CN112393608B - 一种强化烧结设备、料面降温装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种强化烧结设备、料面降温装置及其控制方法，其中，所述料面降温装置紧邻烧结设备中的点火装置设置，并位于所述点火装置的下游以及烧结料层的上方，包括转筒，所述转筒的筒壁设有若干棒体，所述转筒转动过程中，至少部分所述棒体能够至少部分插入烧结料层中，所述转筒内还填充有降温流体，至少部分所述棒体中空设置；中空设置的各所述棒体内均设有开关阀，中空设置的所述棒体随所述转筒转动至喷射工位时，所述开关阀能够打开，降温流体能够通过相应所述棒体内的喷射通道喷射至所述烧结料层的上表面。上述料面降温装置可以对烧结料层的上表面进行降温，有利于燃气喷吹装置喷吹起点前移，使得燃气喷吹强化烧结技术可以得到更好的应用。

Description

一种强化烧结设备、料面降温装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及烧结技术领域，具体涉及一种强化烧结设备、料面降温装置及其控制方法。

背景技术

烧结工序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，并加入适量的水，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，以形成目前高炉炼铁工序主要的原料烧结矿。

然而，烧结工序的污染和能耗较高，其能耗居钢铁工业第二位，污染负荷占钢铁工业的40％、而居首位，随着环保要求的日益严格，研究和开发高能效、低排放的烧结清洁生产技术，对于支撑我国钢铁工业产业升级、实现绿色可持续发展具有重大意义。

燃气喷吹强化烧结技术是现阶段较先进的一种烧结清洁生产技术，它是通过在点火段之后、往烧结料层表面喷射稀释到燃烧浓度以下的燃气的方式来代替烧结添加的部分焦粉，使部分燃料可以从顶部进入烧结料层并在燃烧带上部附近燃烧。该技术可有效避免烧结峰值温度过高，延长烧结有益温度的持续时间，从而提高烧结矿强度和还原度，降低高炉生产时的焦比，并且有效降低整个生产工序中CO₂的排放量，对于烧结过程的节能和减排具有明显的效果。

但是，该技术却也存在着以下的问题：1)燃气喷吹起点如果设置的过于靠前，即太过靠近点火位置，刚出点火炉的红热料面容易将喷出燃气直接点燃，这样，不但喷吹的燃气没有起到强化烧结的效果，还容易烧坏燃气喷吹装置内的管排设施；2)燃气喷吹起始点如果设置的过于靠后，虽然可以有效压制着火现象，但由于烧结为抽风作业，其在生产过程中存在自蓄热现象，上部料层才是最需要补热的区域，如果燃气太晚喷入，此时燃烧带已经下移到料层中下部，上部料层无法得到燃气补热，也无法实现强化烧结的目的，甚至还有可能因为中下部热量过大而出现烧结矿次品率上升的现象。

因此，如何提供一种方案，以克服或缓解上述的缺陷，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种强化烧结设备、料面降温装置及其控制方法，其中，该料面降温装置可以对烧结料层的上表面进行降温，有利于燃气喷吹装置喷吹起点的前移，进而可使得燃气喷吹强化烧结技术可以得到更好的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种料面降温装置，所述料面降温装置紧邻烧结设备中的点火装置设置，并位于所述点火装置的下游以及烧结料层的上方，包括转筒，所述转筒的筒壁设有若干棒体，所述转筒转动过程中，至少部分所述棒体能够至少部分插入烧结料层中，所述转筒内还填充有降温流体，至少部分所述棒体中空设置；中空设置的各所述棒体内均设有开关阀，中空设置的所述棒体随所述转筒转动至喷射工位时，所述开关阀能够打开，降温流体能够通过相应所述棒体内的喷射通道喷射至所述烧结料层的上表面。

采用这种结构，在中空设置的棒体随转筒转动至喷射工位时，对应棒体内的开关阀可以打开，使得转筒内的降温流体可以喷射至烧结料层的上表面，以对刚出点火装置的火红料面进行降温，这样，燃气喷吹装置的安装位置就可以大幅提前，而无需担心燃气会提前燃烧导致失去强化烧结的效果以及烧坏燃气喷吹装置内部管排设施的问题，使得燃气喷吹强化烧结技术可以得到更好的应用。

