一种烧结混合料水分智能调节方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种烧结混合料水分智能调节方法及系统，通过激光雷达扫描仪实时扫描皮带上混合料料面，获取料面三维数据，再根据皮带传输速度、激光雷达扫描仪扫描频率生成混合料料面形状从而计算其体积，然后根据皮带称获得混合料重量，最终获得混合料的堆密度，再使用极值搜索法来确定混合料的最小堆密度及对应最佳水分值，使得烧结混合料具有最佳透气性。通过本发明专利技术的烧结混合料水分智能调节方法及系统，降低了烧结机抽风系统能耗成本，提高了烧结矿的产量和质量。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结混合料水分智能调节方法及系统
本专利技术属于智能控制
，具体涉及到一种烧结混合料水分智能调节方法及系统。
技术介绍
烧结生产工艺流程中，烧结料需要经过加水润湿、混匀和制粒的过程，从而获得粒度组成良好的烧结混合料。水分在混合制粒中主要起粘结及润湿物料表面的作用。在制粒过程中，水分会影响制粒的效果，从而影响混合料的透气性。如果烧结混合料水分过低，物料在没有充足的水分粘结作用下，难以形成制粒小球，细粉物料多，混合料制粒效果差，烧结透气性不好；若烧结混合料水分过高，核粒在滚动过程中快速地粘附大量粉末物料，制得的制粒小球粒度通常都很大。在进一步滚动制粒过程中，这些生球粒在过量水的润湿作用和机械力作用下，容易发生粘结成块的现象，且物料表面重力水过多，减小混合料的孔隙率，同样使得烧结透气性下降。而透气性下降会增加烧结机抽风系统阻力及能耗，影响垂直烧结速度进而影响烧结矿的产量、质量。所以,如何调节混合料水分使得烧结混合料具有最佳透气性，对提高烧结生产率和经济效益有重大意义。目前，国内大部分钢铁厂的烧结混合料水分调节仍依靠人工调节，岗位工人根据物料情况给一级系统设定一个水分控制值，然后根据现场观测的混合料干湿程度及制粒大小情况或者抽样检测混合料的堆密度，还有烧结机垂直燃烧速度情况来重新调节水分控制值。这种方式只是根据工人经验粗略调节水分控制值，无法进行最优化的精准调节，并且通过烧结机垂直燃烧速度来判断调节，滞后性较大。中国专利201710012143.8公开了一种烧结混合料水分的闭环控制方法，其目标水分寻优的判断方法使用混合料水分好坏评价指数去寻优，而评价指数要根据烧结机机速、烟道温度、终点温度计算得到，判断方法滞后性很大。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种烧结混合料水分智能调节方法及系统，实现在线监测烧结混合料堆密度，根据烧结混合料堆密度与水分、透气性的相关性，实时判断和调节混合料水分使得烧结混合料具有最佳透气性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种烧结混合料水分智能调节方法，包括，设定初始水分控制值F1，获得初始水分控制值下的烧结混合料；获取皮带传输速度v；获取传输的混合料重量m；通过激光雷达扫描仪，获取皮带上混合料的料面三维数据；根据皮带传输速度v、激光雷达扫描仪的扫描频率f、料面三维数据生成混合料料面形状，计算混合料堆密度P1；根据周期信号调整水分控制值，并计算即时的混合料堆密度；对即时的混合料堆密度进行评价，若即时的混合料堆密度达到最佳堆密度，则停止水分调节；否则对初始水分控制值进行修正，将修正后的水分控制值作为初始水分控制值，并重复上述步骤。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节方法的一种优选方案，其中：所述评价方法为：根据周期信号△F调整水分控制值为F1+△F，则计算即时的混合料堆密度为P1+△P；计算混合料水分评价指数K：K＝∑ΔF×ΔP；若K＝0，则即时的混合料堆密度为最佳堆密度。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节方法的一种优选方案，其中：还包括，设定偏差范围e，若K在偏差范围e之内，此时的F1值为最佳水分控制值；若K不在偏差范围e之内，根据K的值修正F1，并重复上述步骤。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节方法的一种优选方案，其中：所述周期信号△F为按正弦规律变化的周期信号。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节方法的一种优选方案，其中：计算混合料堆密度P1的具体方法为：预先通过激光雷达扫描空皮带表面，求同一扫描点平均值，返回皮带表面各点的三维点云数据；通过激光雷达实时扫描经过皮带秤的混合料料面，获得混合料料面的三维点云数据；将混合料料面的三维点云数据与皮带表面三维点云数据结合，转换到二维平面，生成皮带表面曲线与混合料料面曲线，构成混合料断面形状图；根据混合料断面形状图计算每次扫描的混合料断面面积s；根据皮带传输速度v和激光雷达扫描仪的扫描频率f，计算两次扫描的间距L为：其中，T为激光雷达扫描仪的扫描周期；计算混合料体积V为：V＝s×L；计算混合料堆密度P1为：本专利技术还公开了一种烧结混合料水分智能调节系统，包括分别与工控机相连的采集模块、皮带秤、激光雷达扫描仪和控制模块；所述采集模块用于将实时采集的水分控制值和皮带传输速度传送至所述工控机；所述皮带秤用于将实时获取经过所述皮带秤的混合料重量传送至所述工控机；所述激光雷达扫描仪用于将扫描频率以及实时获取的皮带上混合料的料面三维数据传送至所述工控机；所述工控机根据接收的皮带传输速度、激光雷达扫描仪的扫描频率、料面三维数据生成混合料料面形状，计算混合料堆密度；其中，所述工控机通过所述控制模块根据周期信号调整水分控制值，并计算即时的混合料堆密度；所述工控机对即时的混合料堆密度进行评价，若即时的混合料堆密度达到最佳堆密度，则停止水分调节；否则对初始水分控制值进行修正，将修正后的水分控制值作为初始水分控制值，并重复上述步骤；所述控制模块用于接收所述工控机发出的调整水分控制值的信号，并根据所述信号调整水分控制值。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节系统的一种优选方案，其中：所述工控机包括接收模块、存储模块、计算模块、判断模块和发送模块；所述接收模块分别与所述采集模块、所述皮带秤和所述激光雷达扫描仪相连，用于接收实时采集的水分控制值、实时采集的皮带传输速度、激光雷达扫描仪的扫描频率以及实时扫描的皮带上混合料的料面三维数据；所述计算模块与所述接收模块相连，所述计算模块根据皮带传输速度、激光雷达扫描仪的扫描频率、料面三维数据计算混合料堆密度；所述判断模块与所述计算模块相连，用于根据计算的混合料堆密度判断是否达到最佳堆密度，若是，则发出停止水分调节命令，若否，则发出对初始水分控制值进行修正的命令；所述发送模块与所述判断模块和所述控制模块相连，用于将所述判断模块发出的命令传送至所述控制模块；所述存储模块分别与所述接收模块、所述计算模块、所述判断模块相连，用于存储所述接收模块、所述计算模块和所述判断模块的信息。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节系统的一种优选方案，其中：所述皮带秤安装于二混机出口的皮带下方，所述激光雷达扫描仪安装于所述皮带秤的正上方，所述激光雷达扫描仪用于扫描经过所述皮带秤的混合料的料面三维数据。作为本专利技术所述的烧结混合料水分智能调节系统的一种优选方案，其中：还包括与所述工控机相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：包括，/n设定初始水分控制值F

