CN115074522A - 一种烧结混合料中的水分含量的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，先计算W来料固有水质量=W1×Test1+…+W15×Test15，计算W生石灰反应用水质量=(W10+W11+W12+W13)×18/56，计算加水前的W皮带秤质量；然后计算W新加水质量：目标设定的水分含量值=W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；W进混合机前水质量=W来料固有水质量+W新加水质量‑W生石灰反应用水质量；将水分含量值带入公式中，反推计算出W新加水质量；适用于没有水分检测仪专用仪表的情况下，通过质量守恒定律进行推理、计算、控制调节阀的开度来实现水分的控制，同时还可对水分检测仪专用仪表进行校对。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，适用于烧结混合工艺中水分控制的PLC系统或DCS系统。
背景技术
烧结混合料中的水分含量控制是烧结生产过程中的重要环节，既直接影响垂直烧结速度，又影响烧结矿的成品率、转鼓指数。混合料水分过大，促使烧结速度加快，造成烧结矿的成品率较低，返矿量偏大，转鼓指数降低；混合料水分过小，促使烧结速度减慢，造成生产率较低，综合能耗增加。
为使烧结过程具有良好的透气性、混合料良好的成球性，对混合料水分进行检测和控制是十分必要的。目前在烧结生产过程中主要采用在线自动水分检测仪，包括近红外水分检测仪和多频谱微波水分检测仪。国内在烧结混合料水分控制方面基本处在手动控制状态，尚未见到成熟实现自动控制的案例。
发明内容
本发明的目的是提供一种烧结混合料中的水分含量的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1)W来料固有水质量的计算：
根据烧结配料配方，选择不同的仓及料种设定给料量，下料时由仓下宽带给料机按照设定配比自动下料，给料量W1、W2、W3、…、W15的单位均为t/h；
15个配料仓内的物料每天都要化验，化验数据包括水分含量，可得水分含量Test1、Test2、Test3、…、Test15；
进而可得到W来料固有水质量的公式为：W来料固有水质量＝W1×Test1+W2×Test2+W3×Test3+…+W15×Test15，W来料固有水质量的单位是t/h；
2)W生石灰反应用水质量的计算：
生石灰与水反应生成氢氧化钙，当前物料中所含生石灰质量＝W10+W11+W12+W13，可计算W生石灰反应用水质量＝(W10+W11+W12+W13)×18/56，W生石灰反应用水质量的单位是t/h；
3)加水前的皮带秤的瞬时质量的计算：总输送皮带上的物料经过皮带秤时即可得到此时刻的物料的瞬时质量，即W皮带秤质量，单位是t/h；
4)W新加水质量的计算：
在物料经过皮带秤以后向总输送皮带上的物料中补充加水，然后物料与新加的水一起进入一次混合机中；
W新加水质量的计算公式：
目标设定的水分含量值＝W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
W进混合机前水质量＝W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
将目标设定的水分含量值带入公式中，反推计算出W新加水质量，W新加水质量的单位为t/h；
根据需要的W新加水质量的大小，控制进水的调节阀的开度。
优选的，15个配料仓分别是：1#仓是大混匀仓，2#仓是自产混匀仓，3#仓是巴混仓，4#仓是白云石仓，5#仓是大混匀仓，6#仓是PB块仓，7#仓是焦粉仓，8#仓是焦粉仓，9#仓是石灰石仓，10#仓是生石灰仓，11#仓是生石灰仓，12#仓是生石灰仓，13#仓是生石灰仓，14#仓是冷返仓，15#仓是冷返仓。
优选的，步骤4)中，目标设定的水分含量值为7.5％-7.9％。
优选的，当总输送皮带上的物料的料头已经经过了皮带秤的计量点，且总输送皮带上的物料的料头位于加水点的正下方时，打开调节阀开始加水。
优选的，W皮带秤质量的采集处理：皮带秤质量信号通过4-20ma反馈至控制系统中，皮带秤的瞬时质量是动态的，可采取多次采集求平均值的方式，即W皮带秤质量的平均值＝(W皮带秤质量1+W皮带秤质量2+W皮带秤质量3+…+W皮带秤质量10)/10，每次采集的间隔时间固定为10ms，每10ms程序跳转执行一次采集。
本申请取得了如下的有益的技术效果：
本申请中，混合料中水的构成有三部分，一部分为来料中固有的水，一部分为加水后部分用于与生石灰进行化学反应，一部分为存在于混合料中，随总输送皮带来料进入一次混合机中；
