CN113740192A - 一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，所述收集系统包括皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机、弃料提升机以及计算机控制系统；该系统分层布置，即皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机位于五层，称量集料斗位于四层，五级圆筒筛、粒级称位于三层，电动三通位于二层，圆盘集料器、弃料皮带机、计算机控制系统位于一层；所述皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机，弃料提升机均通过PLC控制并与计算机相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种收集系统，具体涉及一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，属于物料智能取样及检测领域。
背景技术
焦炭是铁的主要原料，转鼓强度、热反应性、灰分、挥发分、水分等指标波动直接影响炼铁高炉生产和铁水质量，这些指标直接影响采购成本，对炼铁冶炼具有重要意义。常规焦炭粒级测定：人工在料场或车上将焦炭取回实验室，先用磅称称量试样30kg，分次放入叠加不同孔径的筛网上，手摇，充分过筛，再用磅称称量不同孔径的筛网上的质量来计算不同粒级的百分比。常规焦炭热反应试样收集：人工在料场或车上，分选出大粒级试样约20kg(一般挑选粒级大于40mm的焦炭)，取回实验室。
常规焦炭取样、粒级测定、焦炭热反应试样收集，人工操作强度大、效率低，还由于人员工作强度大，往往导致使用的试样量少、代表性不够。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，该技术方案实现焦炭的在线取样、粒级测定、焦炭反应性试样收集、弃料的连续作业，极大提高试样代表性，极大提高作业效率，并可通过远程操作控制，实现现场无人化操作。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，所述收集系统包括皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机、弃料提升机以及计算机控制系统；该系统分层布置，即皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机位于五层，称量集料斗位于四层，五级圆筒筛、粒级称位于三层，电动三通位于二层，圆盘集料器、弃料皮带机、计算机控制系统位于一层，弃料提升机、弃料皮带机位于五层；所述皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机，弃料提升机均通过PLC控制并与计算机相连。
作为本发明的一种改进，所述皮带传感器为接触式传感器，与生产输送皮带紧贴，感应头为橡胶，以减少与传送皮带间的磨损，与计算机相连，用于感知生产输送皮带是否处于运行状态。
作为本发明的一种改进，所述料流传感器设置为接触式传感器，悬挂在生产输送皮带正上方，距离皮带上表面约8-15厘米，优选为10厘米，感应头为铸铁或硬质合金，以降低被焦炭摩擦而磨损，与计算机相连，用于感知生产输送皮带上是否有焦炭。
作为本发明的一种改进，所述接料皮带机，用于接住头部取样机截取的试样，并进行输送，皮带头部设有刮板清扫器，避免湿细物料在皮带上的粘结。
作为本发明的一种改进，所述五级圆筒筛，筛网孔径由小到大排列，试样先经过小孔径，然后逐级经过大孔径，筛体倾角0-11°可调。
作为本发明的一种改进，所述电动三通，用于控制试样分流，入口与各粒级称出口相连，出口有两个，一个出口与圆盘集料器相连，另一出口进入弃料皮带机，由电脑根据设定参数进行控制。
作为本发明的一种改进，圆盘集料器，用于收集焦炭反应性试样，有6个桶位，由电脑根据物料批号控制桶位和位置。
焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：取样：计算机通过接收物料系统下达电文信息，识别来料信息，当皮带传感器检测生产运输皮带机已运行并且料流感应器检测到运输皮带上有焦炭时，按设定时间间隔每3-5分钟，头部取样头从五层的生产运输皮带机端部自动取出试样，通过接料皮带机、试样皮带机将焦炭试样输送到称量集料斗；
