波源入口732、干燥容器733、容器卡座734和称重台735分别位于干燥空腔内。

称重台735固定在干燥空腔的底部，称重台735用于实时检测燃料检测样本在干燥过程中的重量变化；干燥容器733通过容器卡座734固定在称重台735上，干燥容器733用于承装燃料检测样本，容器卡座734用于固定住装有燃料检测样本的干燥容器733，避免影响检测效果和干燥效果；微波源入口732位于干燥本体731的顶端或内侧壁，微波源由干燥本体731的顶端或侧壁射入，可直接照射在燃料检测样本上，提高干燥效果。

对燃料检测样本进行干燥处理后，需要进行筛分处理，即将燃料检测样本按照粒度大小筛分成<0.5mm、0.5mm～1mm、1mm～3mm、3mm～5mm和>5mm的五组样本。

如图7(a)和图7(b)所示，为实现上述筛分要求，筛分装置74包括：装料盒745、四个筛网、多个密封片746和两个伸缩杆747。

为获得更准确的数据，筛分装置74的筛网采用设置粒级分别为0.5mm、1mm、3mm、5mm筛孔的方式，其中，5mm粒级的为第一筛网741,3mm粒级的为第二筛网742,1mm粒级为第三筛网743，0.5mm粒级的为第四筛网744。以分别获得<0.5mm、0.5mm～1mm、1mm～3mm、3mm～5mm和>5mm的不同粒度组成的样本。每个筛网位于两个伸缩杆747之间，每个筛网按照筛孔直径从大到小的顺序由上至下排列，即最上层设置筛孔直径为5mm的筛网，接下来设置筛孔直径为3mm的筛网，依此类推，最下层设置筛孔直径为0.5mm的筛网。而为了收集0.5mm筛网筛下来的物料，需要在最下层的筛网下面设置装料盒745。

伸缩杆747包括多个伸缩组件7471和多个驱动件7472，每个伸缩组件7471首尾相连，每个伸缩组件7471顺次连接形成伸缩子杆，伸缩子杆的两端分别设置一驱动件7472，驱动件7472用于调节伸缩组件7471的伸缩程度，以调整相邻两个筛网之间的间隙。

每个筛网的两端分别固定一密封片746，密封片746固定在伸缩组件7471上，密封片746用于对筛网起到密封作用，防止在筛分过程中，燃料检测样本由筛网的缝隙溢出，造成物料的减少，影响检测结果的准确性；装料盒745位于筛孔直径最小对应的筛网下方，装料盒745通过密封片746固定在伸缩组件7471上。

筛分装置74在停止状态时，参见图7(a)，驱动件7472不对伸缩子杆施加驱动力，相邻两个伸缩组件7471之间的伸缩度最小，使得筛网之间形成空隙，便于自动取样机构71夹取燃料检测样本。在工作状态时，参见图7(b)，驱动件7472对伸缩子杆施加驱动力，相邻两个伸缩组件7471之间的伸缩度逐渐增大，使得筛网之间形成的空隙消失，以及最下层筛网与装料盒745之间的空隙消失，实现高度密封。从而可使筛分装置74沿上下和左右方向进行高强度的运行，实现高效筛分，不会出现物料泄漏的现象，以保证检测结果的准确性。

根据上述实施例提供的智能检测系统中各设备的具体结构，由总智能控制子系统10控制上述设备执行相应操作，即本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，包括以下步骤：

S3、将燃料检测样本通过样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备，控制水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成；

由上述内容可知，水分及粒度组成分析设备7在检测燃料检测样本的粒度组成时，采用的方式为根据干燥前后的重量比来确定。

具体地，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，按照上述操作过程，以及下述步骤控制水分及粒度组成分析设备对燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成：

S31、对所述燃料检测样本进行微波干燥处理，确定烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

由自动取样机构71夹取化验取样工位63上的燃料检测样本，并运送至干燥装置73内进行干燥处理，并将干燥后的燃料检测样本，再由自动取样机构71夹取并运送至第一称重装置72进行称重，得到烘干后的燃料检测样本的重量W_dry。

其中，为了确保干燥效果，本实施例按照以下步骤对所述燃料检测样本进行微波干燥处理：

S311、在干燥过程中，获取燃料检测样本的实时重量W_i；以及，根据燃料检测样本的初始重量W₀，得到燃料检测样本的重量变化量δ_i；

在利用干燥装置73对燃料检测样本进行干燥时，由称重台735实时检测燃料检测样本的重量W_i，根据式δ_i＝(W₀-W_i)/W_i×100％，确定燃料检测样本的重量变化量δ_i。其中，i为获取数据的当前时刻。

S312、如果所述燃料检测样本的重量变化量δ_i大于或等于5％，停止微波干燥处理；

烧结燃料的水分含量一般为7％～15％，因此，为保证干燥效果，先将燃料检测样本的水分干燥掉5％时，停止微波干燥。

水分干燥的量可由燃料检测样本的重量变化率来表示。

S313、控制自动取样机构将所述燃料检测样本旋转180°，对旋转后的燃料检测样本继续进行干燥处理，直到水分干燥结束。

当判断出燃料检测样本的重量变化量δ_i大于或等于5％，并停止微波干燥处理后，自动门736开启。为确保干燥容器733不漏料，由自动取样机构71使用专用夹具将承装有燃料检测样本的干燥容器733从干燥空腔内取出，接着自动取样机构71自身快速上下180°旋转，实现燃料检测样本的翻转，并再次放入干燥空腔内，自动门736关闭，继续进行干燥，直到燃料检测样本的水分干燥完毕。

