一种水淬池窑渣清理的方法、控制器及系统技术方案

本申请涉及钢铁冶金领域，提供一种水淬池窑渣清理的方法、控制器及系统，根据堆料区域模型，将堆料区域分成若干个大小相等的矩形分区；根据堆料区域的窑渣体积和每个分区的窑渣体积，得到每个分区的权重；根据每个分区的权重和堆料区域的剩余抓取总次数，得到每个分区的剩余抓取次数；根据每个分区的剩余抓取次数，将每个分区的剩余抓取次数，按照次数大小排序，得到每个分区的抓取优先级顺序；根据抓斗的三维坐标和每个分区的优先级顺序，继续控制抓斗靠近优先级大的分区中心点，优先抓取优先级大的分区中的窑渣。该方法可实现自动清理水淬池中窑渣，且避免多抓、漏抓，确保回转窑一次的排料被一次清理。次的排料被一次清理。次的排料被一次清理。

【技术实现步骤摘要】
一种水淬池窑渣清理的方法、控制器及系统


[0001]本申请涉及钢铁冶金领域，尤其涉及一种水淬池窑渣清理的方法、控制器及系统。

技术介绍

[0002]在钢铁生产中为了对铁粉尘进行回收利用，会在钢铁厂建设处置生产线，将含铁粉尘返回生产利用的过程中，铁元素会形成固体含铁窑渣，从窑头排出，进入铁窑渣处理系统，处理后作为烧结原料，送烧结进行配料。
[0003]如图1所示，为现有的铁窑渣处理系统俯视图，包括水淬池01、冲渣通道02、桥式起重机03、桥式起重操作室04和中间渣场05；如图2所示，还包括回转窑06，出料口061，图中箭头为冲渣方向。窑渣处理过程如下：窑渣从回转窑06的出料口061连续排出，在冲渣溜槽中通水粒化后进入到水淬池01浸泡冷却，冷却后窑渣由桥式起重机03控制抓斗031抓取后运送至中间渣场05自然排水晾干。回转窑06中排出的窑渣为高温的熔融状态，排入水淬池01浸泡冷却凝固为颗粒状，窑渣在水淬池01中的靠近冲渣通道02处堆积多，因此需要操作人员操作桥式起重机03对窑渣进行清理。
[0004]在实际生产中，由于在窑渣处理过程中，桥式起重机03需要由操作人员在桥式起重操作室04手动操作，而现场操作过程中，回转窑06窑头排出的高温窑渣，排入水淬池01后，引起水蒸发，从而产生大量的水蒸气；加之窑渣位于水淬池01底部，池中会有杂质；这些因素会干扰操作人员视线，操作工很难预估所抓区域是否还有窑渣，因此会出现抓取无窑渣区域的错抓、有窑渣区域的漏抓，就算抓取到窑渣堆积区，为确保将抓斗031正下方区域的窑渣全部抓完，操作员以最后一次抓取时为空抓结束该区域的抓取，从而导致不必要的抓取，这些不必要的抓取影响生产进程，损耗钢铁厂相关设备。

