烧结矿层厚度预测方法及系统技术方案

本申请公开了一种烧结矿层厚度预测方法及系统，该方法包括：检测每个风箱的风量，以及，检测大烟道的烟气成分；根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率；计算每个风箱的有效风量；确定每个风箱位置料层的垂直烧结速度；获取烧结机台车的台车速度、风箱长度和目标风箱位置；利用所述台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度确定位于目标风箱位置处的烧结矿层厚度。与现有技术相比，该方法通过对物料焙烧过程中的风量和烟气成分分析，可以准确预测烧结机台车上任意风箱位置处的烧结矿层厚度，进而在对烧结过程进行控制时，可以更加容易调节料层的垂直烧结速度，保证烧结质量。???

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及烧结工艺
，特别是涉及一种烧结矿层厚度预测方法及系统。
技术介绍
随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是，将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示各种原料在配料室I配比，形成混合物料，然后进入混合机2混匀和造球，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成料层，点火风机12和引火风机11为物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱下方为水平安置的大烟道(或称烟道)7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。在物料烧结过程中，料层由上向下焙烧，焙烧后的料层即形成烧结矿层，当烧结矿层的厚度等于料层厚度时，料层焙烧充分，烧结矿层的厚度刚好等于料层厚度处台车对应的风箱位置就是烧结终点。现有的烧结工艺将烧结矿温度在250度左右的位置作为现场烧结终点，并且烧结终点的温度大于烧结终点前、后位置的温度，在烧结系统中，通常在烧结台车5下方的风箱6内设置热电偶传感器，通过检测风箱内气体的温度，间接检测位于风箱位置物料的温度。将温度等于250度的风箱位置与预先设定的位置进行对比，根据对比结果调节台车的速度，进而调节烧结终点的位置。其中，当检测烧结终点早于预先设置的烧结终点时，加快台车运行速度；当检测烧结终点晚于预先设置的烧结终点时，减慢台车运行速度。上述采用热电偶检测物料的方法调节烧结终点，需要检测物料充分焙烧后，烧结矿层厚度等于料层厚度的风箱位置，由于整个烧结过程耗时需要40分钟甚至更多，所以采用热电偶检测物料的方法调节烧结终点，调节时延较长，调节过程存在严重的滞后性，调节精度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种烧结矿层厚度预测方法及系统，可以准确预测整个烧结过程中台车上任意位置的烧结矿层的厚度，以解决现有调节烧结终点的方式存在调节时延长、调节精度低的问题。 为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下一种烧结矿层厚度预测方法，包括检测每个风箱的风量，以及，检测大烟道的烟气成分；根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率；计算每个风箱的有效风量,有效风量=风量*有效风率；根据已知有效风量与垂直烧结速度之间的对应关系，确定每个风箱位置料层的垂直烧结速度；获取烧结机台车的台车速度、风箱长度和目标风箱位置；利用所述台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度确定位于目标风箱位置处的烧结矿层厚度。一种烧结矿层的厚度预测系统，包括风量检测单元，用于检测烧结机台车上每个风箱的风量；烟气成分检测单元，用于检测大烟道的烟气成分；有效风率计算单元，用于根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率；有效风量计算单元，用于根据每个风箱的风量和有效风率计算每个风箱的有效风量，有效风量=风量*有效风率；垂直烧结速度计算单元，用于根据已知有效风量与垂直烧结速度之间的对应关系，确定料层的垂直烧结速度；`获取单元，用于获取烧结机台车的台车速度、风箱长度和目标风箱位置；厚度确定单元，用于利用所述台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度确定位于不同风箱位置处的烧结矿层厚度。由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该方法，在物料焙烧过程中，通过检测每个风箱的风量和大烟道的烟气成分，可以计算得到料层的垂直烧结速度，再检测台车速度、风箱长度和目标风箱位置，并且根据台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度，就可以计算得到目标风箱位置处的烧结矿层厚度。与现有技术相比，该方法通过对物料焙烧过程中的风量和烟气成分分析，可以准确预测烧结机台车上任意风箱位置处的烧结矿层厚度，进而在对烧结过程进行控制时，可以更加容易调节料层的垂直烧结速度，保证烧结质量。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的烧结机的结构示意图；图2为本申请实施例提供的烧结机台车的局部结构示意图；图3为本申请实施例一提供的烧结矿层厚度预测方法的流程示意图；图4为本申请实施例一提供的确定烧结矿层厚度的详细流程图；图5为本申请实施例二提供的烧结矿层厚度预测方法的流程示意图；图6为本申请实施例三提供的烧结矿层的厚度预测系统的结构示意图7为本申请实施例三提供的风量检测单元的结构示意图；图8为本申请实施例四提供的烧结矿层的厚度预测系统的结构示意图；图9为本申请实施例四提供的厚度确定单元的结构示意图。具体实施例方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。实施例一本实施例中，直接在每个风箱内设置风量检测仪，利用风量检测仪来检测每个风箱的风量。如图2所示，图中，13为风量检测装置，在每个风箱6内均设置有一个风量检测装置13。图3为本申请实施例一提供的烧结矿层厚度预测方法的流程示意图。如图3所示，该方法包括 SlOl :检测每个风箱的风量。利用设置在每个风箱6内的风量检测装置13，检测每个风箱6的风量。S102 :检测大烟道的烟气成分。在物料层烧结过程中，不会将主抽风机产生的风量中的氧气完全消耗掉，而是仅仅有一部分氧气参与烧结反应，所以，通过烟气成分可以了解烧结过程中物料消耗的氧气情况。在本实施例中，检测大烟道烟气成分，主要检测单位体积烟气中02、CO、CO2, N2, NO、NO2的含量。如图2所示，烟气成分分析仪15设置在大烟道7内，用于检测单位体积烟气中02、C0、C02、N2、N0、N02 的含量。S103 :根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率。由于空气进入烧结反应过程中，氧气需参与铁矿石固相反应及焦炭燃烧等反应，因此进气中的氧经烧结过程后，其在烟气中氧气的量会发生变化；由于氮不参与铁矿石的固相反应，所以氮经过烧结过程后以NO、N02、N2的形式存在，在烟气中可准确测量。根据物质不变定律，空气中氮气和氧气的含量稳定，这样根据烟气中氮气量和被氧化的氮气量，就可以计算得到进入到大烟道内的氮气和氧气的量，同时根据测得的烟气中剩余氧气量，利用公式(I)可准确计算得到参与反应氧气量。 空气中氧气量_烟气中剩余氧气量+参与反应氧气量空气中氮气量烟气中氮气量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结矿层厚度预测方法，其特征在于，包括：检测每个风箱的风量，以及，检测大烟道的烟气成分；根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率；计算每个风箱的有效风量，有效风量=风量*有效风率；根据已知有效风量与垂直烧结速度之间的对应关系，确定每个风箱位置料层的垂直烧结速度；获取烧结机台车的台车速度、风箱长度和目标风箱位置；利用所述台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度确定位于目标风箱位置处的烧结矿层厚度。