而燃料检测样本的水分干燥完毕的标识可根据称重台735实时检测的重量W_i来判断，当W_i保持恒定不变时，即可确定燃料检测样本的水分干燥完毕。

本实施例采用两次干燥过程，可提高干燥效果，并使燃料检测样本的上下两个面的干燥程度相同，避免出现接近微波源的那一面快速干燥，而远离微波源的那一面干燥慢的现象发生。

S32、控制配置有粒级为0.5mm、1mm、3mm、5mm筛网的筛分装置对干燥后的燃料检测样本进行筛分，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry1，燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry2，燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry3，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry4，以及，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry5。

干燥以及称重后，再由自动取样机构71将干燥并称重后的燃料检测样本运送至筛分装置74内，径高效筛分后得到燃料粒度<0.5mm、在0.5mm～1mm、在1mm～3mm之间、在3mm～5mm之间以及燃料粒度>5mm的五组样本。

利用自动取样机构71依次将燃料粒度>5mm的燃料检测样本运送至第二称重装置75进行称重，得到重量W_dry5；将燃料粒度在3mm～5mm之间的燃料检测样本运送至第二称重装置75进行称重，得到重量W_dry4；将燃料粒度在1mm～3mm之间的燃料检测样本运送至第二称重装置75进行称重，得到重量W_dry3；将燃料粒度在0.5mm～1mm之间的燃料检测样本运送至第二称重装置75进行称重，得到重量W_dry2；将燃料粒度<0.5mm的燃料检测样本运送至第二称重装置75进行称重，得到重量W_dry1。

S33、按照下述各式，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₁，燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₂，燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₃，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₄，以及，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₅；

ω₁＝W_dry1/W_dry×100％，ω₂＝W_dry2/W_dry×100％，ω₃＝W_dry3/W_dry×100％，ω₄＝W_dry4/W_dry×100％，ω₅＝W_dry5/W_dry×100％；

分别将经过干燥和筛分后得到的相应粒度的样本重量与燃料检测样本的初始重量进行对比，即可确定相应粒度对应的干燥后燃料检测样本的组成比例。

例如，在某一次检测过程中，测得烘干后的燃料检测样本的重量W_dry为1.8kg，燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry1为0.09kg，燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry2为0.54kg，燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry3为0.72kg，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry4为0.27kg，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry1为0.18kg。

根据上述各式，分别计算得到燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₁＝0.09/1.8×100％＝5％；燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₂＝0.54/1.8×100％＝30％；燃料粒度在1mm～3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₃＝0.72/1.8×100％＝40％；燃料粒度在3mm～5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₄＝0.27/1.8×100％＝15％；燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₅＝0.18/1.8×100％＝10％。

S34、根据所述ω₁，ω₂，ω₃，ω₄和ω₅，确定所述燃料检测样本的粒度组成。

根据计算得到的ω₁，ω₂，ω₃，ω₄和ω₅数值，即可确定所述燃料检测样本的粒度组成H(ω₁，ω₂，ω₃，ω₄，ω₅)。

上述过程仅为确定所述燃料检测样本的粒度组成的内容，而为了能够更加准确地根据燃料检测样本的检测结果，调整后续设备的工作参数，还可依据的指标包括检测燃料检测样本的水分含量。为此，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，还包括：确定当前时刻对应的燃料检测样本的水分含量的过程，如下：

S301、确定燃料检测样本的初始重量W₀，以及，获取烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

在步骤S31之前，即对燃料检测样本进行干燥之前，由自动取样机构71夹取化验取样工位63上的燃料检测样本，并运送至第一称重装置72进行湿料称重，即确定燃料检测样本的初始重量W₀。

烘干后的燃料检测样本的重量W_dry为按照前述内容，由自动取样机构71将第一称重装置72上的燃料检测样本运送至干燥装置73进行干燥后，并再由自动取样机构71将干燥后的燃料检测样本运送至第一称重装置72进行称重得到。

S302、按照式M_i＝(W₀-W_dry)/W₀×100％，确定燃料检测样本的水分含量M_i。

干燥前的燃料检测样本的重量为湿重，而干燥后的燃料检测样本的重量为干重，二者之差即为燃料检测样本在干燥后，被烘干掉水分的重量，该重量再与燃料检测样本的初始重量的比值，即为燃料检测样本的水分含量M_i。

在检测出燃料检测样本的水分含量和粒度组成之后，即完成一次检测过程，当前被检测的燃料检测样本已完成检验操作，需将该燃料检测样本丢弃，以使水分及粒度组成分析设备7进行下一次的检测过程。为此，需要对该燃料检测样本进行弃样处理。

本实施例中，水分及粒度组成分析设备7还包括弃样装置76，弃样装置76与运输设备4连通；自动取样机构71还用于将第二次称重后的各级燃料检测样本运送至弃样装置76，进行弃样处理。

弃样装置76可选用皮带，燃料检测样本在经过第二次称重后，即被自动取样机构71夹取并运送至弃样装置76。弃样装置76的另一端可与原料存储仓连通，经过检测过程的燃料检测样本被运送至原料存储仓，以进行循环利用，避免造成物料的浪费。

弃样装置76的另一端还可以与运输设备4连通，将燃料检测样本作为烧结燃料运送至烧结工序。

可见，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法中，在确定燃料检测样本的粒度组成之后，该方法还包括：

控制自动取样机构将进行粒度检测后的燃料检测样本运送至弃样装置，进行弃样处理。

S4、根据当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成和前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例；