步骤2：焦炭粒级测定：称量集料斗的焦炭振动给料，通过溜管进入五级圆筒筛进行自动筛分出>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm五个粒级，各粒级分别进入各粒级称斗中，称量各粒级重量为W1j、W2j、W3j、W4j、W5j，分别代表>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的焦炭重量，单位均为Kg，j为测定次数p，各粒级加权重量百分比Yi计算公式为
Wi为每单次测定的>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的焦炭重量,检测结果自动上传ERP系统；
步骤3：热反应试样收集：测完焦炭粒级的试样，由计算机控制，先将>80mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通一出口排放至圆盘集料器，接着将80-60mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通同一出口排放至圆盘集料器，当热反应试样收集量不足15-18kg时，再将60-40mm粒级称斗中的部分焦炭通过电动三通同一出口排放至圆盘集料器；
步骤4：弃料：80-60mm、60-40mm粒级称斗中多余的焦炭及40-25mm、<25mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通另一出口排放至弃料皮带机，进入废料收集斗，通过电动提升机提升至五楼，倒入5楼弃料皮带机，通过溜管进入四楼的生产输送皮带上作为本发明的一种改进，喷枪上刻有标识插入深度的刻度值，刻在喷枪和压环装配处。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案公开了焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统和控制方法，通过设备功能设计对焦炭进行在线取样、试样传输、粒级筛分、粒级称量、焦炭反应性试样收集、弃料返回等装置的状态用计算机进行控制，实现了焦炭的在线取样、粒级测定、焦炭反应性试样收集、弃料的连续作业，极大提高了试样代表性和作业效率，并可通过远程操作控制，实现现场无人化操作。
附图说明
图1是焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统流程图；
图中：1、M102皮带机，2、皮带传感器，3、料流传感器，4、头部取样机，5、接料皮带机6、试样皮带机，7、称量集料斗，8、五级圆筒筛，9、粒级称，10、粒级称，11、粒级称，12、粒级称，1,3、粒级称，14、电动三通，15、圆盘集料器，16、弃料皮带机，17、弃料提升机，18、弃料皮带机，19、M104皮带机，20、计算机控制系统。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，包括M102皮带机1、皮带传感器2、料流传感器3、头部取样机4、接料皮带机5、试样皮带机6、称量集料斗7、五级圆筒筛8、粒级称9、粒级称10、粒级称11、粒级称12、粒级称13、电动三通14、圆盘集料器15、弃料皮带机16，弃料提升机17、弃料皮带机18、M104皮带机19以及计算机控制系统20；所述M102皮带机1、皮带传感器2、料流传感器3、头部取样机4、接料皮带机5、试样皮带机6、称量集料斗7、五级圆筒筛8、粒级称9、粒级称10、粒级称11、粒级称12、粒级称13、电动三通14、圆盘集料器15、弃料皮带机16，弃料提升机17、弃料皮带机18、M104皮带机19均与计算机控制系统20相连。所述生产输送皮带传感器2与五层的生产输送皮带机1相连，所述生产输送皮带传感器2与计算机20相连。所述料流传感器3与五层的生产输送皮带机相连1，所述料流传感器3与计算机20相连。所述五级圆筒筛8与称量集料斗7相连，所述五级圆筒筛8与计算机20相连。所述电动三通14与粒级称9、粒级称10、粒级称11、粒级称12、粒级称13相连，所述电动三通14与计算机20相连。所述圆盘收集器15与电动三14通相连，所述圆盘收集器15与计算机20相连。所述弃料提升机17与弃料皮带机18、四层的生产输送皮带机19相连，所述弃料提升机17与计算机20相连。所有设备为分层布置，即皮带传感器2、料流传感器2、头部取样机3、接料皮带机4、试样皮带机5位于五层，称量集料斗4位于四层，五级圆筒筛8、粒级称9-13位于三层，电动三通14位于二层，圆盘集料器15、弃料皮带机16、计算机控制系统20位于一层，弃料提升机17、弃料皮带机18位于五层。