CN112747591A - 辊道窑物料运行速度的在线检测和修正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辊道窑物料运行速度的在线检测和修正方法，在线检测方法包括设置测距装置，在物料通过炉膛的过程中利用测距装置每间隔一段时间检测一次与被测件之间的距离，依据每相邻两次检测间隔的距离差和时间差，获得每相邻两次检测间隔的时间段内物料运行的分段速度，将辊棒输送线暂停输送时对应的非正常速度去除后，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度的步骤；修正方法是按照在线检测方法获得实际物料运行速度后，将实际物料运行速度与设定速度进行对比，并调节辊棒输送线的输送速度使物料运行速度等于设定速度。本发明具有检测精准、检测效率高、成本低、易于在现有辊道窑基础上改造实施等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热处理窑炉技术领域，具体涉及一种辊道窑物料运行速度的在线检测和修正方法。
背景技术
辊道窑又称辊底窑，是一种以转动的耐火辊棒作为运载工具的连续烧成隧道窑，产品(物料)放置在多条水平间隔布置的辊棒上，靠辊棒的转动驱使产品通过辊道窑的炉膛，从而完成烧结。
在辊道窑烧结过程中，物料运行速度(也即物料通过炉膛的行进速度)是一项重要的工艺参数，需要经常对物料运行速度进行检测并做调节和修正，以使物料运行速度与所设定的工艺参数相符。由于物料处在高温环境的炉膛中，其检测和识别难度较大，现有检测物料运行速度的方法是，通过检测电机的转速，依据电机的转速、传动系统的传动比以及辊棒的原始直径，换算获得物料运行速度，需要修正物料的行进速度时，依据上述换算关系将所需物料运行速度换算成电机的转速，再通过变频器调节控制电机以该转速运转。
然而，辊道窑的辊棒在长期使用下会有磨损，导致辊棒变细，采用上述换算方式获得的物料运行速度会存在偏差，使实际物料运行速度比设定速度逐步偏小，进而导致物料烧结的实际工艺参数与设定工艺参数不符，影响产品烧结质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种检测精准、检测效率高、成本低、易于在现有辊道窑基础上改造实施的辊道窑物料运行速度的在线检测方法，还相应提供一种基于该在线检测方法的辊道窑物料运行速度的修正方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种辊道窑物料运行速度的在线检测方法，包括以下步骤：
(S1)在辊道窑炉膛的出口端外侧设置测距装置，其中炉膛的出口端与测距装置之间的间距为L1，炉膛的长度为L2，在辊道窑生产运行过程中将能被所述测距装置检测到的被测件放置到辊道窑的辊棒输送线上或者安放在被辊棒输送线输送的物料上，使被测件在辊棒输送线的输送作用下从炉膛的进口端外侧进入炉膛；
(S2)从测距装置检测到被测件与测距装置之间的间距等于L1+L2开始，测距装置每间隔一段时间检测一次与被测件之间的距离，直到检测到被测件与测距装置之间的距离小于等于L2时停止检测，将每相邻两次检测的距离差除以时间差获得每相邻两次检测间隔的时间段内物料运行的分段速度；
(S3)将在辊棒输送线暂停输送时所获得的分段速度归为非正常速度，将所有分段速度中归为非正常速度的分段速度去除，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度。
上述的在线检测方法，优选的，所述步骤(S3)中，当相邻两次检测所检测到的被测件与测距装置之间的间距不变时，该相邻两次检测所对应的分段速度为非正常速度。
上述的在线检测方法，优选的，当相邻两次检测所对应的分段速度小于设定速度的80％时，该相邻两次检测所对应的分段速度也为非正常速度，所述设定速度为检测时辊棒输送线中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
上述的在线检测方法，优选的，所述炉膛的出口端设有在辊道窑生产运行过程中间歇开闭的闸门，相邻两次检测中任意一次检测到被测件与测距装置之间的间距为L1时，则该相邻两次检测所获得的分段速度也为非正常速度。