为了保证数据的准确性，以精准地调整细破碎设备的工作参数，本实施例中，根据当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例作为判断的依据。为此，本实施例提供的智能检测系统中的总智能控制子系统10被配置为执行下述步骤，即本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法如下：

具体地，按照下述步骤确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例：

S41、根据当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i(ω_1i、ω_2i、ω_3i、ω_4i、ω_5i)，以及，前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i-1(ω_1(i-1)、ω_2(i-1)、ω_3(i-1)、ω_4(i-1)、ω_5(i-1))；

S42、按照下述各式，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例

根据前后两次的粒度组成比例的平均值进行后序的推理和计算，可准确地调整细破碎设备的工作参数，使得烧结燃料具有最佳的粒度组成，有利于提高后续产品的烧结质量。

S5、判断当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件，如果不满足，根据智能控制规则，控制燃料粒度智能控制设备调整细破碎设备的工作参数，以调整初破碎烧结燃料的粒度组成。

为了准确地判断当前细破碎设备2的工作参数是否需要调整，需要预先设定一个临界值，即粒度约束条件，将燃料检测样本的平均粒度组成比例与该粒度约束条件进行比较。如果超过该粒度约束条件，说明利用当前细破碎设备2破碎出的烧结燃料中，其粒度组成有严重的差异。如果利用此种烧结燃料布满烧结装置，会影响烧结质量，此时，需要调整细破碎设备2的工作参数。如果未超过该粒度约束条件，说明利用当前状态的细破碎设备2破碎出的烧结燃料中，其粒度组成是较优的，利用此种烧结燃料布满烧结装置，不会影响烧结质量，还会提高烧结质量，此时，无需调整细破碎设备2的工作参数。其中，工作参数包括上两辊间隙和下两辊间隙。

本实施例中，由于最佳的烧结燃料中，需要保证粒度在0.5mm～3mm之间的燃料占大部分，为此，粒度约束条件包括：烧结燃料粒度组成比例中，燃料粒度小于或等于3mm对应的烧结燃料组成比例大于或等于80wt％，以及，燃料粒度小于或等于0.5mm对应的烧结燃料组成比例小于或等于20wt％，燃料粒度大于3mm对应的烧结燃料组成比例应控制在10％以内。

本实施例中，智能控制规则可采用如下的两种，当判断出燃料检测样本的平均粒度组成比例超出粒度约束条件时，则调整细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙，具体如下：

采用其中一种智能控制规则时，按照以下步骤，由总智能控制子系统10控制燃料粒度智能控制设备8调整细破碎设备2的工作参数：

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和大于70wt％，燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的比例大于20wt％时，说明当前燃料检测样本中的细料所占比例较大，为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调大，即按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备2的下两辊间隙space2。

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2＝space2-0.2mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和大于70wt％，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的所占比例之和大于20wt％时，说明当前燃料检测样本中的粗料所占比例较大。为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调小，以及，将生产粗料的上两辊间隙调小，即根据式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备2的上两辊间隙space1；以及，根据式space2＝space2-0.2mm，调整细破碎设备2的下两辊间隙space2。

由于当前燃料检测样本中粗料过多，因此需将细破碎设备2的下两辊之间的间隙调小两个级别，而上两辊之间的间隙则只调小一个级别即可，以获得最佳的燃料粒度组成。

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2＝space2-0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和小于70wt％，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的所占比例之和大于燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的比例时，说明当前燃料检测样本中的粗料所占比例较大。为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调小，以及，将生产粗料的上两辊间隙调小，即根据式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备2的上两辊间隙space1；以及，根据式space2＝space2-0.1mm，调整细破碎设备2的下两辊间隙space2。

与上一情况进行比较，本场景中粗料的比例虽然也较多，但没有上一场景中产生的粗料多，因此，将细破碎设备2的下两辊之间的间隙只需调小一个级别即可，而上两辊之间的间隙也只调小一个级别，以获得最佳的燃料粒度组成。

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2。

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和小于70wt％，燃料粒度在3mm～5mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的所占比例之和小于燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的比例时，说明当前燃料检测样本中的细料所占比例较大。为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调大，即根据式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备2下两辊间隙space2。

采用另一种智能控制规则时，按照以下步骤，由主智能控制子系统10控制燃料粒度智能控制设备8调整细破碎设备2的工作参数：

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和大于70wt％，燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本和燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本所占比例之和大于20wt％时，说明当前燃料检测样本中的细料所占比例较大，为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调大，即按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备2的下两辊间隙space2。

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和大于70wt％，燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本大于20wt％时，说明当前燃料检测样本中的粗料所占比例较大，为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产粗料的上两辊间隙调小，即按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备2的上两辊间隙space1。

如果

按照式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备中的上两辊间隙space1；

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和小于70wt％，燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的比例大于燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的比例时，说明当前燃料检测样本中的粗料所占比例较大。为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产粗料的上两辊间隙调小，即根据式space1＝space1-0.1mm，调整细破碎设备2的上两辊间隙space1。

如果

按照式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备中的下两辊间隙space2。

根据当前燃料检测样本的平均粒度组成比例，当判断出燃料粒度在0.5mm～1mm之间对应的燃料检测样本和燃料粒度在1mm～3mm之间对应的燃料检测样本的所占比例之和小于70wt％，燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的比例小于燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的比例时，说明当前燃料检测样本中的细料所占比例较大。为得到最佳的粒度组成，需将细破碎设备2生产细料的下两辊间隙调大，即根据式space2＝space2+0.1mm，调整细破碎设备2的下两辊间隙space2。