同时，在转筒转动过程中，至少部分棒体还能够至少部分伸入烧结料层，以对烧结料层的上部进行破碎打孔，这又能够提高料面的透气性，有利于保证降温流体的降温效果。

可选地，还包括控制器和转角传感器，所述转角传感器用于监测所述转筒的转动角度，所述控制器与所述转角传感器、各所述开关阀均信号连接，所述控制器能够接收所述转动角度、并根据所述转动角度计算中空设置的所述棒体是否转动至所述喷射工位。

可选地，初始状态下，中空设置的各所述棒体在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角分别为θ_i→下限和θ_i→上限，其中，i为中空设置的各所述棒体的编号，在t时刻，所述转角传感器监测的所述转动角度为α_t；在θ_i→下限<θ_i→上限时，以θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第一条件，所述控制器能够控制满足所述第一条件的编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于打开状态，并控制不满足所述第一条件的编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于关闭状态；在θ_i→下限>θ_i→上限时，以θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第二条件，所述控制器能够控制满足所述第二条件的编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于打开状态，并控制不满足所述第二条件的编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于关闭状态。

可选地，在所述转动方向上，所述喷射工位位于所述棒体与所述烧结料层相接触位置的下游。

可选地，所述降温流体为液态水或者蒸汽。

可选地，还包括升降部件，所述升降部件与所述转筒传动连接，用于调整所述转筒与所述烧结料层上表面的间距。

可选地，所述升降部件的数量为两个，并分别设于所述转筒的轴向两端；所述升降部件包括卷扬机，所述转筒的轴向端部挂接于所述卷扬机的钢缆，所述卷扬机的转动能够调整所述转筒与所述烧结料层上表面的间距。

本发明还提供一种强化烧结设备，包括燃气喷吹装置和料面降温装置，所述燃气喷吹装置紧邻所述料面降温装置设置，并位于所述料面降温装置的下游，所述料面降温装置为上述的料面降温装置。

由于上述的料面降温装置已经具备如上的技术效果，那么，具有该料面降温装置的强化烧结设备亦当具备相类似的技术效果。

本发明还提供一种料面降温装置的控制方法，适用于上述的料面降温装置，包括：步骤S1，获取t时刻所述转筒的转动角度α_t；步骤S2，在θ_i→下限<θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；步骤S3，在θ_i→下限>θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；步骤S4，控制编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于打开状态；步骤S5，控制编号为i的中空设置的所述棒体的所述开关阀处于关闭状态；其中，θ_i→下限和θ_i→上限分别为初始状态下中空设置的各所述棒体在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角，i为中空设置的各所述棒体的编号。

采用上述控制方法，可以很好地实现中空设置的棒体内的开关阀在转动至喷射工位时打开、离开喷射工位时关闭，以满足对于料面降温装置的有效控制。

可选地，在所述步骤S2、所述步骤S3之前还包括：步骤S01，获取初始状态下中空设置的各所述棒体在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角θ_i→下限、θ_i→上限。

可选地，所述S01具体包括：步骤S011，获取在转动方向上竖直位置与所述喷射工位的下限和上限的夹角θ_{竖直→下限}、θ_{竖直→上限}，获取初始状态下中空设置的各所述棒体在转动方向上与竖直位置的夹角θ_i→竖直；步骤S012，计算θ_i→下限和θ_i→上限，其中，θ_i→下限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→下限})％2π，θ_i→上限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→上限})％2π。

可选地，在所述步骤S1之前还包括：步骤S02，获取所述烧结料层的厚度δ，并计算所述转筒的中轴线与所述烧结料层的间距H，H＝R-D＝R-(k×δ)；步骤S03，根据所述转筒的中轴线与所述烧结料层的间距H调整所述转筒的安装高度；其中，R为所述转筒的外圆半径，k为比例系数。