根据质量守恒定律，W进混合机前水质量＝W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
目标设定的水分含量值＝W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
将目标设定的水分含量值带入公式中，反推计算出W新加水质量；
按照计划控制的水分值可以通过以上原理和公式计算并控制加水流量，实现调节阀的开度控制，进而达到水分控制的目的；
本申请中，烧结配料来料按照工艺要求配比进行设定，通过选定不同的仓由宽带给料机进行自动配料，物料通过总输送皮带输送至一次混合机中进行混合，混合前一般有皮带秤进行计量，同时通过调节阀和电磁流量计进行加水控制和检测；
本申请适用于没有水分检测仪专用仪表的情况下，通过质量守恒定律进行推理、计算、控制加水调节阀的开度来实现水分的控制，可替代水分检测仪或作为水分分析仪的校验方式；
本申请中，影响效果的关键问题点：一是来料时的化验数据要准确且及时；二是仓下宽带给料机的自动调节要稳定且能快速找到平衡点；三是总输送皮带上的皮带秤和加水电磁流量计要准，皮带秤要定期校验；
该方法的应用可解决在没有水分检测仪专用仪表时对烧结混合料中水分含量的控制，同时还可作为一种对水分检测仪专用仪表校对的方式。
附图说明
图1为本申请提供的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法的工作原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中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的一部分实施例，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的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。
本申请提供了一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1)W来料固有水质量的计算：
根据烧结配料配方，选择不同的仓及料种设定给料量，下料时由仓下宽带给料机按照设定配比自动下料，给料量W1、W2、W3、…、W15的单位均为t/h；
15个配料仓内的物料每天都要化验，化验数据包括水分含量，可得水分含量Test1、Test2、Test3、…、Test15；
进而可得到W来料固有水质量的公式为：W来料固有水质量＝W1×Test1+W2×Test2+W3×Test3+…+W15×Test15，W来料固有水质量的单位是t/h；
2)W生石灰反应用水质量的计算：
生石灰与水反应生成氢氧化钙，当前物料中所含生石灰质量＝W10+W11+W12+W13，可计算W生石灰反应用水质量＝(W10+W11+W12+W13)×18/56，W生石灰反应用水质量的单位是t/h；
3)加水前的皮带秤的瞬时质量的计算：总输送皮带上的物料经过皮带秤时即可得到此时刻的物料的瞬时质量，即W皮带秤质量，单位是t/h；
4)W新加水质量的计算：
在物料经过皮带秤以后向总输送皮带上的物料中补充加水，然后物料与新加的水一起进入一次混合机中；
W新加水质量的计算公式：
目标设定的水分含量值＝W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
W进混合机前水质量＝W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
将目标设定的水分含量值带入公式中，反推计算出W新加水质量，W新加水质量的单位为t/h；
根据需要的W新加水质量的大小，控制进水的调节阀的开度。
在本申请的一个实施例中，15个配料仓分别是：1#仓是大混匀仓，2#仓是自产混匀仓，3#仓是巴混仓，4#仓是白云石仓，5#仓是大混匀仓，6#仓是PB块仓，7#仓是焦粉仓，8#仓是焦粉仓，9#仓是石灰石仓，10#仓是生石灰仓，11#仓是生石灰仓，12#仓是生石灰仓，13#仓是生石灰仓，14#仓是冷返仓，15#仓是冷返仓。
在本申请的一个实施例中，步骤4)中，目标设定的水分含量值为7.5％-7.9％。
在本申请的一个实施例中，当总输送皮带上的物料的料头已经经过了皮带秤的计量点，且总输送皮带上的物料的料头位于加水点的正下方时，打开调节阀开始加水。
在本申请的一个实施例中，W皮带秤质量的采集处理：皮带秤质量信号通过4-20ma反馈至控制系统中，皮带秤的瞬时质量是动态的，可采取多次采集求平均值的方式，即W皮带秤质量的平均值＝(W皮带秤质量1+W皮带秤质量2+W皮带秤质量3+…+W皮带秤质量10)/10，每次采集的间隔时间固定为10ms，每10ms程序跳转执行一次采集。
