一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统及方法，属于铁矿粉造球技术领域。该系统包括造球圆盘、机械臂、摄像机、输送皮带、水管、上料皮带和刮刀，造球圆盘旁边的操作廊道靠近造球圆盘处安装机械臂，摄像机I对准造球圆盘的成球区，摄像机II对准造球圆盘卸料区的输送皮带，造球圆盘上方设置水管和上料皮带，造球圆盘框架内壁设置刮刀，刮刀不随圆盘转动。本发明专利技术通过机械臂自动处理成球区大颗粒，增加成球区有效容积，再通过成球区球团粒级分布、方差评价处理的情况，通过成品球团粒级分布、平均粒径及方差确定造球参数的合理性。本发现有效提高球团的造球效率，降低劳动强度和危险性，使球团工艺在造球系统实现降本增效。本增效。本增效。

【技术实现步骤摘要】
一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及铁矿粉造球
，特别是指一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统及方法。

技术介绍

[0002]我国高炉炉料结构主要由三部分组成：烧结矿、球团矿和块矿。其中以烧结矿为主，球团矿和块矿为辅，球团矿和块矿的主要目的是提高入炉品位和平衡高炉渣碱度。随着烧结生产系统节能环保压力及气体污染物排放新标准的确立，烧结工序受到一定的限制，球团矿从辅助炉料向主要炉料转变，高炉高比例球团、碱性球团生产受到重视，因此提高球团产量和质量成为冶金行业的新课题。生产球团的重要工序之一是将适合造球的矿粉制成一定粒度10
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16mm的生球，然后进行干燥、预热、焙烧、均热等工序，生球的性能主要包括落下强度、抗压强度、热爆裂强度。本专利技术主要涉及造成工序。
[0003]造球工序一般由两个工艺：圆盘造球和圆筒造球。我国造球皆选用圆盘造球工艺，圆盘造球工艺中转速和倾角为固定条件，不易变化。对于造球工艺目前研究皆在水分、成品球粒度组成、添加粘结剂的种类及配加量及成球时间。我国对铁矿粉造球的研究情况主要如下：
[0004]一种铁矿球团造球装置中串联两个造球盘，第二个造球盘在第一个造球盘的下方，第一造球盘未成为生球的矿粉和所述第一分量的生球进入第二造球盘中，第二造球盘再次造球，达到了大幅度减少球团造球过程的返矿率，提高产量，改善生球表面质量和强度，降低能耗的目的。
[0005]一种圆筒造球机的挂料装置中相邻刀片在横梁正面上的垂直投影有重叠，刀片与水平面形成夹角，刀片的前端与筒体内壁成弧形。解决圆筒造球机的多余物料粘结附在筒壁上影响造球效率和质量的问题，提高生产效率，降低能耗。
[0006]一种智能造球检测系统中主要对矿粉和球体红外水分分析，盘速检测及图像采集，判断造球机的工作状态，调整水分及机速，保证生球质量。
[0007]造球机大颗粒机器人视觉筛选设备中在球盘的支架上，设置有一捞爪，可张开和合拢，合拢后的捞爪与档齿形成捞笼，按照CCD相机查找大颗粒，找到大颗粒后，传送至机器人控制器，机器人在按位置信息将手臂移至到位置处，并下沉入物料中将大颗粒捞入捞笼，当移除造粒机范围后张开捞爪，可将大颗粒移除。该设备未考虑球团圆盘治理的实际情况，1)圆盘制粒是高速运转，定位后机器按定位捞取，不满足实际情况，2)捞取的装置设计及捞取动作在捞取大球的同时，将破坏大量正常球团。
[0008]基于上述，本专利技术将造球盘分为四个区：1)上料区，2)加水区，3)成核区，4)长大及卸料区。本专利技术通过在成球区、卸料皮带增加图像采集，调整成球区容积，判断与措施联动。本专利技术系统24小时不间断运转，只需操作者在操作室观看即可，有效的减少球团岗位工作强度，使得生球生产效率提高，生球质量稳定。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是提供一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统及方法。
[0010]在铁矿粉造球的过程中，我国球团粒级标准为10
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16mm，大于16mm球团其预热焙烧的过程中，会产生夹心球、烧不透、抗压强度低、还原性下降等恶化球团冶金性能情况。而在造球的过程中由于水分局部聚集，粉矿在刮刀、圆盘壁的粘结，30mm以上大球产生是不可避免，有的甚至超过200mm，大于30mm的大球由于自重力较大，在成球区反复滚动，几乎不能够到卸料区，目前的处理方式是靠人工外力清理。一个人清理一个造球盘需要10min，一条产线10个造球盘，使用8个备2个，一个周期需要80min，由于圆盘是高速运转的，只能清理大于100mm以上的球团，清理小球不现实。本次清理后，超大球在造球盘中反复生长，1
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2小时后仍需清理，周而复始。
[0011]因此，基于上述实际情况，本专利技术设计了一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统，该系统包括造球圆盘、机械臂、两台摄像机、输送皮带、水管、上料皮带和刮刀，
[0012]造球圆盘旁边的操作廊道靠近造球圆盘处安装机械臂，
[0013]摄像机I对准造球圆盘的成球区，摄像机II对准造球圆盘卸料区输送皮带，
[0014]造球圆盘上方设置水管和上料皮带，上料皮带下方为下料区，按顺时针方向，下料区后为成核长大区，成核长大区后为成球区；