可选地，在所述步骤S1之前还包括：步骤S04，计算所述转筒的转速w，w＝V/R，并依据所述转速控制所述转筒运行；其中，R为所述转筒的外圆半径，V为所述烧结料层的移动速度。

附图说明

图1为本发明所提供料面降温装置与点火装置、燃气喷吹装置、烧结台车、风箱的安装结构图；

图2为图1在俯视视角下的局部视图；

图3为图2中转筒在A-A方向的截面图；

图4为升降部件与转筒的连接结构图；

图5为本发明所提供料面降温装置的控制方法的一种具体实施方式的结构示意图。

图1-5中的附图标记说明如下：

1料面降温装置、11转筒、111棒体、111a喷射通道、12开关阀、13转角传感器、14升降部件、141卷扬机、141a钢缆、142支撑件、15驱动电机；

2点火装置；

3燃气喷吹装置；

4风箱。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

请参考图1-5，图1为本发明所提供料面降温装置与点火装置、燃气喷吹装置、烧结台车、风箱的安装结构图，图2为图1在俯视视角下的局部视图，图3为图2中转筒在A-A方向的截面图，图4为升降部件与转筒的连接结构图，图5为本发明所提供料面降温装置的控制方法的一种具体实施方式的结构示意图。

实施例一

如图1-4所示，本发明提供一种料面降温装置，料面降温装置1紧邻烧结设备中的点火装置2设置，并位于点火装置2的下游以及烧结料层的上方。详细而言，该料面降温装置1包括转筒11，转筒11可以通过驱动部件驱使进行转动，该驱动部件具体可以为驱动电机15，其与转筒11直接可以直接相连，也可以设置变速机构；转筒11的筒壁设有若干棒体111，转筒11转动过程中，至少部分棒体111能够至少部分插入烧结料层中，转筒11内还填充有降温流体，且至少部分棒体111为中空设置，以在其内部形成喷射通道111a；中空设置的各棒体111内还可以设有开关阀12，该开关阀12可以关闭或者打开中空设置的棒体111内的喷射通道111a，中空设置的棒体111在随转筒11转动至喷射工位时，对应棒体111内的开关阀12可以打开，降温流体能够通过打开的喷射通道111a喷射至烧结料层的上表面。

采用这种结构，在中空设置的棒体111随转筒11转动至喷射工位时，对应棒体111内的开关阀12可以打开，使得转筒11内的降温流体可以喷射至烧结料层的上表面，以对刚出点火装置2的火红料面进行降温，这样，燃气喷吹装置3的安装位置就可以大幅提前(以附图为视角，喷吹起点可以提前至从左至右的第三个风箱4处)，而无需担心燃气会提前燃烧导致失去强化烧结的效果以及烧坏燃气喷吹装置3内部管排设施的问题，使得燃气喷吹强化烧结技术可以得到更好的应用。

同时，在转筒11转动过程中，至少部分棒体111还能够至少部分伸入烧结料层，以对烧结料层的上部进行破碎打孔，这又能够提高料面的透气性，有利于保证降温流体的降温效果。

如前所述，安装于转筒11的各棒体111中，至少部分棒体111承担着料面破碎的任务，至少部分棒体111承担着降温流体喷射的任务，对于承担降温流体喷射任务的棒体111需要中空设置，从而形成与转筒11内腔相连通的喷射通道111a，以将转筒11内的降温流体引出，而对于承担料面破碎任务的棒体111，其可以为中空设置，也可以为实心棒材，只要能够保证对于料面的有效破碎即可。

在一种方案中，承担料面破碎任务的棒体111和承担降温流体喷射任务的棒体111可以分别为两部分棒体111，即每一个棒体111可以均仅承担一项任务，此时，两部分棒体111的长度可以有所不同，承担降温流体喷射任务的棒体111的长度可以较短，在转筒11转动过程中，这部分棒体111可以不与烧结料层相接触，能够较好地避免烧结料堵塞棒体111的喷射孔(图中未示出)的情形。