根据计算出的燃料检测样本的平均粒度组成比例后，以及上述智能控制规则，可准确地调整燃料破碎机的上两辊间隙和下两辊间隙，以使烧结燃料获得最佳的粒度组成，提高烧结质量。

需要说明的是，智能控制规则并不限于本实施例中提到的两种，在实际根据粒度组成比例，还可存在其他智能控制规则，此处不再赘述。其他任何能够实现调整细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙的目的，以及取得相同或相似的有益效果的智能控制规则，均为本申请的保护范围。

本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法是一个循环过程，当控制完毕当前次的细破碎设备2后，需满足一定的时间的条件才能进行下一次的控制。

因此，智能检测系统的总智能控制子系统10被进一步配置为执行下述程序步骤，如图11所示，即该控制方法还包括：

S6、获取样本输送设备将燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备的运输花费时间，以及，利用水分及粒度组成分析设备对燃料检测样本进行粒度组成检测的检测花费时间；

运输花费时间指的是由取样设备5将抓取到的燃料检测样本放置在样本输送设备6上的时刻起，燃料检测样本由样本输送设备6运输至水分及粒度组成分析设备7的时刻止所经过的时间段。

检测花费时间指的是水分及粒度组成分析设备7经过第一次称重、干燥、筛分和第二次称重，对燃料检测样本进行水分含量和粒度组成检测所经历的时间段。

本实施例中，检测花费时间需小于5分钟，优选4.5分钟。如果检测花费时间超过5分钟，则说明水分及粒度组成分析设备7出现故障，使得控制结果不准确。

S7、根据调整工作参数后的细破碎设备，确定细破碎设备破碎出满足粒度约束条件的燃料对应的破碎花费时间；

破碎花费时间指的是细破碎设备2根据智能控制规则，破碎出粒度组成满足粒度约束条件时所花费的时间段。

S8、计算破碎花费时间、运输花费时间和检测花费时间的时间总和，确定时间总和的中间值为细破碎设备的调整时间间隔，以使燃料粒度智能控制设备等待调整时间间隔对应的时长后，进行下一次的调整细破碎设备的工作参数的操作。

为了能够实现一次接着一次的智能控制，避免造成时间的浪费，也为了能够即时获知当前抓取的燃料检测样本的粒度组成，以准确地调整细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙，需要等待下一次控制的调整时间间隔应与其他工序花费的时间满足一定的比例关系，使得在等待下一次控制的时间内，智能控制系统中的其他设备恰好完成运输、取样、检测燃料检测样本粒度组成、计算燃料检测样本粒度组成比例、以及计算前后两次燃料检测样本的粒度组成比例平均值等过程，为此，本实施例采用调整时间间隔为上述花费时间总和的一半的确定方式。

例如，如果破碎花费时间、运输花费时间和检测花费时间的时间总和为6min，那么设定调整细破碎设备2的距离上次调整的时间间隔为3min。

当细破碎设备2调整一次之后，等待3min后，即可进行下一次的调整程序。

本实施例提供的方法，可尽量缩小前后两次调整的时间间隔，使得对细破碎设备2的智能控制更加的准确、及时。实现即刻检测出当前燃料检测样本的粒度组成比例不符合粒度约束条件，即刻对细破碎设备2进行调整，以及时调整当前燃料检测样本的粒度组成比例，得到最佳粒度组成的烧结燃料。利用此种烧结燃料布满烧结装置，可提高产品的烧结质量。

由于本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统中，总智能控制子系统10控制智能检测系统中其余设备的运行及工作状态，并控制相应设备根据检测到或获取到的数据进行计算和推理，以实现烧结燃料的水分和粒度组成的检测，并依此调整破碎设备的工作参数，以使烧结燃料具有最佳的粒度组成，进而提高烧结质量。

但是，系统中各设备的工作状态会受到钢铁厂内环境的影响，比如会出现运行速度减慢或加快的现象、取样设备5抓取的样本重量与规定的偏差较大等，因此，为了保证系统的顺畅运行，避免出现故障，需要在每个设备运行时，监测设备的运行情况。

具体地，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统，还包括：自诊断子系统9。自诊断子系统9与总智能控制子系统10连接，由总智能控制子系统10实时控制自诊断子系统9监测系统中其他设备的运行状态。具体地，自诊断子系统9分别与取样设备5、样本输送设备6和水分及粒度组成分析设备7连接，自诊断子系统9用于监测取样设备5的工作参数、样本输送设备6的工作参数和水分及粒度组成分析设备7的检测结果。

例如，自诊断子系统9用于实时监测取样设备5抓取的烧结燃料的量；监测样本输送设备6运送燃料检测样本所需时间；监测水分及粒度组成分析设备7在进行干燥、筛分时称量的前后操作重量变化；以及，监测根据检测出的水分含量和粒度组成数据控制细破碎设备2工作参数时的判断过程。

自诊断子系统9在实时监测上述设备的工作参数时，会与正常运行时的参数范围进行对比，如果偏离正常运行时的参数范围，则控制相应设备放弃当前检测到的数据。例如，控制取样设备5将当前次抓取的烧结燃料释放，以重新抓取烧结燃料，进而重新确定燃料检测样本。

再例如，如果水分及粒度组成分析设备7检测出当前次的水分含量，与前一次检测的水分含量产生较大的差异，则控制燃料粒度智能控制设备8将从水分及粒度组成分析设备7处获取到的粒度组成和水分含量的数据丢弃，以重新获取下一次的检测数据，防止出现根据偏差较大的数据调整细破碎设备的工作参数，导致无法准确调整，进而无法获得最佳粒度组成的烧结燃料。