技术实现思路

[0005]为了自动清理水淬池中窑渣，且避免多抓、漏抓，确保回转窑一次的排料被一次清理；本申请提供一种水淬池窑渣清理的方法、控制器及系统。
[0006]第一方面，本申请提供一种水淬池窑渣清理的方法，所述方法应用于水淬池窑渣的清理系统，所述系统包括：抓斗坐标检测装置、激光扫描装置、抓斗重量检测装置和控制器，所述抓斗坐标检测装置设置于桥式起重机表面，用于获取抓斗的三维坐标；所述激光扫描装置，位于堆料区域侧上方，用于射出激光线，以获取堆料区域窑渣堆表面各个反射点的位置参数，所述抓斗重量检测装置设置于抓斗上方，用于获取抓斗实际抓取重量，所述控制器与所述抓斗坐标检测装置、激光扫描装置和抓斗重量检测装置连接，控制抓斗在水淬池上方水平或垂直移动，以将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述抓斗张开为矩形，所述堆料区域位于水淬池底部并靠近冲渣通道。
[0007]所述方法包括以下步骤：
[0008]控制器根据激光扫描装置发送的各个反射点的位置参数，获取堆料区域模型，堆料区域近似圆形，窑渣堆近似圆锥体。
[0009]根据堆料区域模型，将堆料区域分成若干个大小相等的矩形分区，所述矩形分区大小与抓斗张开的矩形面大小相等。
[0010]获取每个分区的窑渣体积和堆料区域的窑渣体积，根据堆料区域的窑渣体积和每个分区的窑渣体积，得到每个分区的权重。
[0011]获取堆料区域的窑渣重量，根据堆料区域的窑渣重量，得到堆料区域的剩余抓取总次数。
[0012]根据每个分区的权重和堆料区域的剩余抓取总次数，得到每个分区的剩余抓取次数。
[0013]根据每个分区的剩余抓取次数，将每个分区的剩余抓取次数，按照次数大小排序，得到每个分区的抓取优先级顺序。
[0014]根据抓斗的三维坐标和每个分区的优先级顺序，继续控制抓斗靠近优先级大的分区中心点，优先抓取优先级大的分区中的窑渣。
[0015]可选的，所述根据堆料区域的窑渣重量，获取堆料区域的剩余抓取总次数的步骤，包括：
[0016]当抓斗抓取窑渣，抓斗处于水淬池水中时，抓斗停留在水中2秒，获取抓满率；
[0017]获取抓斗的容积V
d
、水淬池内水的密度ρ1、窑渣的密度ρ2、抓斗称重检测装置获取的实时抓斗的重量m和空载抓斗的重量m
d
。
[0018]根据所述抓斗的容积、水淬池内水的密度、窑渣的密度、抓斗称重检测装置获取的拉力值和空载抓斗的重量，采用抓满率计算模型获取抓满率，所述抓满率计算模型如下：
[0019][0020]η0为抓满率。
[0021]根据抓满率和堆料区域的窑渣重量，获取堆料区域的剩余抓取总次数。
[0022]根据以下公式计算所述堆料区域的剩余抓取总次数：
[0023][0024]Q为堆料区域的窑渣重量，n1为堆料区域的剩余抓取总次数。
[0025]可选的，所述根据堆料区域模型，将堆料区域分成若干个大小相等的矩形分区的步骤，包括：
[0026]将垂直中心线与冲渣通道中心线位置一致并最靠近冲渣通道的区域作为起始分区，从起始分区开始再向四周划分；将不在堆料区域以及边缘面积小于1/2分区面积的区域舍弃。
[0027]可选的，获取每个分区的窑渣体积的步骤，包括：
[0028]获取分区中心点的窑渣堆高度，包括：
[0029]获取堆料区域窑渣的初始高度和冲渣通道在水淬池平面的投影矩形。
[0030]以所述投影矩形宽的中线为Y轴，离冲渣通道最近的分区的宽的中线为X轴，X轴与Y轴的交点为原点，建立坐标系。
[0031]获取分区中心点的横坐标。
[0032]根据以下公式计算中心点的窑渣堆高度：
[0033]H
x
＝H
‑
xtanA
[0034]H
x
为分区中心点的窑渣堆高度，H为堆料区域窑渣的初始高度，x为分区中心点的横坐标，A为堆料区域窑渣的安息角。
[0035]所述堆料区域窑渣的初始高度H，根据以下模型计算：
[0036]H＝H1‑
H2‑
H3‑
H4[0037]H1为抓斗转动轴的位置距离水面的间距，H2为抓斗最低平面距离固定抓渣点的间距，H3为水淬池中的水深，H4为抓斗自身的高度。
[0038]获取分区的长度和分区的宽度。
[0039]根据以下公式计算分区的体积：
[0040][0041]V
xy
为分区的体积，a为分区的长度，b为分区的宽度。
[0042]可选的，所述堆料区域的窑渣体积的获取步骤包括：
[0043]获取堆料区域的窑渣体积计算系数k。
[0044]采用堆料区域的窑渣体积的计算模型，获取堆料区域的窑渣体积，所述堆料区域的窑渣