上述的在线检测方法，优选的，所述测距装置采用激光测距传感器，每相邻两次检测的时间差相同，且相邻两次检测的时间差依据所需的误差率进行设置，具体满足：相邻两次检测的时间差＝误差率÷(设定速度×激光测距传感器的精度)，所述设定速度为检测时辊棒输送线中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
作为一个总的发明构思，本发明还提供一种辊道窑物料运行速度的修正方法，该修正方法是按照上述的在线检测方法获得实际物料运行速度后，将实际物料运行速度与设定速度进行对比，若实际物料运行速度与设定速度不同，调节辊棒输送线的输送速度使物料运行速度等于设定速度，所述设定速度为检测时辊棒输送线中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
上述的修正方法，优选的，所述辊棒输送线包括旋转驱动件和多根辊棒，多根辊棒通过传动机构与所述旋转驱动件相连，调节辊棒输送线的输送速度使物料运行速度等于设定速度具体方法是，以实际物料运行速度与设定速度的比值作为修正系数，将旋转驱动件驱动端的当前转动角速度调整至等于旋转驱动件驱动端在检测时的转动角速度与所述修正系数的乘积。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的辊道窑物料运行速度的在线检测方法，在物料被辊棒输送线输送通过炉膛的过程中，采用测距装置分多次检测被测件与测距装置之间的间距，依据相邻两次检测的距离差和时间差，获得每相邻两侧检测间隔的时间段内物料运行的分段速度，再将所有分段速度中归为非正常速度的分段速度去除，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度，其不受辊棒磨损的影响，检测结果精准；并且由于去除了辊棒输送线暂停输送时所获得的分段速度(非正常速度)，在检测过程中即使出现断辊、紧急停炉、断电、设备故障等需要辊棒输送线暂停输送的情况，仍能获得物料通过整个炉膛的高度完整的速度数据，不需要重新开始检测，可节省检测时间、降低检测成本、提高检测效率，其实用性和适用性更好，尤其辊棒输送线输送物料通过炉膛的时间需要高达十几个小时以上的辊道窑实际生产运行工况下，上述优势体现的更加明显。该辊道窑物料运行速度的在线检测方法可配置性好，适用于各类型辊道窑，便于在现有辊道窑上改造实施。
附图说明
图1为辊道窑物料运行速度的在线检测方法的流程图。
图2为辊道窑的结构原理图。
图例说明：
1、炉膛；11、出口端；12、进口端；2、测距装置；3、被测件；4、辊棒输送线。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例的一种辊道窑物料运行速度的在线检测方法，包括以下步骤：
(S1)在辊道窑炉膛1的出口端11外侧设置测距装置2，其中炉膛1的出口端11与测距装置2之间的间距为L1，炉膛1的长度为L2，在辊道窑生产运行过程中将能被测距装置2检测到的被测件3放置到辊道窑的辊棒输送线4上或者安放在被辊棒输送线4输送的物料上，使被测件3在辊棒输送线4的输送作用下从炉膛1的进口端12外侧进入炉膛1；
(S2)从测距装置2检测到被测件3与测距装置2之间的间距等于L1+L2开始，测距装置2每间隔一段时间检测一次与被测件3之间的距离，直到检测到被测件3与测距装置2之间的距离小于等于L2时停止检测，将每相邻两次检测的距离差除以时间差，获得每相邻两次检测间隔的时间段内物料运行的分段速度；
(S3)将在辊棒输送线4暂停输送时所获得的分段速度归为非正常速度，将所有分段速度中归为非正常速度的分段速度去除，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度。
