用于调整烧结材料的渗透率的方法技术

本发明专利技术涉及钢铁冶金烧结领域。本发明专利技术的目的是：通过借助于烧结混合物的最大空气通行来来实现烧结设施的最佳运行。该目的通过一种用于调整渗透率的方法、一种信号处理设备、一种机器可读代码来实现。通过用于渗透率的基于数据的在线模型确定烧结混合物的湿气含量的目标值，在目标值处出现烧结混合物的渗透率的最大值。基于数据的在线模型(为了持续更新)具有烧结混合物的至少一个湿气含量和渗透率作为输入变量。所确定的湿气含量作为目标值传输至湿气添加调节器。湿气添加调节器。湿气添加调节器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于调整烧结材料的渗透率的方法


[0001]本专利技术涉及钢铁冶金中的烧结的领域。
[0002]一方面，本专利技术涉及一种用于调整用于烧结设施的烧结混合物的渗透率的方法。
[0003]另一方面，本专利技术涉及一种用于执行用于调整渗透率的方法的信号处理装置和一种机器可读代码。此外，本专利技术还涉及一种存储有机器可读的代码的存储介质。

技术介绍

[0004]在烧结设施中，为了在高炉中使用而由细粒的原料来生产块状的铁矿石烧结物。在此，细矿石、石灰石、具有焦屑的回收粉尘(作为燃料)在搅拌筒中混合成烧结混合物。用于产生烧结混合物的方法也是已知的，其除了混合器之外还具有造粒机和滚光滚筒，如在EP2848299B1中所示。烧结混合物作为烧结床堆起到由所谓的炉排车构成的烧结带上。焦屑借助于气体燃烧器经由点火罩在表面处点燃。在炉排下方，经由风箱或吸箱施加负压，由此，从上向下通过烧结层抽吸空气和所形成的废气，并且燃烧区从表面朝吸箱的方向迁移。铁矿石开始熔化、粘在一起并形成烧结饼。将烧结带的速度选择成，使得烧结层在临近带端部时完全烧穿。在端部处，烧结物被甩出、破碎并在冷却器上冷却，并且然后经由长传送带输送至高炉。
[0005]烧结设施的生产率与烧结床的渗透率紧密关系。烧结床的渗透率越高，生产率就越高。高渗透率产生良好的燃烧行为，从而产生均匀良好烧透的烧结饼。除了粒度分布之外，湿气含量是对渗透率的最重要的影响参数之一。在湿气含量低时，细颗粒阻塞空气通行并且导致渗透率低。在湿气非常高的情况下，水阻塞烧结混合物的颗粒之间的空气通行。在两者之间存在最佳情况，在最佳情况中，细颗粒通过湿气结合在较大的颗粒处并且渗透率进而空气通行变得最大。因此，对于烧结设施的最佳运行，了解渗透率的最大值的位置非常重要。
[0006]在EP 2330468A1中示出用于优化固化炉运行的过程控制装置。
[0007]在US4410355A1中示出用于控制用于细粒矿石的造粒设备的方法。将烧穿焦点的位置选为用于控制方法的目标变量。
[0008]在JPH08134554A中示出用于对烧结原材料造粒的方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是：通过实现穿过烧结混合物的最大空气通行，来实现烧结设施的最佳运行。
[0010]该目的通过一种用于调整渗透率的方法来实现，该方法根据烧结混合物的渗透率的基于数据的在线模型确定烧结混合物的湿气含量的目标值，在该目标值处出现烧结混合物的渗透率的最大值。基于数据的在线模型(为了持续更新)具有烧结混合物的至少一个湿气含量和渗透率的数据作为输入变量。所确定的湿气含量作为目标值被传输至湿气添加调节器。数据例如能够是直接的测量数据、从其他测量数据中计算的数据或估计数据。
[0011]在本专利技术的上下文中，渗透率表示烧结混合物的空气或气体穿透率。
[0012]在离线阶段中创建基于数据的模型。为了确保适当地选择鲁棒的模型和要包含的影响变量，在离线阶段中根据独立的、在模型创建中未使用的测试数据执行对具有影响变量的不同组合的不同模型的验证。借助于均方根误差评估模型性能，均方根误差提供对于渗透率的模型预测和所测量的渗透率的偏差的度量。优选地，使用提供关系的可理解的公式的模型，例如多元线性回归。基于数据的模型至少具有湿气含量作为输入变量。在烧结设施运行中(即在在线模式中)持续地用渗透率和湿气含量的数据、优选测量数据来更新基于数据的模型。渗透率也能够间接地通过生产率确定。生产率通过每单位时间所产生的烧结材料的重量得出。通过检测生产率，同样能够良好近似地确定渗透率。通过基于数据的在线模型能够确定烧结混合物的湿气含量，在烧结混合物中出现渗透率的最大值。然后，将该湿气含量作为目标值传输至湿气添加调节器。该传输应当在合理的时间部段中进行，该时间部段与湿气含量和/或渗透率的测量间隔相关。目标值的更新总是应在以下时间间隔之后进行，该时间间隔至少大于或等于测量间隔。有利借助混合料测试仪求出的湿气含量的测量间隔例如处于5至30分钟的范围内。但是也能够考虑使用机器学习中的其他回归模型，即例如套索(lasso)回归、岭回归、符号回归、决策树、随机森林、梯度提升或神经网络。根据选择何种模型，会需要：如果分析确定是不可行的，则数值确定渗透率的最大值。在烧结混合物的制备期间，在为此所设的机组(例如在混合器、强力混合器、造粒机和/或滚光滚筒)中进行湿气含量的调整。