[0045]体积的计算模型为：
[0046][0047]V为堆料区域的窑渣体积，k为堆料区域的窑渣体积计算系数，A为堆料区域窑渣的安息角，H为堆料区域窑渣的初始高度。
[0048]可选的，所述根据堆料区域的窑渣体积和每个分区的窑渣体积，得到每个分区的权重的步骤包括：
[0049]根据以下公式计算分区的权重：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水淬池窑渣清理的方法，其特征在于，所述方法应用于水淬池窑渣的清理系统，所述系统包括：抓斗坐标检测装置、激光扫描装置、抓斗重量检测装置和控制器，所述抓斗坐标检测装置设置于桥式起重机表面，用于获取抓斗的三维坐标；所述激光扫描装置，位于堆料区域侧上方，用于射出激光线，以获取堆料区域窑渣堆表面各个反射点的位置参数，所述抓斗重量检测装置设置于抓斗上方，用于获取抓斗实际抓取重量，所述控制器与所述抓斗坐标检测装置、激光扫描装置和抓斗重量检测装置连接，控制抓斗在水淬池上方水平或垂直移动，以将堆料区域的窑渣抓至中间渣场，所述抓斗张开为矩形，所述堆料区域位于水淬池底部并靠近冲渣通道；所述方法包括以下步骤：控制器根据激光扫描装置发送的各个反射点的位置参数，获取堆料区域模型，堆料区域近似圆形，窑渣堆近似圆锥体；根据堆料区域模型，将堆料区域分成若干个大小相等的矩形分区，所述矩形分区大小与抓斗张开的矩形面大小相等；获取每个分区的窑渣体积和堆料区域的窑渣体积，根据堆料区域的窑渣体积和每个分区的窑渣体积，得到每个分区的权重；获取堆料区域的窑渣重量，根据堆料区域的窑渣重量，得到堆料区域的剩余抓取总次数；根据每个分区的权重和堆料区域的剩余抓取总次数，得到每个分区的剩余抓取次数；根据每个分区的剩余抓取次数，将每个分区的剩余抓取次数，按照次数大小排序，得到每个分区的抓取优先级顺序；根据抓斗的三维坐标和每个分区的优先级顺序，继续控制抓斗靠近优先级大的分区中心点，优先抓取优先级大的分区中的窑渣。2.根据权利要求1所述的一种水淬池窑渣清理的方法，其特征在于，所述根据堆料区域的窑渣重量，获取堆料区域的剩余抓取总次数的步骤，包括：当抓斗抓取窑渣，抓斗处于水淬池水中时，抓斗停留在水中2秒，获取抓满率；获取抓斗的容积V
d
、水淬池内水的密度ρ1、窑渣的密度ρ2、抓斗称重检测装置获取的实时抓斗的重量m和空载抓斗的重量m
d
；根据所述抓斗的容积、水淬池内水的密度、窑渣的密度、抓斗称重检测装置获取的拉力值和空载抓斗的重量，采用抓满率计算模型获取抓满率，所述抓满率计算模型如下：η0为抓满率；根据抓满率和堆料区域的窑渣重量，获取堆料区域的剩余抓取总次数；根据以下公式计算所述堆料区域的剩余抓取总次数：Q为堆料区域的窑渣重量，n1为堆料区域的剩余抓取总次数。3.根据权利要求1所述的一种水淬池窑渣清理的方法，其特征在于，所述根据堆料区域模型，将堆料区域分成若干个大小相等的矩形分区的步骤，包括：
将垂直中心线与冲渣通道中心线位置一致并最靠近冲渣通道的区域作为起始分区，从起始分区开始再向四周划分；将不在堆料区域以及边缘面积小于1/2分区面积的区域舍弃。4.根据权利要求1所述的一种水淬池窑渣清理的方法，其特征在于，获取每个分区的窑渣体积的步骤，包括：获取分区中心点的窑渣堆高度，包括：获取堆料区域窑渣的初始高度和冲渣通道在水淬池平面的投影矩形；以所述投影矩形宽的中线为Y轴，离冲渣通道最近的分区的宽的中线为X轴，X轴与Y轴的交点为原点，建立坐标系；获取分区中心点的横坐标；根据以下公式计算中心点的窑渣堆高度：H
x
＝H
‑
xtanAH
x
为分区中心点的窑渣堆高度，H为堆料区域窑渣的初始高度，x为分区中心点的横坐标，A为堆料区域窑渣的安息角；所述堆料区域窑渣的初始高度H，根据以下模型计算：H＝H1‑
H2‑
H3‑
H4H1为抓斗转动轴的位置距离水面的间距，H2为抓斗最低平面距离固定抓渣点的间距，H3为水淬池中的水深，H4为抓斗自身的高度；获取分区的长度和分区的宽度；根据以下公式计算分区的体积：V
xy
为分区的体积，a为分区的长度，b为分区的宽度。5.根据权利要求1所述的一种水淬池窑渣清理的方法，其特征在于，所述堆料区域的窑渣体积的获取步骤包括：获取堆料区域的窑渣体积计算系数k；采用堆料区域的窑...

【专利技术属性】
技术研发人员：王政，刘雁飞，刘果，陈伟，
申请(专利权)人：湖南中冶长天节能环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：