本发明中将所有设备通过PLC进行联锁和程序控制；所述系统通过程序控制，利用计算机程序控制单体设备依照设定次序作业，完成焦炭在线取样、粒级筛分、粒级称量、焦炭反应试样收集、弃料返回等功能；所述系统能实现焦炭在线取样、粒级测定、焦炭热反应试样收集和弃料返回等，并能将粒级测定结果上传到ERP系统上。其中，皮带传感器设置为接触式传感器，与生产输送皮带紧贴，感应头为橡胶，以减少与传送皮带间的磨损，与计算机相连，用于感知生产输送皮带是否处于运行状态。料流传感器设置为接触式传感器，悬挂在生产输送皮带正上方，距离皮带上表面约10厘米，感应头为铸铁或硬质合金，以降低被焦炭摩擦而磨损，与计算机相连，用于感知生产输送皮带上是否有焦炭。头部取样机，往复料斗式取样头，从生产输送皮带端部快速全截面取试样，立即向上90度翻转至接料皮带机上。接料皮带机，用于接住头部取样机截取的试样，并进行输送。皮带头部设有刮板清扫器，避免湿细物料在皮带上的粘结。试样皮带机，用于将取出的试样输送至称量集料斗。称量集料斗，用于试样缓存、均匀给料和监测取样量。五级圆筒筛，筛网孔径由小到大排列，试样先经过小孔径，然后逐级经过大孔径，筛体倾角0-11°可调；粒级称，振动减量称，用于称量各粒级的重量，精度为0.05kg，还可用于控制弃料节奏。电动三通，用于控制试样分流，入口与各粒级称出口相连，出口有两个，一个出口与圆盘集料器相连，另一出口进入弃料皮带机，由电脑根据设定参数进行控制。圆盘集料器，用于收集焦炭反应性试样，有6个桶位，由电脑根据物料批号控制桶位和位置。弃料皮带机，用于弃料传输，由电脑控制启动和停止。弃料提升机，用于弃料转运，由电脑控制弃料斗的升降、翻转。根据弃料斗容量，由电脑控制弃料次数，即当弃料量超过弃料斗容量时，可通过控制振动粒级称分次弃料。计算机控制系统，利用专用软件对各功能设备进行控制。
工作原理：
参见图1，利用实施例1的焦炭在线制样及检测的控制系统进行焦炭在线取样、粒级测定、焦炭热反应试样收集和弃料返回等，该控制方法包括如下步骤：
生产运输皮带为M102。进入筒仓的焦炭每批为30-70节火车，经过翻车机、多级运输皮带输送后进入筒仓。每次上道(一般为12节火车)，取样间隔为200秒，取样次数不少于5次。取样总量为150KG。
参数设定：焦炭，取样间隔为200秒，每次取样量25KG，取样总量150KG，生产运输皮带为M102，生产皮带感应器2；假定粒级为测定两次计算加权重量百分比。
步骤1：取样：计算机通过接收物料系统下达电文信息，识别来料信息，当皮带传感器检测生产运输皮带机已运行并且料流感应器检测到运输皮带上有焦炭时，按设定时间间隔每200秒，头部取样机4从五层的生产运输皮带机1端部自动取出试样，通过接料皮带机5、试样皮带机6将焦炭试样输送到称量集料斗7。
步骤2：焦炭粒级测定：称量集料斗7的焦炭振动给料，通过溜管进入五级圆筒筛8进行自动筛分，>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的焦炭分别进入粒级称斗13、粒级称斗12、粒级称斗11、粒级称斗10、粒级称斗9中，第1次测定，各粒级重量依次为2.06kg、11.67kg、30.6kg、15.57kg、5.97kg；第2次测定，各粒级重量依次为2.45kg、7.73kg、26.16kg、13.77kg、9.34kg；按粒级加权重量百分比Yi计算公式
计算结果为>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的百分比分别为3.6％、15.5％、45.3％、23.4％、12.2％，这些结果通过计算机20自动上传ERP系统。
步骤3：热反应试样收集：测完焦炭粒级的试样，由计算机控制系统20控制，先将>80mm粒级称斗13中的焦炭2.06kg通过电动三通14一出口排至圆盘集料器15，接着将80-60mm粒级称斗12中的焦炭11.67kg通过电动三通同一出口排至圆盘集料器15，再将60-40mm粒级称斗中的焦炭振动排放出3.5kg通过电动三通同一出口排至圆盘集料器15，共收集焦反应性样17.23kg。
步骤4：弃料：60-40mm粒级称斗11中多余的焦炭27.1kg及40-25mm粒级称斗10的焦炭15.57kg、<25mm粒级称斗9中的焦炭5.97kg通过电动三通14另一出口排放至弃料皮带机16，进入废料收集斗，通过电动提升机17提升至五楼，倒入五层的楼弃料皮带机18，通过溜管进入四楼的生产输送皮带机19上。由于第1次测定粒级后已收集到焦炭热反应样，因此第2次测定粒级后的各粒级称中的焦炭全部排放至弃料皮带。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (8)