[0015]造球圆盘框架内壁设置刮刀，造球圆盘逆时针转动，刮刀不随圆盘转动。
[0016]其中，机械臂清理大球一端由间隔40mm
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50mm的弧状尖锐不锈钢制成。
[0017]该系统的应用方法，包括步骤如下：
[0018]S1：矿粉由上料皮带进入下料区；
[0019]S2：造球圆盘逆时针转动，矿粉也随之逆时针转动，通过水管向造球圆盘加入雾状水；
[0020]S3：由于毛细力的作用，矿粉发生粘结，在成核长大区逐渐长大成核；
[0021]S4：成核矿粉再长大进入成球区成为成品球团，成球区中有超过100mm的较大球团需要清除；
[0022]S5：成品球团进入输送皮带，进入筛分工序，＜10mm及＞16mm球团重新破碎返回造球系统，取10
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16mm合格球团进行干燥
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预热
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焙烧
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均热
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冷却；
[0023]S6：超过100mm特大球团由于重力左右，不能进入输送皮带，在成球区持续滚大，通过机械臂运转，将较大球团打碎，提高造球效率。
[0024]其中，S6中机械臂运转控制方式有两种：常规方式运转和节能方式运转。
[0025]机械臂的常规方式运转具体为：
[0026]设定运转周期，每小时进行一个周期，一个周期10次，每次相隔30s。
[0027]机械臂的节能方式运转具体为：
[0028]通过摄像机I实时观测成球区球团，采集成球区球团图像，当球团最大颗粒超过100mm预定值时，控制系统控制机械臂运转；同时，通过摄像机Ⅱ实时观测皮带上成品球，记录成品球中大颗粒的数量、球团的粒级、平均粒径及方差，评估球团粒级分布，进而判断造球参数的合理性。
[0029]其中，摄像机I采集图像的频率为10s/组。
[0030]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0031]上述方案中，通过设置摄像机能够有效去除成球区大颗粒，为成球区扩大有效造球空间，提高成品球团均匀度、产量和质量，节省劳动力，有效避免安全事故的发生。和摄像机相连的终端系统对采集的图像进行分析，使得球团质量判断更加有实时依据，本专利技术为球团生产系统提供一种可实施的提高造球效率自动控制方法。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的有效提升铁矿粉球团造球效率的智能系统结构示意图。
[0033]其中：1
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造球圆盘，2
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机械臂，3
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成球区，4
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摄像机Ⅰ，5
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操作廊道，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统，其特征在于，包括造球圆盘、机械臂、两台摄像机、输送皮带、水管、上料皮带和刮刀，造球圆盘旁边的操作廊道靠近造球圆盘处安装机械臂，摄像机I对准造球圆盘的成球区，摄像机II对准造球圆盘卸料区输送皮带，造球圆盘上方设置水管和上料皮带，上料皮带下方为下料区，按顺时针方向，下料区后为成核长大区，成核长大区后为成球区；造球圆盘框架内壁设置刮刀，造球圆盘逆时针转动，刮刀不随圆盘转动。2.根据权利要求1所述的有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统，其特征在于，所述机械臂清理大球一端由间隔40mm
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50mm的弧状尖锐不锈钢制成。3.根据权利要求1所述的有效提升铁矿粉球团造球效率的自动控制系统的应用方法，其特征在于，包括步骤如下：S1：矿粉由上料皮带进入下料区；S2：造球圆盘逆时针转动，矿粉也随之逆时针转动，通过水管向造球圆盘加入雾状水；S3：由于毛细力的作用，矿粉发生粘结，在成核长大区逐渐长大成核；S4：成核矿粉再长大进入成球区成为成品球团，成球区中有超过100mm的较大球团；S5：成品球团进入输送皮带，进入筛分工序，＜10mm及＞16mm球团重新破碎返回造球系统，取10
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16mm合格球团进行干燥

【专利技术属性】
技术研发人员：祁成林，冯根生，李金莲，任伟，王亮，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：