【技术特征摘要】
1.一种烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：包括，
设定初始水分控制值F1，获得初始水分控制值下的烧结混合料；
获取皮带传输速度v；
获取传输的混合料重量m；
通过激光雷达扫描仪，获取皮带上混合料的料面三维数据；
根据皮带传输速度v、激光雷达扫描仪的扫描频率f、料面三维数据生成混合料料面形状，计算混合料堆密度P1；
根据周期信号调整水分控制值，并计算即时的混合料堆密度；
对即时的混合料堆密度进行评价，若即时的混合料堆密度达到最佳堆密度，则停止水分调节；否则对初始水分控制值进行修正，将修正后的水分控制值作为初始水分控制值，并重复上述步骤。


2.如权利要求1所述的烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：所述评价方法为：
根据周期信号△F调整水分控制值为F1+△F，则计算即时的混合料堆密度为P1+△P；
计算混合料水分评价指数K：
K＝∑ΔF×ΔP；
若K＝0，则即时的混合料堆密度为最佳堆密度。


3.如权利要求2所述的烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：还包括，设定偏差范围e，若K在偏差范围e之内，此时的F1值为最佳水分控制值；若K不在偏差范围e之内，根据K的值修正F1，并重复上述步骤。


4.如权利要求2或3所述的烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：所述周期信号△F为按正弦规律变化的周期信号。


5.如权利要求1所述的烧结混合料水分智能调节方法，其特征在于：计算混合料堆密度P1的具体方法为：
预先通过激光雷达扫描空皮带表面，求同一扫描点平均值，返回皮带表面各点的三维点云数据；
通过激光雷达实时扫描经过皮带秤的混合料料面，获得混合料料面的三维点云数据；
将混合料料面的三维点云数据与皮带表面三维点云数据结合，转换到二维平面，生成皮带表面曲线与混合料料面曲线，构成混合料断面形状图；
根据混合料断面形状图计算每次扫描的混合料断面面积s；
根据皮带传输速度v和激光雷达扫描仪的扫描频率f，计算两次扫描的间距L为：



其中，T为激光雷达扫描仪的扫描周期；
计算混合料体积V为：
V＝s×L；
计算混合料堆密度P1为：





6.一种烧结混合料水分智能调节系统，其特征在于：包括分别与工控机(100)相连的采集模块(200)、皮带秤(300)、激光雷达扫描仪(400)和控制模块(500)；
所述采集模块(200)用于将实时采集的水分控制值和皮带传输速度传送至所述工控机(100)；
所述皮带秤(300)用于将实时获取经过所述皮带秤(300)的混合料重量传送至所述工控机(100)；
所述激光雷达扫描仪(400)用于将扫描频率以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏志祁，覃和转，梁斌，石楚刚，肖箐，尹志群，韦振宁，冯志强，黄连超，张博文，
申请(专利权)人：广西柳钢东信科技有限公司，广西柳州钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45