在另一种方案中，可以存在至少部分棒体111既承担料面破碎任务、又承担降温流体喷射任务，这部分棒体111也需要中空设置，且长度可以与仅承担料面破碎任务的棒体111相一致。事实上，在附图的实施例中，即是采用全部棒体111均承担上述两种任务的方案，这样，各棒体111的结构形式均一致，可以方便棒体111的制造和安装。

这里，本发明实施例并不限定降温流体的喷射量，具体与降温流体的种类以及燃气喷吹装置3的实际需要等有关，可以知晓，降温流体的喷射量不能过大，过大会影响烧结过程的正常进行，同样，降温流体的喷射量也不能过小，过小则起不到所需的降温效果。

另外，本发明实施例也不限定喷射工位的设置位置，可以知晓，该设置位置直接决定着降温流体的喷射位置，在实际应用中，本领域技术人员可以根据具体需要进行设置。

在具体实践中，上述喷射工位的设置位置可以避开棒体111与烧结料层的接触位置，即料层破碎以及棒体111离开烧结料层的过程与降温流体喷射过程可以不同时进行，这样，能够尽可能地保证降温流体直接喷射在烧结料层的上表面，以达到表面降温的首要目的，同时，也可以避免降温流体进入料层过深而影响烧结过程的正常进行。

也就是说，沿转筒11的转动方向，降温流体喷射工位可以位于料层破碎工位的上游或者下游。以图3为参照，降温流体喷射工位(两条双点划线之间设有剖面线的区域)可以位于料层破碎工位的下游，如此，与棒体111相接触的烧结料层可以处于相对干燥的状态，对于中空设置的棒体111而言，其上的喷射孔被烧结料堵塞的可能性可以较小。

棒体111的喷射孔可以设置在棒体111远离转筒11筒壁的端部，也可以设置在棒体111的周壁上，在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际情况进行确定。

进一步地，仍如图2所示，本发明所提供料面降温装置1还可以包括控制器(图中未示出)和转角传感器13，转角传感器13具体可以采用旋转编码器等，用于监测转筒11自启动后的转动角度，在料面降温装置1一次启停的运行周期后，转角传感器13所记录的转动角度可以清零，即下一次运行时，转角传感器13可以重新开始计数，这样可以方便后续的计算过程，当然，该转角传感器13也可以不清零，此种状况下，在下一次运行时，要记录初始时刻转角传感器13的转动角度。控制器与转角传感器13、各开关阀12均可以信号连接，控制器能够接收上述转角传感器13监测的转动角度、并根据该转动角度计算中空设置的棒体111是否转动至喷射工位，进而控制相应开关阀12的启闭。

在进行计算时，可以获取中空设置的各棒体111在转动方向上与喷射工位的下限和上限的夹角，分别记为θ_i→下限和θ_i→上限，其中，i为中空设置的各棒体111的编号，各棒体111可以按照1、2、3……的顺序进行编号，也可以按照I、II、III……的顺序进行编号，或者，还可以通过不同的字母、汉字、符号等进行编号，这实际上并不影响本方案的实施，因此，本发明实施例并不对具体的编号规则进行限定；可以知晓，在喷射工位上限、下限位置确定的前提下，对于编号为i的棒体111而言，其θ_i→下限、θ_i→上限均为定值。这里的上限和下限是以转动方向为参照而确立的一个相对概念，在转动方向上，上限位于下限的下游，而并不是说上限就一定位于下限的上方。

再结合图3，以图3中处于竖直下方位置的棒体111为1号棒体，并沿与转动方向相反的方向依次为各棒体111进行编号，分别为2号棒体、3号棒体、4号棒体、5号棒体、6号棒体、7号棒体以及8号棒体，这种以数字形式命名的编号也可以参与到θ_i→下限和θ_i→上限的计算中，具体可以参见后文的描述。