1.一种焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述收集系统包括皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机、弃料提升机以及计算机控制系统；该系统分层布置，即皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机位于五层，称量集料斗位于四层，五级圆筒筛、粒级称位于三层，电动三通位于二层，圆盘集料器、弃料皮带机、计算机控制系统位于一层，弃料提升机、弃料皮带机位于五层；所述皮带传感器、料流传感器、头部取样机、接料皮带机、试样皮带机、称量集料斗、五级圆筒筛、粒级称、电动三通、圆盘集料器、弃料皮带机，弃料提升机均通过PLC控制并与计算机相连。
2.根据权利要求1所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述皮带传感器为接触式传感器，与生产输送皮带紧贴，感应头为橡胶，与计算机相连，用于感知生产输送皮带是否处于运行状态。
3.根据权利要求2所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述料流传感器设置为接触式传感器，悬挂在生产输送皮带正上方，距离皮带上表面约8-15厘米，感应头为铸铁或硬质合金，与计算机相连，用于感知生产输送皮带上是否有焦炭。
4.根据权利要求3所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述接料皮带机，用于接住头部取样机截取的试样，并进行输送，皮带头部设有刮板清扫器。
5.根据权利要求3或4所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述五级圆筒筛，筛网孔径由小到大排列，试样先经过小孔径，然后逐级经过大孔径，筛体倾角0-11°可调。
6.根据权利要求5所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，所述电动三通用于控制试样分流，入口与各粒级称出口相连，出口有两个，一个出口与圆盘集料器相连，另一出口进入弃料皮带机，由电脑根据设定参数进行控制。
7.根据权利要求6所述的焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统，其特征在于，圆盘集料器，用于收集焦炭反应性试样，有6个桶位，由电脑根据物料批号控制桶位和位置。
8.采用权利要求1-7任意一项焦炭在线粒级检测及热反应试样收集系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：取样：计算机通过接收物料系统下达电文信息，识别来料信息，当皮带传感器检测生产运输皮带机已运行并且料流感应器检测到运输皮带上有焦炭时，按设定时间间隔每3-5分钟，头部取样头从五层的生产运输皮带机端部自动取出试样，通过接料皮带机、试样皮带机将焦炭试样输送到称量集料斗；
步骤2：焦炭粒级测定：称量集料斗的焦炭振动给料，通过溜管进入五级圆筒筛进行自动筛分出>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm五个粒级，各粒级分别进入各粒级称斗中，称量各粒级重量为W1j、W2j、W3j、W4j、W5j，分别代表>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的焦炭重量，单位均为Kg，j为测定次数p，各粒级加权重量百分比Yi计算公式为
Wi为每单次测定的>80mm、80-60mm、60-40mm、40-25mm、<25mm的焦炭重量,检测结果自动上传ERP系统；
步骤3：热反应试样收集：测完焦炭粒级的试样，由计算机控制，先将>80mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通一出口排放至圆盘集料器，接着将80-60mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通同一出口排放至圆盘集料器，当热反应试样收集量不足15-18kg时，再将60-40mm粒级称斗中的部分焦炭通过电动三通同一出口排放至圆盘集料器；
步骤4：弃料：80-60mm、60-40mm粒级称斗中多余的焦炭及40-25mm、<25mm粒级称斗中的焦炭通过电动三通另一出口排放至弃料皮带机，进入废料收集斗，通过电动提升机提升至五楼，倒入5楼弃料皮带机，通过溜管进入四楼的生产输送皮带上。
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