本申请中，式中W进混合机前水质量：为总输送皮带来料加水后但未进一次混合机前的水的质量；
W来料固有水质量：为按照配比从选定的仓内下料到总输送皮带上的物料中的水的质量；
W新加水质量：为通过加水调节阀至总输送皮带上新增水的质量；
W生石灰反应用水质量：为加水后直接和生石灰反应所消耗的水的质量。
本申请中，烧结矿的生产主要包括原料准备、配料、混合、烧结；
混合：使得烧结料的成分均匀，水分合适，易于造球，从而获得粒度组成良好的烧结混合料，以保证烧结矿的质量和提高产量，混合作业包括加水润湿、混匀和造球，一次混合的目的是润湿与混匀，二次混合的目的是继续混匀，造球，以改善烧结料层透气性；
使用细磨精矿粉烧结时，因粒度过细，料层透气性差，为改善透气性，必须在混合过程中造球，所以采用两次混合，混合时间一般不少于2.5～3min，烧结厂大多采用两次混合。
本申请中的含量(％)与配比(％)均为质量百分数。
本发明未详尽描述的方法和装置均为现有技术，不再赘述。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1)W来料固有水质量的计算：
根据烧结配料配方，选择不同的仓及料种设定给料量，下料时由仓下宽带给料机按照设定配比自动下料，给料量W1、W2、W3、…、W15的单位均为t/h；
1#仓的料种为大混匀，设定流量为52.88t/h，实际反馈W1为53.46t/h；
2#仓的料种为自产混匀，设定流量为9.90t/h，实际反馈W2为9.828t/h；
3#仓的料种为巴混，设定流量为23.76t/h，实际反馈W3为24.192t/h；
4#仓的料种为白云石，设定流量为11.88t/h，实际反馈W4为11.844t/h；
5#仓的料种为大混匀，设定流量为53.46t/h，实际反馈W5为53.784t/h；
6#仓的料种为PB块，设定流量为23.76t/h，实际反馈W6为23.652t/h；
7#仓的料种为焦粉，设定流量为3.60t/h，实际反馈W7为3.744t/h；
8#仓的料种为焦粉，设定流量为3.60t/h，实际反馈W8为3.672t/h；
9#仓的料种为石灰石，设定流量为14.44t/h，实际反馈W9为0.000t/h，未开启使用；
10#仓的料种为生石灰，设定流量为106.34t/h，实际反馈W10为0.000t/h，未开启使用；
11#仓的料种为生石灰，设定流量为5.94t/h，实际反馈W11为5.616t/h；
12#仓的料种为生石灰，设定流量为10.87t/h，实际反馈W12为0.000t/h，未开启使用；
13#仓的料种为生石灰，设定流量为8.10t/h，实际反馈W13为7.344t/h；
14#仓的料种为冷返，设定流量为3.60t/h，实际反馈W14为0.000t/h，未开启使用；
15#仓的料种为冷返，设定流量为39.60t/h，实际反馈W15为40.392t/h；
15个配料仓内的物料每天都要化验，化验数据包括水分含量，可得水分含量Test1、Test2、Test3、…、Test15；
其中Test1＝7.8％；Test2＝7.8％；Test3＝8.1％；Test4＝4.00％；Test5＝7.8％；Test6＝8.5％；Test7＝11.30％；Test8＝11.30％；Test9＝4.50％；Test10＝0.00％；Test11＝0.00％；Test12＝0.00％；Test13＝0.00％；Test14＝0.00％；Test15＝0.00％；
进而可得到W来料固有水质量的公式为：W来料固有水质量＝W1×Test1+W2×Test2+W3×Test3+…+W15×Test15，W来料固有水质量的单位是t/h；
即W来料固有水质量＝53.46t/h×7.8％+9.828t/h×7.8％+24.192t/h×8.10％+11.844t/h×4.00％+53.784t/h×7.8％+23.652t/h×8.5％+3.744t/h×11.30％+3.672t/h×11.30％+0.000t/h×4.50％+0.000t/h×0.000％+5.616t/h×0.000％+0.000t/h×0.000％+7.344t/h×0.000％+0.000t/h×0.000％+40.392t/h×0.000％＝14.413t/h；
2)W生石灰反应用水质量的计算：
生石灰与水反应生成氢氧化钙，当前物料中所含生石灰质量＝W10+W11+W12+W13，可计算W生石灰反应用水质量＝(W10+W11+W12+W13)t/h×18/56，W生石灰反应用水质量的单位是t/h；
即W生石灰反应用水质量＝(0.000+5.616+0.000+7.344)t/h×18/56＝4.166t/h；
3)加水前的皮带秤的瞬时质量的计算：总输送皮带上的物料经过皮带秤时即可得到此时刻的物料的瞬时质量，即W皮带秤质量，单位是t/h；
同一时刻皮带秤瞬时流量，即W皮带秤质量为241.81t/h；
4)W新加水质量的计算：
在物料经过皮带秤以后向总输送皮带上的物料中补充加水，然后物料与新加的水一起进入一次混合机中；
W新加水质量的计算公式：
目标设定的水分含量值＝W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
W进混合机前水质量＝W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
将目标设定的水分含量值7.6％带入公式中，反推计算出W新加水质量，W新加水质量的单位为t/h；
即7.6％＝(14.413+W新加水质量-4.166)/(241.81+W新加水质量)，上式反推计算可得W新加水质量为8.799t/h；
根据需要的W新加水质量的大小，控制进水的调节阀的开度。
实施例2
一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，包括以下依次进行的步骤：
1)W来料固有水质量的计算：
根据烧结配料配方，选择不同的仓及料种设定给料量，下料时由仓下宽带给料机按照设定配比自动下料，给料量W1、W2、W3、…、W15的单位均为t/h；
1#仓的料种为大混匀，设定流量为51.91t/h，实际反馈W1为52.27t/h；
2#仓的料种为自产混匀，设定流量为9.72t/h，实际反馈W2为9.504t/h；
3#仓的料种为巴混，设定流量为23.33t/h，实际反馈W3为23.904t/h；
4#仓的料种为白云石，设定流量为11.66t/h，实际反馈W4为12.42t/h；
5#仓的料种为大混匀，设定流量为52.49t/h，实际反馈W5为51.264t/h；
6#仓的料种为PB块，设定流量为23.33t/h，实际反馈W6为23.04t/h；
7#仓的料种为焦粉，设定流量为3.24t/h，实际反馈W7为3.312t/h；
8#仓的料种为焦粉，设定流量为3.60t/h，实际反馈W8为3.168t/h；
9#仓的料种为石灰石，设定流量为14.11t/h，实际反馈W9为0.000t/h，未开启使用；
10#仓的料种为生石灰，设定流量为105.52t/h，实际反馈W10为0.000t/h，未开启使用；
11#仓的料种为生石灰，设定流量为5.44t/h，实际反馈W11为5.436t/h；
12#仓的料种为生石灰，设定流量为10.87t/h，实际反馈W12为0.000t/h，未开启使用；
13#仓的料种为生石灰，设定流量为7.78t/h，实际反馈W13为8.568t/h；
14#仓的料种为冷返，设定流量为3.60t/h，实际反馈W14为0.000t/h，未开启使用；
15#仓的料种为冷返，设定流量为43.20t/h，实际反馈W15为43.308t/h；
15个配料仓内的物料每天都要化验，化验数据包括水分含量，可得水分含量Test1、Test2、Test3、…、Test15；
其中Test1＝7.85％；Test2＝7.85％；Test3＝8.15％；Test4＝4.03％；Test5＝7.85％；Test6＝8.55％；Test7＝11.50％；Test8＝11.50％；Test9＝4.80％；Test10＝0.00％；Test11＝0.00％；Test12＝0.00％；Test13＝0.00％；Test14＝0.00％；Test15＝0.00％；
进而可得到W来料固有水质量的公式为：W来料固有水质量＝W1×Test1+W2×Test2+W3×Test3+…+W15×Test15，W来料固有水质量的单位是t/h；
即W来料固有水质量＝52.272t/h×7.85％+9.504t/h×7.85％+23.904t/h×8.15％+12.42t/h×4.03％+51.264t/h×7.85％+23.04t/h×8.55％+3.312t/h×11.50％+3.168t/h×11.50％+0.000t/h×4.80％+0.000t/h×0.000％+5.436t/h×0.000％+0.000t/h×0.000％+8.568t/h×0.000％+0.000t/h×0.000％+43.308t/h×0.000％＝14.037t/h；
2)W生石灰反应用水质量的计算：
生石灰与水反应生成氢氧化钙，当前物料中所含生石灰质量＝W10+W11+W12+W13，可计算W生石灰反应用水质量＝(W10+W11+W12+W13)t/h×18/56，W生石灰反应用水质量的单位是t/h；