该辊道窑物料运行速度的在线检测方法，在物料被辊棒输送线4输送通过炉膛1的过程中，采用测距装置2分多次检测被测件3与测距装置2之间的间距，依据相邻两次检测的距离差(上一次检测的间距减去下一次检测的间距)和时间差(下一次检测的时间减去上一次检测的时间)，获得每相邻两侧检测间隔的时间段内物料运行的分段速度，再将所有分段速度中归为非正常速度的分段速度去除，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度，其不受辊棒磨损的影响，检测结果精准；并且由于去除了辊棒输送线4暂停输送时所获得的分段速度(非正常速度)，在检测过程中即使出现断辊、紧急停炉、断电、设备故障等需要辊棒输送线4暂停输送的情况，仍能获得物料通过整个炉膛1的高度完整的速度数据，不需要重新开始检测，可节省检测时间、降低检测成本、提高检测效率，其实用性和适用性更好，尤其辊棒输送线4输送物料通过炉膛1的时间需要高达十几个小时以上的辊道窑实际生产运行工况下，上述优势体现的更加明显。该辊道窑物料运行速度的在线检测方法可配置性好，适用于各类型辊道窑，便于在现有辊道窑上改造实施。
本实施例中，步骤(S3)中，当相邻两次检测所检测到的被测件3与测距装置2之间的间距不变时，该相邻两次检测所对应的分段速度为非正常速度。由于辊棒输送线4暂停输送时物料静止不同，因此相邻两次检测所检测到的被测件3与测距装置2之间的间距不变，采用对相邻两次检测的间距进行比较判断的方法，可以直接、准确的筛选出非正常速度，并且其判断简单、容易，此外该方法还很好的契合了测距装置2，不需要额外的辅助设备。
进一步的，当相邻两次检测所对应的分段速度小于设定速度的80％时，该相邻两次检测所对应的分段速度也为非正常速度，设定速度为检测时辊棒输送线4中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径，检测时辊棒输送线4中辊棒的角速度可根据检测时辊棒输送线4的旋转驱动件的输出端转动角速度和辊棒输送线4的传动机构的传动比进行换算得到。这样还可筛除相邻两次检测间隔的时间段内同时包含了辊棒输送线4暂停输送和开始输送的数据，也即可筛除相邻两次检测间隔的时间段内一部分时间物料处于静止状态、另一部分时间物料处于运行状态的数据，避免该部分误差较大的数据影响最终结果，可进一步提高检测的精准性。
在另一实施例中，若炉膛1的出口端11设有在辊道窑生产运行过程中间歇开闭的闸门，相邻两次检测中任意一次检测到被测件3与测距装置2之间的间距为L1时，则该相邻两次检测所获得的分段速度也为非正常速度。由于在闸门开闭过程中会遮挡被测件3，导致测距装置2检测的为闸门与测距装置2之间的间距L1，这会导致相邻两次检测的距离差与实际物料运行的行程存在巨大差异，将该种情况下所获得分段速度作为非正常速度，可避免对最终结果造成较大影响，可提高检测的精准性。
本实施例中，测距装置2采用激光测距传感器，每相邻两次检测的时间差相同，以便于控制，且相邻两次检测的时间差依据所需的误差率进行设置，具体满足：相邻两次检测的时间差＝误差率÷(设定速度×激光测距传感器的精度)，设定速度为检测时辊棒输送线4中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。这样在采用不同精度和成本的激光测距传感器时，可以快速的匹配最佳时间差，使得物料运行速度的检测结果控制在小误差范围内，同时也便于选用合适的激光测距传感器以节省成本。
本实施例中，被测件3直接安放在物料上能被测距装置2检测的位置。在其他实施例中，对于双层辊道窑，是由上下两层装盛物料的匣钵叠放在一起被辊棒输送线4输送通过炉膛1，为了下层匣钵中物料的气氛要求，下层匣钵四周都开有通气孔，当多排匣钵在炉膛1内依次排列时，下层匣钵的通气孔就形成一个连续的通道，此时被测件3优选采用设置在下层匣钵中的不带通气孔的特殊匣钵，激光测距传感器刚好通过上述通道检测到特殊匣钵。对于单层辊道窑，被测件3优选采用边沿比普通匣钵稍高的特殊匣钵，激光测距传感器刚好只能检测到该特殊匣钵高出的边沿。这样可保证物料的一致性，减少对辊棒输送线4的影响，提升检测数据真实性。
本实施例还公开一种辊道窑物料运行速度的修正方法，该修正方法是按照前述的在线检测方法获得实际物料运行速度后，将实际物料运行速度与设定速度进行对比，若实际物料运行速度与设定速度不同，调节辊棒输送线4的输送速度使物料运行速度等于设定速度，设定速度为检测时辊棒输送线4中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。该方法与控制装置配合可实现辊道窑物料运行速度的自动修正。