上述实施例提供的检测方法，仅根据燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件来判断，而在本实施例中，在根据粒度组成进行判断之前，还需判断相关获取数据的时间点是否满足时间约束条件。

因此，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，在上一实施例中的判断当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件的步骤之前，还包括：

S50、判断燃料粒度智能控制设备获取燃料检测样本的平均粒度组成比例的当前时刻是否满足时间约束条件。

以时间条件作为另一个判断因素，可以更加准确地确定当前燃料粒度智能控制设备8获取到的数据是否为可利用数据，使得当前获取的数据，如粒度组成和水分含量等，恰好能表明运输设备4上正在运输的烧结燃料的粒度组成和水分含量，也就是说避免出现时间差，导致当前获取的数据与运输设备4上运输的烧结燃料对应不上，进而无法准确地根据燃料粒度组成调整细破碎设备2的工作参数。

具体地，如图12所示，按照下述步骤判断燃料粒度智能控制设备运行的当前时刻是否满足时间约束条件：

S501、获取将燃料检测样本通过样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备的检测取样时刻，以及，检测出燃料检测样本的粒度组成的检测结果取得时刻；

本实施例中，对于燃料粒度智能控制设备8获取水分及粒度组成分析设备7的检测结果，根据该检测结果进行后续推理和计算之前，需判断当前获取数据的时间点是否合理，以免出现影响调整细破碎设备2的工作参数准确性的现象出现。

为了保证燃料粒度智能控制设备8能够获取到最新的数据，以使该最新的数据与当前运输设备4上正在运输的烧结燃料对应上，使得后续针对燃料检测样本进行水分和粒度组成分析的结果能够准确地表明当前烧结燃料的分析结果，因此，需要使燃料粒度智能控制设备8获取数据的当前时刻与水分及粒度组成分析设备7进行检测时的时刻，以及得到检测结果的时刻保持一定的比例关系。

S502、判断当前时刻与检测取样时刻之间的第一时间间隔是否在5分钟～10分钟内，以及，判断当前时刻与检测结果取得时刻之间的第二时间间隔是否小于1分钟；

分别计算当前时刻与检测取样时刻的时间差，即第一时间间隔；计算当前时刻与检测结果取得时刻的时间差，即第二时间间隔。第一时间间隔与第二时间间隔在某个时间范围内，可保证检测燃料检测样本粒度组成的时间属于安全范围内。

本实施例中，可设定第一时间间隔的安全范围为5分钟～10分钟内，第二时间间隔的安全范围为在1分钟内，以此来控制检测燃料检测样本粒度组成的时间在5分钟以内。

S503、如果第一时间间隔和第二时间间隔满足时间约束条件，执行判断当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件的步骤。

如果第一时间间隔和第二时间间隔满足上述时间要求，则说明当前燃料粒度智能控制设备8从水分及粒度组成分析设备7获取到的数据有效，进而可确定当前获取数据的时刻为合理的时刻，即可将合理时刻对应的燃料检测样本粒度组成数值作为真实的燃料检测样本粒度组成，根据当前获取的燃料检测样本粒度组成进行推理和计算，以此计算结果执行后续操作，最终控制细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙。

如果第一时间间隔和第二时间间隔中存在其中之一不满足上述时间条件，或全不满足上述时间条件，则说明当前燃料粒度智能控制设备8获取到的数据无效。若根据该数据进行推理和计算，会导致计算结果的不准确，进而影响后续调整细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙的准确性。因此，需要将当前获取到的燃料检测样本粒度组成数据舍弃掉，重新于下一时刻获取数据，并再次执行判断获取数据的时刻是否合理的步骤，直到获取数据的时刻满足时间条件为止。

本实施例中，在获取当前时刻对应的燃料检测样本粒度组成之前，需要进行时间判断的步骤，即判断当前获取数据的时间点是否合理。只有时间合理时燃料粒度智能控制设备8获取的数据才是有效的，可保证根据该获取的数据进行后续推理和计算的结果的准确性，进而可精准地调整细破碎设备2的上两辊间隙和下两辊间隙，进而可得到粒度组成最优的烧结燃料。将此种烧结燃料应用在烧结工序中，即在烧结料层处布置粒度组成最优的烧结燃料，可控制燃烧带的宽度以及料层的厚度，避免造成烧结燃料的浪费；而烧结燃料的粒度组成在合理的范围内，不会使烧结料层出现上部燃料不足、下部燃料过剩的现象，也不会出现烧结燃料燃烧产生的热量分散不均匀，导致烧结质量下降的现象。

由以上技术方案可知，本申请实施例提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统及其控制方法，该烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统包括：粗破碎设备1、细破碎设备2、筛分设备3、运输设备4、取样设备5、样本输送设备6、水分及粒度组成分析设备7和燃料粒度智能控制设备8。根据控制方法，控制粗破碎设备1、细破碎设备2和筛分设备3产生小颗粒的烧结燃料，由取样设备5间断性并精准地抓取运输设备4输送的一定量的烧结燃料，得到燃料检测样本。该燃料检测样本由样本输送设备6运送至水分及粒度组成分析设备7进行水分含量和粒度组成的实时检测，根据准确的燃料检测样本的粒度组成与智能控制规则，调整细破碎设备2的工作参数，以生产出符合粒度要求的烧结燃料。利用此种烧结燃料布满烧结装置，可提高产品的烧结质量。可见，本实施例提供的智能检测系统，可以根据实时检测出的粒度组成，及时控制细破碎设备2进行相应调整，以及时控制烧结燃料的最佳粒度组成，进而提高系统的生产效率。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (21)