对于各棒体111而言，其从竖直位置到与烧结料面相脱离的位置(可以1号棒体为参照)需要转动的角度θ_{竖直→脱离}＝arccos(H/R)，其中，H为转筒11中轴线至烧结料层上表面的间距，R则是指转筒11的外圆半径，具体是指棒体111远离转筒11的端部至转筒11中轴线的间距；在棒体111刚要脱离烧结料面时，同样不适宜直接开始喷射降温流体，因此，在棒体111刚要脱离烧结料面的位置与喷射工位下限之间还可以设置过渡夹角β₁，那么，从竖直位置到喷射工位下限的夹角θ_{竖直→下限}＝θ_{竖直→脱离}+β₁，β₁的具体值可以根据需要进行设定，一般而言，β₁可以设置在(π/12，π/3)之间；设定喷射工位的下限和上限之间的夹角为β₂，β₂的具体值同样可以根据需要进行设定，一般而言，β₂可以设置在(π/6，π/3)之间，如此，从竖直位置到喷射工位上限的夹角θ_{竖直→上限}＝θ_{竖直→脱离}+β₁+β₂。

然后，可以获取初始状态下各棒体111在转动方向上与竖直位置的夹角θ_i→竖直，该值对于各棒体111而言同样为定值，以图3为参照，编号为i的棒体111与竖直位置的夹角可以为2π*(i-1)/N，其中，N为周向一圈所包含的棒体111的数量，如此，1号棒体与竖直位置之间的夹角θ_1→竖直为0，2号棒体与竖直位置之间的夹角θ_2→竖直＝π/4，3号棒体与竖直位置之间的夹角θ_3→竖直＝π/2，4号棒体与竖直位置之间的夹角θ4_→竖直＝3π/4，5号棒体与竖直位置之间的夹角θ_5→竖直＝π，6号棒体与竖直位置之间的夹角θ_6→竖直＝5π/4，7号棒体与竖直位置之间的夹角θ_7→竖直＝3π/2，8号棒体与竖直位置之间的夹角θ_8→竖直＝7π/4。或者，在编号i并非数字时，θ_i→竖直也可以直接测量输入。

然后，即可以计算θ_i→下限和θ_i→上限，其中，θ_i→下限＝θ_i→竖直+θ_{竖直→下限}，θ_i→上限＝θ_i→竖直+θ_{竖直→上限}，考虑到这样计算出来的θ_i→下限和θ_i→上限有可能出现大于2π的情形，因此，还可以对θ_i→下限和θ_i→上限的计算公式进行调整，具体可以为θ_i→下限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→下限})％2π，θ_i→上限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→上限})％2π，其中，“％”表示取余运算。

然后，可以获取t时刻转角传感器13监测的转动角度为α_t，由于α_t可能会大于2π(旋转一圈以上时)，因此，可以先对α_t进行取余，然后再将α_t％2π与前述的θ_i→下限、θ_i→上限进行比较，以判断编号为i的棒体111是否转动至喷射工位。

在θ_i→下限<θ_i→上限时，此时，表征的是编号为i的棒体111在初始状态下没有位于喷射工位，以θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第一条件，控制器能够控制满足该第一条件的编号为i的中空设置的棒体111的开关阀12处于打开状态，而对于不满足该第一条件的编号为i的棒体111的开关阀12则可以处于关闭状态。需要指出，满足上述第一条件的棒体111可能不止有一个编号，以图3为参照，如果棒体111在周向上分布足够密集，可能会存在多个编号的棒体111同时处于喷射工位的情形；另外，这里的满足第一条件的编号为i的棒体111以及不满足第一条件的编号为i的棒体111中，前后两个i值并不相同，其实际上分别表示了不同编号的棒体111。

在θ_i→下限>θ_i→上限时，此时，表征的是编号为i的棒体111在初始状态下即处于喷射工位，以θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第二条件，控制器能够控制满足该第二条件的编号为i的中空设置的棒体111的开关阀12打开，而其他不满足上述第二条件的编号为i的棒体111的开关阀12则可以处于关闭状态。同样地，满足上述第二条件的棒体111也可能不止一个编号，即可能会存在多个编号的棒体111同时处于喷射工位的情形；另外，这里的满足第二条件的编号为i的棒体111以及不满足第二条件的编号为i的棒体111中，前后两个i值并不相同，其实际上分别表示了不同编号的棒体111。