本实施例中，辊棒输送线4包括旋转驱动件和多根辊棒，多根辊棒通过传动机构与旋转驱动件相连，调节辊棒输送线4的输送速度使物料运行速度等于设定速度具体方法是，以实际物料运行速度与设定速度的比值作为修正系数，将旋转驱动件驱动端的当前转动角速度调整至等于旋转驱动件驱动端在检测时的转动角速度与修正系数的乘积。采用控制装置控制检测和修正时，只需设置好工艺所需的设定速度，检测完成后即可自动修正，利于实现友好的人机交互。上述旋转驱动件采用变频电机，在修正时通过控制变频电机的频率即可控制变频电机输出轴的转动角速度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种辊道窑物料运行速度的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(S1)在辊道窑炉膛(1)的出口端(11)外侧设置测距装置(2)，其中炉膛(1)的出口端(11)与测距装置(2)之间的间距为L1，炉膛(1)的长度为L2，在辊道窑生产运行过程中将能被所述测距装置(2)检测到的被测件(3)放置到辊道窑的辊棒输送线(4)上或者安放在被辊棒输送线(4)输送的物料上，使被测件(3)在辊棒输送线(4)的输送作用下从炉膛(1)的进口端(12)外侧进入炉膛(1)；
(S2)从测距装置(2)检测到被测件(3)与测距装置(2)之间的间距等于L1+L2开始，测距装置(2)每间隔一段时间检测一次与被测件(3)之间的距离，直到检测到被测件(3)与测距装置(2)之间的距离小于等于L2时停止检测，将每相邻两次检测的距离差除以时间差获得每相邻两次检测间隔的时间段内物料运行的分段速度；
(S3)将在辊棒输送线(4)暂停输送时所获得的分段速度归为非正常速度，将所有分段速度中归为非正常速度的分段速度去除，对剩余分段速度求平均得到实际物料运行速度。
2.根据权利要求1所述的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(S3)中，当相邻两次检测所检测到的被测件(3)与测距装置(2)之间的间距不变时，该相邻两次检测所对应的分段速度为非正常速度。
3.根据权利要求2所述的在线检测方法，其特征在于，当相邻两次检测所对应的分段速度小于设定速度的80％时，该相邻两次检测所对应的分段速度也为非正常速度，所述设定速度为检测时辊棒输送线(4)中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
4.根据权利要求1所述的在线检测方法，其特征在于，所述炉膛(1)的出口端(11)设有在辊道窑生产运行过程中间歇开闭的闸门，相邻两次检测中任意一次检测到被测件(3)与测距装置(2)之间的间距为L1时，则该相邻两次检测所获得的分段速度也为非正常速度。
5.根据权利要求1所述的在线检测方法，其特征在于，所述测距装置(2)采用激光测距传感器，每相邻两次检测的时间差相同，且相邻两次检测的时间差依据所需的误差率进行设置，具体满足：相邻两次检测的时间差＝误差率÷(设定速度×激光测距传感器的精度)，所述设定速度为检测时辊棒输送线(4)中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
6.一种辊道窑物料运行速度的修正方法，其特征在于，该修正方法是按照权利要求1至5中任一项所述的在线检测方法获得实际物料运行速度后，将实际物料运行速度与设定速度进行对比，若实际物料运行速度与设定速度不同，调节辊棒输送线(4)的输送速度使物料运行速度等于设定速度，所述设定速度为检测时辊棒输送线(4)中辊棒的角速度×未磨损辊棒的半径。
7.根据权利要求6所述的修正方法，其特征在于，所述辊棒输送线(4)包括旋转驱动件和多根辊棒，多根辊棒通过传动机构与所述旋转驱动件相连，调节辊棒输送线(4)的输送速度使物料运行速度等于设定速度具体方法是，以实际物料运行速度与设定速度的比值作为修正系数，将旋转驱动件驱动端的当前转动角速度调整至等于旋转驱动件驱动端在检测时的转动角速度与所述修正系数的乘积。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210504 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |