一种转炉造铜期终点智能判断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种转炉造铜期终点智能判断系统，包括烟气取样器、烟气分析仪、第一分析装置和终点判断仪；所述烟气分析仪连接所述烟气取样器，用于分析所述烟气取样器中的SO2的浓度；所述终点判断仪通信连接所述烟气分析仪，所述第一分析装置包括炉膛送风量检测单元、炉膛负压检测单元、送风压力检测单元、和炉膛温度检测单元，所述第一分析装置通信连接所述终点判断仪；所述终点判断仪通过分析SO2的浓度值、炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，从而判断是否到达造铜期终点。本发明专利技术能够有效地判断造铜期终点。

An Intelligent Judgment System for Endpoint of Copper Making Period in Converter

The invention discloses an intelligent judgement system for the end point of copper-making period of converter, including a flue gas sampler, a flue gas analyzer, a first analysis device and a terminal judgement instrument; the flue gas analyzer is connected with the flue gas sampler for analyzing the concentration of SO2 in the flue gas sampler; the terminal judgement instrument communicates with the flue gas analyzer, and the first analysis device includes a furnace feeding. The air flow detection unit, the furnace negative pressure detection unit, the air supply pressure detection unit and the furnace temperature detection unit are communicated with the end point judgement instrument in the first analysis device. The end point judgement instrument determines whether the end point of copper-making period is reached by analyzing the concentration value of SO2, the air supply volume value in the furnace, the negative pressure value in the furnace, the air supply pressure value and the temperature value in the furnace. The invention can effectively judge the end point of copper making period.

【技术实现步骤摘要】
一种转炉造铜期终点智能判断系统
本专利技术涉及有色金属冶炼
，特别涉及一种转炉造铜期终点智能判断系统。
技术介绍
铜锍P-S转炉吹炼是一个涉及化学反应、传热、传质、流体流动的复杂过程。其生产具有多变量、非线性、强耦合、非定常、大惯性和不确定性，熔炼机理复杂、吹炼过程中物料变化范围大、影响因素多，因此给吹炼终点预报带来了极大的困难。目前，国内外铜锍吹炼过程终点判断仍然以人工经验判断为主，如观察火花与钢钎取样等，这种方法依靠人工在恶劣环境下取样，来判断造渣期和造铜期的终点，但这也是目前在各企业被广泛的不得不采取的方式，这种凭人工经验法判断的方式仅大大增加了操作人员的工作强度，也使得吹炼终点的判断严重依赖操作人员的经验和工作态度，在终点判断时会出现由于判断不准导致的欠吹或过吹等现象，影响正常生产，造成铜的气化、环保压力大，严重时甚至会发生喷炉事故。现有技术中如CN103667741A中提到通过检测单元分析烟气中的SO2浓度，并以此判断造铜期的吹炼终点，但因烟气中的SO2浓度分析是个难题，且此专利中也并未公开具体如何对烟气进行取样且SO2浓度的分析能够准确。中南大学孙鑫红等的论文“铜转炉吹炼终点预报模型研究”(计算机应用研究，2007，24(11)，p60-63)公开了一种基于遗传算法的Elman神经网络模型的对造铜期终点预测研究，但是因为是基于纯粹的计算机学习模型，对实际的生产过程只能起到指导参考作用，还需结合实际人工经验进行调整。因此，防止欠吹和过吹成了整个吹炼过程的关键，对P-S转炉吹炼的终点判断控制生产的一个重要环节，因此开展对转炉吹炼过程的终点判断的研究就变得很有意义，同时也很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转炉造铜期终点智能判断系统，解决了难以有效地判断造铜期终点，其能更好地通过分析烟气中的SO2浓度，同时综合分析吹炼过程中的一些参数，从而实现对造铜期终点的有效判断。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种转炉造铜期终点智能判断系统，包括烟气取样器、烟气预处理装置、烟气分析仪、第一分析装置和终点判断仪；所述烟气取样器从上至下依次包括法兰压盖、滤芯、本体和定位器，所述法兰压盖位于上端，其一端与所述本体固定连接，其另一端连接分析通道，所述分析通道连入分析仪，所述分析仪用于分析分析通道中的气体成分，所述定位器位于下端，使用时固定连接于烟道内部且与烟道相通，所述本体嵌入所述定位器内，且与所述定位器固定连接，所述本体包括一空腔，所述空腔包括上宽部和下窄部，所述上宽部与下窄部之比为1/3～1，在所述空腔内设置有所述滤芯，所述滤芯上设有横杆，所述横杆上面及下面均设有防腐耐高温垫片，通过所述防腐耐高温垫片及所述横杆与所述法兰压盖和所本体挤压密封连接，所述本体上部固定连接加热器，所述滤芯采用耐高温耐腐蚀的材料制作而成，所述滤芯的孔径为0.05-10μm，所述滤芯的厚度为1-3mm；所述烟气取样器连接烟气预处理装置，所述烟气预处理装置连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪用于分析样品中的SO2和O2的浓度；所述终点判断仪通信连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪把SO2和O2的浓度值输入所述终点判断仪；所述分析装置包括炉膛送风量检测单元、炉膛负压检测单元、送风压力检测单元、和炉膛温度检测单元，分别用于分析炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，所述分析装置通信连接所述终点判断仪，将上述炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值输入给所述终点判断仪；所述终点判断仪包括终点分析单元，通过分析SO2和O2的浓度值、炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，从而判断是否到达所设造铜期第一终点。本申请通过对烟气取样器合理的结构设置，即烟道烟气进入本体后，首先经过滤芯加热过滤，且耐高温耐腐蚀材料制作而成的滤芯可以使得粉尘去除率达到99％以上，烟气继续上走，因整个本体由于加热器的作用下全部处于280℃-360℃，保持在此温度段下，使得烟气中的SO2和SO3等保持气态，一方面减少了对设备本身的腐蚀，另一方面取到的烟气中的CO2、CO、O2和SO2浓度的准确度增高。本申请提供的转炉造铜期终点智能判断系统，通过所述的取样器能够妥善地取到炉内烟气样品，且实现了SO2浓度的准确分析，再通过综合分析装置中的炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值进行分析，判断出是否到达造铜期终点。到达造铜终点时具有如下特征：烟气中SO2浓度明显降低，熔体与烟气温度降低；从铜水成分变化来看，其中S浓度降低，O与Cu浓度升高，本申请因为可以准确地测量出烟气中SO2的浓度，再根据选取的模型进行判断，可以比较准确地判断出造铜期的终点。进一步地，所述滤芯的材质至少为以下材质中的一种或多种：哈氏C、哈氏B、钛和其他特种合金。采用这些材质做成的滤芯，使得滤芯的防腐性能更高，更加适合在高温高腐蚀的条件下工作。进一步地，所述滤芯为圆柱形结构，直径范围为25-55mm。进一步地，所述滤芯分为外层和内层共两层结构，外层为玻璃纤维，厚度为0.5-1.5mm，孔径为5.0-1.0μm，内层为哈氏B合金，厚度为0.5-1.5mm，孔径为0.05-0.5μm。玻璃纤维可以呈网状，套接在内层上。此种结构可以增加取样器的使用寿命，因为玻璃纤维不仅具有耐高温和耐腐蚀的作用，而且网状玻璃纤维成空间网状结构，进一步阻挡了烟气中的粉尘，使得滤芯去粉尘率达到99.5％以上，这样的话滤芯不容易堵塞，及时堵塞更换外层的玻璃纤维即可，降低了维护成本。进一步地，所述炉膛送风量检测单元和送风压力检测单元设置于送风管道壁上，炉膛负压检测单元和炉膛温度检测单元设置于余热锅炉炉壁或者转炉炉壁上。这样的设置可以更真实地反映造铜期的炉膛内送风量，炉膛内送风压力值，炉膛内负压值和炉膛内的温度。进一步地，所述终点判断仪包括终点判断模型，此终点判断模型与F、P1、P2、T这些参数相关，为所述烟气分析仪中所测量出的SO2浓度值，F为炉膛内送风量，P1为炉膛内负压值，P2为送风压力值，T为炉膛内温度值。进一步地，当时，每隔一秒记录参数F、P1、P2、T的值，通过所述终点判断模型，所述终点判断仪即判断到达造铜期终点A。进一步地，转炉造铜期终点智能判断系统进一步包括人工智能预测单元，所述人工智能预测单元包括神经网络智能模块，用于预测造铜期第二终点B。进一步地，所述神经网络智能模块采用的为BP神经网络模型。进一步地，所述神经网络智能模块采用的为Elman神经网络模型，采用遗传算法搜索神经网络的连接权值、网络结构或学习规则。