仍如图3所示，并结合图2，转筒11的筒壁上设有若干的棒体111，这些棒体111的分布形式本发明实施例并不做限定，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。举例说明，在转筒11的筒壁上，若干棒体111可以沿轴向间隔分布，以形成一排，若干排棒体111可以沿转筒11的周向间隔分布。

在本发明实施例中，所使用的降温流体可以为液态水或者蒸汽等，相较于液态水，蒸汽的扩散性较好，可更好地与烧结料进行接触、混合，以迅速地对烧结料层进行降温，进而保证燃气喷吹的安全性，同时，蒸汽对于烧结料层的降温效果更便于控制，且基本不会对烧结料的湿度产生影响，为本发明实施例优选采用的降温流体。

请继续参考图2，本发明所提供料面降温装置1还可以包括升降部件14，升降部件14可以与转筒11传动连接，用于调整转筒11与烧结料层上表面的间距，进而控制棒体111在烧结料层上表面的打孔深度。这里，本发明实施例也不限定该打孔深度的具体值，在实际应用中，本领域技术人员可以根据烧结料层厚度等参数进行确定。

升降部件14的结构可以多种多样，只要能够实现转筒11安装高度的调整即可。举例说明，该升降部件14可以为气缸、液压油缸等能够直接产生线性位移的部件，或者，也可以为电机等驱动件与涡轮蜗杆机构、齿轮齿条机构等组合而形成的结构部件。

在附图的方案中，请参考图4，升降部件14的数量可以为两个，并分别设于转筒11的轴向两端；升降部件14可以包括卷扬机141，转筒11的轴向两端部可以分别挂接于两侧的卷扬机141的钢缆141a，通过卷扬机141的转动能够调整转筒11与烧结料层上表面的间距。

进一步地，该升降部件14还可以包括支撑件142，支撑件142的设置数量与安装结构有关，在附图的方案中，支撑件142的数量也可以为两个，支撑件142的顶部可以设有滑轮，钢缆141a可以绕接在两个滑轮上，转筒11的轴向端部可以挂接在两支撑件142之间的钢缆141a上；或者，支撑件142的数量也可以为一个，此时，卷扬机141需要具有一定的安装高度，转筒11的轴向端部可以挂接在支撑件142和卷扬机141之间的钢缆141a上。

实施例二

本发明还提供一种强化烧结设备，包括燃气喷吹装置3和料面降温装置1，燃气喷吹装置3紧邻料面降温装置1设置，并位于料面降温装置1的下游，其中，该料面降温装置1即为上述实施例一所涉及的料面降温装置1。

由于上述的料面降温装置1已经具备如上的技术效果，那么，具有该料面降温装置1的强化烧结设备亦当具备相类似的技术效果。

实施例三

如图5所示，本发明还提供一种料面降温装置的控制方法，适用于实施例一所涉及的料面降温装置，包括：

步骤S1，获取t时刻转筒11的转动角度α_t；

步骤S2，在θ_i→下限<θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；

步骤S3，在θ_i→下限>θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；

步骤S4，控制编号为i的中空设置的棒体111的开关阀12处于打开状态；

步骤S5，控制编号为i的中空设置的棒体111的开关阀12处于关闭状态；

其中，θ_i→下限和θ_i→上限分别为初始状态下中空设置的各棒体111在转动方向上与喷射工位的下限和上限的夹角，i为中空设置的各棒体111的编号。

结合实施例一中的分析可以知晓，采用上述控制方法之后，可以很好地实现中空设置的棒体111内的开关阀12在转动至喷射工位时打开、离开喷射工位时关闭，以满足对于料面降温装置的有效控制。

在上述的各步骤中，步骤S2和步骤S3并没有先后顺序之分，实际上，由于各棒体111的θ_i→下限、θ_i→上限均为确定值，在具体实施时，系统可以根据不同棒体111的θ_i→下限和θ_i→上限的大小情况，选择性地实施步骤S2或者步骤S3。

在步骤S2、步骤S3之前还可以包括：步骤S01，获取初始状态下中空设置的各棒体111在转动方向上与喷射工位的下限和上限的夹角θ_i→下限、θ_i→上限。

上述步骤S01对于料面降温装置1的每一次运行都只需执行一次，然后，可以将步骤S01获得的θ_i→下限和θ_i→上限存储至系统内部，以便后续执行步骤S1-步骤S4时使用。如果料面降温装置1出现停运、重启，且各棒体111在初始状态下的位置发生变化时，上述的步骤S01需要再次执行，以更新系统内存储的θ_i→下限和θ_i→上限。

S01具体可以包括：步骤S011，获取在转动方向上竖直位置与喷射工位的下限和上限的夹角θ_{竖直→下限}、θ_{竖直→上限}；步骤S012，获取初始状态下中空设置的各棒体111在转动方向上与竖直位置的夹角θ_i→竖直；步骤S013，计算θ_i→下限和θ_i→上限，其中，θ_i→下限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→下限})％2π，θ_i→上限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→上限})％2π。关于步骤S011-步骤S013的分析说明可以参见实施例一，在此不做重复。

进一步地，在步骤S1之前还可以包括：步骤S02，获取烧结料层的厚度δ，并计算转筒的中轴线与烧结料层的间距H，H＝R-D＝R-(k×δ)；步骤S03，根据转筒11的中轴线与烧结料层的间距H调整转筒11的安装高度；其中，R为转筒11的外圆半径，k为比例系数，具体可以在0.01-0.015之间取值。结合实施例一，调整安装高度的方法是可以通过实施例一所涉及的举升部件14。

进一步地，在步骤S1之前还可以包括：步骤S04，计算转筒11的转速w，w＝V/R，并依据转速控制转筒11运行；其中，R为转筒11的外圆半径，V为烧结料层的移动速度。通过上述步骤S04，可以对转筒11的转速w进行控制，以使得转筒11的转速w可以与烧结料层的移动速度V相匹配。

上述的步骤S02、步骤S03与步骤S04之间并没有先后顺序之分，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要调整步骤S02、步骤S03与步骤S04之间的执行顺序。另外，步骤S02-步骤S04是在设备初启动时需要执行的，如果H、w等参数无需在进行变化，则上述步骤S02-步骤S04将不再执行。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种料面降温装置，其特征在于，所述料面降温装置(1)紧邻烧结设备中的点火装置(2)设置，并位于所述点火装置(2)的下游以及烧结料层的上方，包括转筒(11)，所述转筒(11)的筒壁设有若干棒体(111)，所述转筒(11)转动过程中，至少部分所述棒体(111)能够至少部分插入烧结料层中，所述转筒(11)内还填充有降温流体，至少部分所述棒体(111)中空设置；

中空设置的各所述棒体(111)内均设有开关阀(12)，中空设置的所述棒体(111)随所述转筒(11)转动至喷射工位时，所述开关阀(12)能够打开，降温流体能够通过相应所述棒体(111)内的喷射通道(111a)喷射至所述烧结料层的上表面。

2.根据权利要求1所述料面降温装置，其特征在于，还包括控制器和转角传感器(13)，所述转角传感器(13)用于监测所述转筒(11)的转动角度，所述控制器与所述转角传感器(13)、各所述开关阀(12)均信号连接，所述控制器能够接收所述转动角度、并根据所述转动角度计算中空设置的所述棒体(111)是否转动至所述喷射工位。

3.根据权利要求2所述料面降温装置，其特征在于，初始状态下，中空设置的各所述棒体(111)在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角分别为θ_i→下限和θ_i→上限，其中，i为中空设置的各所述棒体(111)的编号，在t时刻，所述转角传感器(13)监测的所述转动角度为α_t；