1.一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统，其特征在于，包括：粗破碎设备（1）、细破碎设备（2）、筛分设备（3）、运输设备（4）、取样设备（5）、样本输送设备（6）、水分及粒度组成分析设备（7）和燃料粒度智能控制设备（8），其中，

所述粗破碎设备（1）的出料口与筛分设备（3）的进料口连通；所述筛分设备（3）的第一出料口（31）与细破碎设备（2）的进料口连通；所述细破碎设备（2）的出料口和所述筛分设备（3）的第二出料口（32）分别与运输设备（4）的进料端连通；所述运输设备（4）将烧结燃料输送至取样设备（5）；所述粗破碎设备和细破碎设备对烧结燃料进行破粉碎处理，得到初破碎烧结燃料；

所述取样设备（5）固定在运输设备（4）的一侧；所述取样设备（5）用于抓取运输设备（4）输送的烧结燃料，得到燃料检测样本；

所述样本输送设备（6）设置在所述取样设备（5）和水分及粒度组成分析设备（7）之间，所述样本输送设备（6）用于将燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备（7），利用所述水分及粒度组成分析设备（7）对燃料检测样本进行水分含量和粒度组成的检测；

所述燃料粒度智能控制设备（8）的输入端分别与所述筛分设备（3）、运输设备（4）、取样设备（5）、样本输送设备（6）和水分及粒度组成分析设备（7）连接；所述燃料粒度智能控制设备（8）用于采集所述筛分设备（3）的工作参数、运输设备（4）的工作参数、取样设备（5）的工作参数、样本输送设备（6）的工作参数、以及水分及粒度组成分析设备（7）的检测结果；所述燃料粒度智能控制设备（8）的输出端与所述细破碎设备（2）连接，所述燃料粒度智能控制设备（8）用于在当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例不满足粒度约束条件时，根据智能控制规则，以调整所述细破碎设备（2）的工作参数，以调整所述初破碎烧结燃料的粒度组成，其中，所述当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例是指根据所述水分及粒度组成分析设备（7）在当前时刻检测的所述燃料检测样本的粒度组成和前一检测时刻对应的粒度组成，确定的平均粒度组成比例。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述取样设备（5）包括基座（51）、取样机构（52）和旋转轴（53）；所述基座（51）固定在运输设备（4）上；所述旋转轴（53）固定在基座（51）上，所述旋转轴（53）位于运输设备（4）中间位置的上方；

所述取样机构（52）通过旋转轴（53）固定在基座（51）上，所述取样机构（52）可绕旋转轴（53）旋转；所述取样机构（52）的长度小于或等于旋转轴（53）的轴线与运输设备（4）之间的垂直距离。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述样本输送设备（6）包括环形轨道（61）、取样缩样工位（62）和化验取样工位（63）；所述取样缩样工位（62）和化验取样工位（63）分别安装在环形轨道（61）上，所述取样缩样工位（62）和化验取样工位（63）沿环形轨道（61）滑动；

所述取样缩样工位（62）上设有第一定位装置（64），所述取样缩样工位（62）通过第一定位装置（64）由取样设备（5）向水分及粒度组成分析设备（7）的方向移动；所述化验取样工位（63）上设有第二定位装置（65），所述化验取样工位（63）通过第二定位装置（65）由水分及粒度组成分析设备（7）向取样设备（5）的方向移动。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水分及粒度组成分析设备（7）包括自动取样机构（71）、第一称重装置（72）、干燥装置（73）、筛分装置（74）和第二称重装置（75）；

所述自动取样机构（71）位于样本输送设备（6）的一侧，所述自动取样机构（71）用于将所述燃料检测样本运送至所述第一称重装置（72），以进行第一次称重；以及，将第一次称重后的燃料检测样本运送至干燥装置（73）内进行干燥；以及，将干燥后的燃料检测样本运送至筛分装置进行筛分分级；以及，将筛分分级后的各燃料检测样本运送至第二称重装置（75）分别进行第二次称重。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括弃样装置（76），所述弃样装置（76）与运输设备（4）连通；所述自动取样机构（71）还用于将第二次称重后的各级燃料检测样本运送至弃样装置（76），进行弃样处理。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述干燥装置（73）包括：干燥本体（731）、微波源入口（732）、干燥容器（733）、容器卡座（734）和称重台（735）；

所述干燥本体（731）上安装有自动门（736），所述自动门（736）与干燥本体（731）形成干燥空腔；所述微波源入口（732）、干燥容器（733）、容器卡座（734）和称重台（735）分别位于干燥空腔内；

所述称重台（735）固定在干燥空腔的底部，所述干燥容器（733）通过容器卡座（734）固定在称重台（735）上；所述微波源入口（732）位于干燥本体（731）的顶端或内侧壁。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述筛分装置（74）包括：装料盒（745）、四个筛网、多个密封片（746）和两个伸缩杆（747）；每个所述筛网位于两个伸缩杆（747）之间，每个所述筛网按照筛孔直径从大到小的顺序由上至下排列；

所述伸缩杆（747）包括多个伸缩组件（7471）和多个驱动件（7472）；每个伸缩组件（7471）顺次连接形成伸缩子杆，所述伸缩子杆的两端分别设置一驱动件（7472），所述驱动件（7472）用于调节伸缩组件（7471）的伸缩程度，以调整相邻两个筛网之间的间隙；