【技术特征摘要】
1.一种烧结矿层厚度预测方法，其特征在于，包括检测每个风箱的风量，以及，检测大烟道的烟气成分；根据检测得到的烟气成分计算每个风箱的有效风率；计算每个风箱的有效风量，有效风量=风量*有效风率；根据已知有效风量与垂直烧结速度之间的对应关系，确定每个风箱位置料层的垂直烧结速度；获取烧结机台车的台车速度、风箱长度和目标风箱位置；利用所述台车速度、风箱长度、目标风箱位置和垂直烧结速度确定位于目标风箱位置处的烧结矿层厚度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用设置在每个风箱内的风量检测仪检测每个风箱的风量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括检测大烟道负压；获取与料层物料配比相对应的料层阻力；利用已知大烟道负压与料层阻力的对应关系，计算每个风箱的风量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，周期性检测大烟道内单位体积烟气中的烟气成分。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括利用所述烟气成分确定参与反应氧气量；计算相邻两次检测烟气成分后确定得到参与反应氧气量的差值；判断所述参与反应氧气量的差值是否大于预先设置值；如果大于，利用当前检测烟气成分后确定得到的参与反应氧气量计算每个风箱的有效风率，否则，根据相邻两次检测烟气成分后确定得到参与反应氧气量的均值计算每个风箱的有效风率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括利用所述台车速度和风箱长度，计算料层在每个风箱上的运动时间Λ t，以及计算第η 个风箱上烧结矿层增加的厚度Λ h，单位为_，Λ h=Vne* Δ t，其中，Vne为第η个风箱位置料层的垂直烧结速度，单位为mm/min ；计算料层由烧结起点移动到目标风箱位置的运动时间t，单位为min ；根据所述运动时间和垂直烧结速度，计算位于目标风箱位置的烧结矿矿讽箱层厚度h，其中，h= _fVnl,dt，单位为_。O7.一种烧结矿层的厚度预测系统，其特征在于，包括风量检测单元，用于检测烧结机台车上每个风箱的风量；烟气成分检测单元，用于检测大烟道的烟气成分；有效风率...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁立新，孙超，卢杨权，申伟杰，高鹏双，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：