在θ_i→下限<θ_i→上限时，以θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第一条件，所述控制器能够控制满足所述第一条件的编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于打开状态，并控制不满足所述第一条件的编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于关闭状态；

在θ_i→下限>θ_i→上限时，以θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限为第二条件，所述控制器能够控制满足所述第二条件的编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于打开状态，并控制不满足所述第二条件的编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于关闭状态。

4.根据权利要求1-3中任一项所述料面降温装置，其特征在于，在所述转动方向上，所述喷射工位位于所述棒体(111)与所述烧结料层相接触位置的下游。

5.根据权利要求1-3中任一项所述料面降温装置，其特征在于，所述降温流体为液态水或者蒸汽。

6.根据权利要求1-3中任一项所述料面降温装置，其特征在于，还包括升降部件(14)，所述升降部件(14)与所述转筒(11)传动连接，用于调整所述转筒(11)与所述烧结料层上表面的间距。

7.根据权利要求6所述料面降温装置，其特征在于，所述升降部件(14)的数量为两个，并分别设于所述转筒(11)的轴向两端；

所述升降部件(14)包括卷扬机(141)，所述转筒(11)的轴向端部挂接于所述卷扬机(141)的钢缆(141a)，所述卷扬机(141)的转动能够调整所述转筒(11)与所述烧结料层上表面的间距。

8.一种强化烧结设备，包括燃气喷吹装置(3)，其特征在于，还包括料面降温装置(1)，所述燃气喷吹装置(3)紧邻所述料面降温装置(1)设置，并位于所述料面降温装置(1)的下游，所述料面降温装置(1)为权利要求1-7中任一项所述料面降温装置(1)。

9.一种料面降温装置的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1-7中任一项所述料面降温装置，包括：

步骤S1，获取t时刻所述转筒(11)的转动角度α_t；

步骤S2，在θ_i→下限<θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；

步骤S3，在θ_i→下限>θ_i→上限时，比较θ_i→下限、θ_i→上限、α_t是否满足θ_i→下限≤(α_t％2π)<2π或者0≤(α_t％2π)≤θ_i→上限的条件，若是，执行下述步骤S4，若否，执行下述步骤S5；

步骤S4，控制编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于打开状态；

步骤S5，控制编号为i的中空设置的所述棒体(111)的所述开关阀(12)处于关闭状态；

其中，θ_i→下限和θ_i→上限分别为初始状态下中空设置的各所述棒体(111)在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角，i为中空设置的各所述棒体(111)的编号。

10.根据权利要求9所述料面降温装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤S2、所述步骤S3之前还包括：

步骤S01，获取初始状态下中空设置的各所述棒体(111)在转动方向上与所述喷射工位的下限和上限的夹角θ_i→下限、θ_i→上限。

11.根据权利要求10所述料面降温装置的控制方法，其特征在于，所述S01具体包括：

步骤S011，获取在转动方向上竖直位置与所述喷射工位的下限和上限的夹角θ_{竖直→下限}、θ_{竖直→上限}，获取初始状态下中空设置的各所述棒体(111)在转动方向上与竖直位置的夹角θ_i→竖直；

步骤S012，计算θ_i→下限和θ_i→上限，其中，θ_i→下限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→下限})％2π，θ_i→上限＝(θ_i→竖直+θ_{竖直→上限})％2π。

12.根据权利要求9所述料面降温装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：

步骤S02，获取所述烧结料层的厚度δ，并计算所述转筒的中轴线与所述烧结料层的间距H，H＝R-D＝R-(k×δ)；

步骤S03，根据所述转筒(11)的中轴线与所述烧结料层的间距H调整所述转筒(11)的安装高度；

其中，R为所述转筒(11)的外圆半径，k为比例系数。

13.根据权利要求9所述料面降温装置的控制方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还包括：

步骤S04，计算所述转筒(11)的转速w，w＝V/R，并依据所述转速控制所述转筒(11)运行；

其中，R为所述转筒(11)的外圆半径，V为所述烧结料层的移动速度。

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