每个所述筛网的两端分别固定一密封片（746），所述密封片（746）固定在伸缩组件（7471）上；所述装料盒（745）位于筛孔直径最小对应的筛网下方，所述装料盒（745）通过密封片（746）固定在伸缩组件（7471）上。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：总智能控制子系统（10），所述总智能控制子系统（10）分别与所述粗破碎设备（1）、细破碎设备（2）、筛分设备（3）、运输设备（4）、取样设备（5）、样本输送设备（6）、水分及粒度组成分析设备（7）和燃料粒度智能控制设备（8）；所述总智能控制子系统（10）用于控制所述粗破碎设备（1）、细破碎设备（2）、筛分设备（3）、运输设备（4）、取样设备（5）、样本输送设备（6）、水分及粒度组成分析设备（7）和燃料粒度智能控制设备（8）的操作。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：自诊断子系统（9），所述自诊断子系统（9）分别与所述取样设备（5）、样本输送设备（6）、水分及粒度组成分析设备（7）和总智能控制子系统（10）连接；所述自诊断子系统（9）用于监测所述取样设备（5）的工作参数、样本输送设备（6）的工作参数和水分及粒度组成分析设备（7）的检测结果；所述总智能控制子系统（10）还用于控制自诊断子系统（9）的操作。

10.一种烧结燃料水分和粒度组成的智能检测系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用粗破碎设备和细破碎设备对烧结燃料进行破粉碎处理，得到初破碎烧结燃料；以及，利用运输设备输送所述初破碎烧结燃料；

控制取样设备抓取所述运输设备输送的初破碎烧结燃料，以及，进行缩样处理，得到燃料检测样本；

将所述燃料检测样本通过样本输送设备运送至水分及粒度组成分析设备，控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成；

根据当前时刻对应的所述燃料检测样本的粒度组成和前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例；

获取所述水分及粒度组成分析设备进行粒度组成检测时的检测取样时刻和得到粒度组成时的检测结果取得时刻，在当前时刻与检测取样时刻之间的第一时间间隔满足第一时间约束条件，以及，当前时刻与检测结果取得时刻之间的第二时间间隔满足第二时间约束条件时，判断当前时刻对应的所述燃料检测样本的平均粒度组成比例是否满足粒度约束条件，如果不满足，根据智能控制规则，控制燃料粒度智能控制设备调整所述细破碎设备的工作参数，以调整所述初破碎烧结燃料的粒度组成。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述步骤得到初破碎烧结燃料：

控制所述粗破碎设备对烧结燃料进行粗破，得到粒度混合的烧结燃料；

控制筛分设备对所述粒度混合的烧结燃料进行筛分；其中，所述筛分设备的筛孔直径为3mm；

控制所述细破碎设备对筛分后得到的粒度大于3mm的烧结燃料进行细破；

根据筛分后得到的粒度小于3mm的烧结燃料和经过细破处理的烧结燃料，得到初破碎烧结燃料。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述步骤控制取样设备抓取所述运输设备输送的初破碎烧结燃料，以及，进行缩样处理，得到燃料检测样本：

获取所述运输设备的运行速度，运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，以及运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，按照下式，确定当前时刻i对应的所述运输设备的输送物料流量；

；

式中，W_i为当前时刻i对应的运输设备的输送物料流量，单位Kg/s，S_i为当前时刻i对应的运输设备输送的初破碎烧结燃料的横截面积，单位m²，V_i为当前时刻i对应的运输设备的运行速度，单位m/s，ρ_i为当前时刻i对应的运输设备上的初破碎烧结燃料堆的密度，单位Kg/m³；

根据所述运输设备的输送物料流量以及智能取样控制规则，调整所述取样设备的工作参数，以使所述取样设备抓取运输设备输送的初破碎烧结燃料；

控制所述取样设备将抓取到的初破碎烧结燃料装入样本钵体，得到燃料检测样本。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，按照以下步骤根据所述运输设备的输送物料流量以及智能取样控制规则，调整取样设备的工作参数：

如果10≤W_i<20，V_i<1m/s，按照式D=91%×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C=79%×C，调整取样设备中的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，1m/s≤V_i<1.2m/s，按照式D=92%×D，调整取样设备的取样机构的宽度D，按照式C=78%×C，调整取样设备的取样机构的转速C；

如果10≤W_i<20，V_i≥1.2m/s，按照式D=93%×D，调整取样设备中的取样机构的宽度D，按照式C=77%×C，调整取样设备中的取样机构的转速C。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，按照以下步骤控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测，得到燃料检测样本的粒度组成：

对所述燃料检测样本进行微波干燥处理，确定烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

控制配置有粒级为0.5mm、1mm、3mm、5mm筛网的筛分装置对干燥后的燃料检测样本进行筛分，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry1，燃料粒度在0.5mm~1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry2，燃料粒度在1mm~3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry3，燃料粒度在3mm~5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry4，以及，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的重量W_dry5；

按照下述各式，确定燃料粒度<0.5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₁，燃料粒度在0.5mm~1mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₂，燃料粒度在1mm~3mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₃，燃料粒度在3mm~5mm之间对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₄，燃料粒度>5mm对应的干燥后燃料检测样本的组成比例ω₅；

，

，

，

，

；

根据所述ω₁，ω₂，ω₃，ω₄和ω₅，确定所述燃料检测样本的粒度组成。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，按照以下步骤对所述燃料检测样本进行微波干燥处理：