进一步地，当所述造铜期终点A的时间-造铜期终点B的时间≤0.5s时，即到达造铜期最终终点。附图说明图1本专利技术提供的终点判断仪到达终点时其界面上展示的各参数曲线图；图2本专利技术提供的烟气取样器的整体结构示意图。图中标识信息如下：法兰压盖10，滤芯20，横杆21，第一防腐耐高温垫片22，第二防腐耐高温垫片23，本体30，上宽部31，下窄部32，加热器40，定位器50，阀门60，螺杆61，螺杆62，第一反吹机构71，第二反吹机构72。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例中的附图，对本专利技术的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转炉造铜期终点智能判断系统，其特征在于：包括烟气取样器、烟气预处理装置、烟气分析仪、分析装置和终点判断仪；所述烟气取样器从上至下依次包括法兰压盖、滤芯、本体和定位器，还包括反吹机构，所述法兰压盖位于上端，其一端与所述本体固定连接，其另一端连接分析通道，所述分析通道连入分析仪，所述分析仪用于分析分析通道中的气体成分，所述定位器位于下端，使用时固定连接于烟道内部且与烟道相通，所述本体嵌入所述定位器内，且与所述定位器固定连接，所述本体包括一空腔，所述空腔包括上宽部和下窄部，所述上宽部与下窄部之比为1/3～1，在所述空腔内设置有所述滤芯，所述滤芯上设有横杆，所述横杆上面及下面均设有防腐耐高温垫片，通过所述防腐耐高温垫片及所述横杆与所述法兰压盖和所述本体挤压密封连接，所述本体上部固定连接加热器，所述滤芯采用耐高温耐腐蚀的材料制作而成，所述滤芯的孔径为0.05‑10μm，所述滤芯的厚度为1‑3mm；所述烟气取样器连接烟气预处理装置，所述烟气预处理装置连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪用于分析样品中的SO2和O2的浓度；所述终点判断仪通信连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪把SO2和O2的浓度值输入所述终点判断仪；所述分析装置包括炉膛送风量检测单元、炉膛负压检测单元、送风压力检测单元、和炉膛温度检测单元，分别用于分析炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，所述分析装置通信连接所述终点分析仪，将上述炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值输入给所述终点判断仪；所述终点分析仪包括终点分析单元，通过分析SO2和O2的浓度值、炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，从而判断是否到达所设造铜期终点。...

【技术特征摘要】
1.一种转炉造铜期终点智能判断系统，其特征在于：包括烟气取样器、烟气预处理装置、烟气分析仪、分析装置和终点判断仪；所述烟气取样器从上至下依次包括法兰压盖、滤芯、本体和定位器，还包括反吹机构，所述法兰压盖位于上端，其一端与所述本体固定连接，其另一端连接分析通道，所述分析通道连入分析仪，所述分析仪用于分析分析通道中的气体成分，所述定位器位于下端，使用时固定连接于烟道内部且与烟道相通，所述本体嵌入所述定位器内，且与所述定位器固定连接，所述本体包括一空腔，所述空腔包括上宽部和下窄部，所述上宽部与下窄部之比为1/3～1，在所述空腔内设置有所述滤芯，所述滤芯上设有横杆，所述横杆上面及下面均设有防腐耐高温垫片，通过所述防腐耐高温垫片及所述横杆与所述法兰压盖和所述本体挤压密封连接，所述本体上部固定连接加热器，所述滤芯采用耐高温耐腐蚀的材料制作而成，所述滤芯的孔径为0.05-10μm，所述滤芯的厚度为1-3mm；所述烟气取样器连接烟气预处理装置，所述烟气预处理装置连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪用于分析样品中的SO2和O2的浓度；所述终点判断仪通信连接所述烟气分析仪，所述烟气分析仪把SO2和O2的浓度值输入所述终点判断仪；所述分析装置包括炉膛送风量检测单元、炉膛负压检测单元、送风压力检测单元、和炉膛温度检测单元，分别用于分析炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，所述分析装置通信连接所述终点分析仪，将上述炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值输入给所述终点判断仪；所述终点分析仪包括终点分析单元，通过分析SO2和O2的浓度值、炉膛内送风量值、炉膛内负压值、送风压力值和炉膛内温度值，从而判断是否到达所设造铜期终点。2.根据权利要求1所述的转炉造铜期终点智能判断系统，其特征在于：所述滤芯的材质至少为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱树华，钟福长，
申请(专利权)人：江西力沃德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36