即W生石灰反应用水质量＝(0.000+5.436+0.000+8.568)t/h×18/56＝4.501t/h；
3)加水前的皮带秤的瞬时质量的计算：总输送皮带上的物料经过皮带秤时即可得到此时刻的物料的瞬时质量，即W皮带秤质量，单位是t/h；
同一时刻皮带秤瞬时流量，即W皮带秤质量为241.092t/h；
4)W新加水质量的计算：
在物料经过皮带秤以后向总输送皮带上的物料中补充加水，然后物料与新加的水一起进入一次混合机中；
W新加水质量的计算公式：
目标设定的水分含量值＝W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
W进混合机前水质量＝W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
将目标设定的水分含量值7.7％带入公式中，反推计算出W新加水质量，W新加水质量的单位为t/h；
即7.7％＝(14.037+W新加水质量-4.501)/(241.092+W新加水质量)，上式反推计算可得W新加水质量为9.781t/h；
根据需要的W新加水质量的大小，控制进水的调节阀的开度。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，其特征在于，包括以下依次进行的步骤：
1) W来料固有水质量的计算：
根据烧结配料配方，选择不同的仓及料种设定给料量，下料时由仓下宽带给料机按照设定配比自动下料，给料量W1、W2、W3、…、W15的单位均为t/h；
15个配料仓内的物料每天都要化验，化验数据包括水分含量，可得水分含量Test1、Test2、Test3、…、Test15；
进而可得到W来料固有水质量的公式为：W来料固有水质量=W1×Test1+W2×Test2+W3×Test3+…+W15×Test15，W来料固有水质量的单位是t/h；
2) W生石灰反应用水质量的计算：
生石灰与水反应生成氢氧化钙，当前物料中所含生石灰质量=W10+W11+W12+W13，可计算W生石灰反应用水质量=(W10+W11+W12+W13)×18/56，W生石灰反应用水质量的单位是t/h；
3) 加水前的皮带秤的瞬时质量的计算：总输送皮带上的物料经过皮带秤时即可得到此时刻的物料的瞬时质量，即W皮带秤质量，单位是t/h；
4) W新加水质量的计算：
在物料经过皮带秤以后向总输送皮带上的物料中补充加水，然后物料与新加的水一起进入一次混合机中；
W新加水质量的计算公式：
目标设定的水分含量值=W进混合机前水质量/(W皮带秤质量+W新加水质量)；
W进混合机前水质量=W来料固有水质量+W新加水质量-W生石灰反应用水质量；
将目标设定的水分含量值带入公式中，反推计算出W新加水质量，W新加水质量的单位为t/h；
根据需要的W新加水质量的大小，控制进水的调节阀的开度。
2.根据权利要求1所述的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，其特征在于，15个配料仓分别是：1#仓是大混匀仓，2#仓是自产混匀仓，3#仓是巴混仓，4#仓是白云石仓，5#仓是大混匀仓，6#仓是PB块仓，7#仓是焦粉仓，8#仓是焦粉仓，9#仓是石灰石仓，10#仓是生石灰仓，11#仓是生石灰仓，12#仓是生石灰仓，13#仓是生石灰仓，14#仓是冷返仓，15#仓是冷返仓。
3.根据权利要求1所述的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，其特征在于，步骤4)中，目标设定的水分含量值为7.5%-7.9%。
4.根据权利要求1所述的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，其特征在于，当总输送皮带上的物料的料头已经经过了皮带秤的计量点，且总输送皮带上的物料的料头位于加水点的正下方时，打开调节阀开始加水。
5.根据权利要求1所述的一种烧结混合料中的水分含量的控制方法，其特征在于，W皮带秤质量的采集处理：皮带秤质量信号通过4-20ma反馈至控制系统中，皮带秤的瞬时质量是动态的，可采取多次采集求平均值的方式，即W皮带秤质量的平均值=（W皮带秤质量1+W皮带秤质量2+W皮带秤质量3+…+W皮带秤质量10）/10，每次采集的间隔时间固定为10ms，每10ms程序跳转执行一次采集。
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2022
- 2022-06-17 CN CN202210690149.1A patent/CN115074522A/zh active Pending
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