在干燥过程中，获取所述燃料检测样本的实时重量W_i；以及，根据所述燃料检测样本的初始重量W₀，得到燃料检测样本的重量变化量δ_i；

如果所述燃料检测样本的重量变化量δ_i大于或等于5%，停止微波干燥处理；

控制自动取样机构将所述燃料检测样本旋转180°，对旋转后的燃料检测样本继续进行干燥处理，直到水分干燥结束。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括：控制所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行水分含量检测，得到燃料检测样本的水分含量；以及，按照下述步骤确定燃料检测样本的水分含量：

确定燃料检测样本的初始重量W₀，以及，获取烘干后的燃料检测样本的重量W_dry；

按照式

，确定所述燃料检测样本的水分含量M_i。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述确定燃料检测样本的粒度组成之后，还包括：

控制自动取样机构将进行粒度检测后的燃料检测样本运送至弃样装置，进行弃样处理。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述步骤确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例：

根据当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成，确定当前时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i(ω_1i、ω_2i、ω_3i、ω_4i、ω_5i)，以及，前一检测时刻对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i-1(ω_1(i-1)、ω_{2 (i-1)}、ω_{3 (i-1)}、ω_{4 (i-1)}、ω_{5 (i-1)})；

按照下述各式，确定当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例

；

，

，

，

，

，式中，ω_1i是指当前时刻i对应的燃料粒度< 0.5mm对应的燃料检测样本的组成比例，ω_2i是指当前时刻i对应的燃料粒度在0.5mm~1mm之 间对应的燃料检测样本的组成比例，ω_3i是指当前时刻i对应的燃料粒度在1mm~3mm之间对 应的燃料检测样本的组成比例，ω_4i是指当前时刻i对应的燃料粒度在3mm~5mm之间对应的 燃料检测样本的组成比例，ω_5i是指当前时刻i对应的燃料粒度>5mm之间对应的燃料检测样 本的组成比例，将ω_1i、ω_2i、ω_3i、ω_4i、ω_5i作为当前时刻i对应的燃料检测样本的粒度组成 比例H_i；

ω_1(i-1) 是指前一检测时刻i-1对应的燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的组成比例，ω_{2 (i-1)} 是指前一检测时刻i-1对应的燃料粒度在0.5mm~1mm之间对应的燃料检测样本的组成比例，ω_{3 (i-1)} 是指前一检测时刻i-1对应的燃料粒度在1mm~3mm之间对应的燃料检测样本的组成比例，ω_{4 (i-1)} 是指前一检测时刻i-1对应的燃料粒度在3mm~5mm之间对应的燃料检测样本的组成比例，ω_{5 (i-1)} 是指前一检测时刻i-1对应的燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的组成比例，将ω_1(i-1)、ω_{2 (i-1)}、ω_{3 (i-1)}、ω_{4 (i-1)}、ω_{5 (i-1)}作为前一检测时刻i-1对应的燃料检测样本的粒度组成比例H_i-1；

是指当前时刻对应的燃料粒度<0.5mm对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在0.5mm~1mm之间对应的燃料检测样本的平均粒度组成 比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在1mm~3mm之间对应的燃料检测样本的平均粒度组 成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在3mm~5mm之间对应的燃料检测样本的平均粒度 组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度>5mm对应的燃料检测样本的平均粒度组成比 例，将

、

、

、

、

作为当前时刻对应的燃料检测样本的平均粒度组成比例

。

19.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述粒度约束条件包括：所述燃料检测样本的粒度组成中，燃料粒度小于或等于3mm对应的烧结燃料组成比例大于或等于80wt%，以及，燃料粒度小于或等于0.5mm对应的烧结燃料组成比例小于或等于20wt%。

20.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，按照以下步骤根据智能控制规则，控制燃料粒度智能控制设备调整所述细破碎设备的工作参数：

如果

，

，按照式space2=space2+0.1mm，调整所述细破碎 设备中的下两辊间隙space2；

如果

，

，按照式space1=space1-0.1mm，调整细破 碎设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2=space2-0.2mm，调整细破碎设备中的 下两辊间隙space2；

如果

，

，按照式space1=space1-0.1mm，调整细破碎 设备中的上两辊间隙space1；以及，按照式space2=space2-0.1mm，调整细破碎设备中的下 两辊间隙space2；

如果

，

，按照式space2=space2+0.1mm，调整细破碎设 备中的下两辊间隙space2，其中，

是指当前时刻对应的燃料粒度<0.5mm对应的燃料检 测样本的平均粒度组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在0.5mm~1mm之间对应的 燃料检测样本的平均粒度组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在1mm~3mm之间对应 的燃料检测样本的平均粒度组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度在3mm~5mm之间对 应的燃料检测样本的平均粒度组成比例，

是指当前时刻对应的燃料粒度>5mm对应的燃 料检测样本的平均粒度组成比例。

21.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

获取所述样本输送设备将所述燃料检测样本运送至水分及粒度组成分析设备的运输花费时间，以及，利用所述水分及粒度组成分析设备对所述燃料检测样本进行粒度组成检测的检测花费时间；

根据调整工作参数后的细破碎设备，确定所述细破碎设备破碎出满足粒度约束条件的燃料对应的破碎花费时间；

计算所述破碎花费时间、运输花费时间和检测花费时间的时间总和，确定所述时间总和的中间值为细破碎设备的调整时间间隔，以使所述燃料粒度智能控制设备等待调整时间间隔对应的时长后，进行下一次的调整细破碎设备的工作参数的操作。

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