[0013]如果无法明确地探测渗透率的最大值，则也能够利用在最后预设的渗透率值的点处的斜率进行调节。根据斜率，提高、降低新的预设的渗透率值或使其不变。在该情况下，也能够使用线性模型，从线性模型中计算斜率。例如，当工作点处于曲线的侧部上并且显著远离最佳值时，能够使用斜率。因此，能够替代地通过斜率来确定最大值或最优值。这两种方法(斜率和确定最大值)的组合是可行的。如果能够确定最大值，则将其位置用于调节。如果无法确定最大值，则能够过渡到借助于倾斜进行调节。
[0014]一个优选的实施方式提出：烧结混合物的以下参数中的至少一个是基于数据的在线模型的附加的输入变量：
[0015]‑
烧结混合物的填料密度，
[0016]‑
烧结混合物的组分，
[0017]‑
粒度分布，
[0018]‑
在混合烧结混合物时的工艺参数
[0019]‑
环境影响，优选是环境温度。
[0020]通过填料密度能够良好地描述材料组分。烧结混合物的填料密度的、用于基于数据的在线模型的附加的输入变量改进渗透率的确定，因为由此材料特性包括到基于数据的在线模型中。烧结混合物的组分包含所有材料、添加剂和/或燃料。例如，对于烧结混合物中所有材料和/或对于铁矿石，能够将粒度分布作为输入变量传输至基于数据的在线模型。
[0021]能够将对于单个或对于所有制备机器的工艺参数用作为在制备烧结混合物时的工艺参数的输入变量。将制备机器例如理解为混合器、强力混合器、制粒机和/或滚光滚筒。除了环境温度之外，在环境影响中还有空气湿度、天气、降水量和其他环境条件是相关的。根据烧结混合物的材料在哪里仓储，这种影响在湿气含量方面是重要的。
[0022]另一优选的实施方式提出，渗透率的在线模型具有湿气含量的、湿气含量的平方的和优选填料密度的函数关系。已经表明：通过考虑湿气含量的平方能够进一步改进模型，并且通过这种关系进一步改进渗透率的最大值的确定。作为其他的输入参数的填料密度实现进一步改进模型和渗透率的确定。因此，渗透率p能够近似地例如通过以下函数关系借助于湿度f和湿度的平方f2来描述：
[0023]p＝c0+c1*f+c2*f
2 (等式1)
[0024]在此使用的系数c0、c1、c2根据出自测量数据中的现有数据集来适配。从该公式中显著能够确定任何如下点，在该点处渗透率具有在湿气变化中的最大值。通过计算对湿气的一阶导数并将该导数设置为零，能够获得渗透率变为最大/最小的湿气值。
[0025]从湿气c2的平方项的系数中能够读本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率的方法，其特征在于，根据所述烧结混合物(5)的渗透率的基于数据的在线模型(16)来确定所述烧结混合物(5)的湿气含量(16a)的目标值，在所述目标值处出现所述烧结混合物(5)的所述渗透率的最大值，将所述湿气含量(16a)的所述目标值传输至湿气添加调节器(15)，其中，所述基于数据的在线模型(16)为了持续更新而具有所述烧结混合物(5)的至少一个湿气含量(17a)的和一个渗透率(17b)的数据作为输入变量(17)，所述数据优选是测量数据。2.根据权利要求1所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，所述基于数据的在线模型(16)的附加的输入变量(17)是以下参数中的至少一个：
‑
所述烧结混合物的填料密度，
‑
所述烧结混合物的组分，
‑
粒度分布，
‑
在混合所述烧结混合物时的工艺参数，
‑
环境影响，优选是环境温度。3.根据权利要求1或2所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，所述渗透率的所述基于数据的在线模型(16)具有所述烧结混合物的湿气含量的、所述湿气含量的平方的和优选所述烧结混合物的填料密度的函数关系。4.根据权利要求1至3所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，仅在相对于先前的目标值的变化大于0.05％时，才将所述湿气含量作为目标值输送至所述湿气添加调节器。5.根据权利要求1至4所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，仅在至少三十分钟之后，优选在一小时之后，将所述湿气含量(17a)作为目标值传输至所述湿气添加调节器(15)。6.根据权利要求1至5所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，在每次确定、优选测量所述输入变量之后，更新所述基于数据的在线模型(16)，其中，至少每小时、优选至少每30分钟确定、优选测量所述输入变量。7.根据权利要求1至6所述的用于调整用于烧结设施(1)的烧结混合物(5)的渗透率(17b)的方法，其特征在于，所述湿气含量(17a)的所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得拉，
申请(专利权)人：普锐特冶金技术奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：