[發明專利]吸風燒結機燒穿點位置和燒穿溫度直接測定系統

有效

• 申請號: 201210426050.7
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102927820A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 戈文燕;戈爾谷
• 申請（專利權）人: 戈文燕;戈爾谷
• 主分類號: F27B21/14
• 分類號: F27B21/14
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術領域

本發明涉及吸風燒結機，屬于測定吸風燒結機核心操作參數燒穿點溫度及位置的系統。

背景技術

燒結機燒穿點位置的測定技術與燒穿溫度是燒結塊合格度的核心操作狀態參數。在燒穿溫度下，燒結料在燒結帶上行進一段距離，經一定程度的抽風冷卻后，從機尾掉下，經破碎機，能夠形成高爐要求的有一定硬度、塊度、孔隙率、殘硫率的合格燒結塊，燒結塊質檢儀器將界定上述燒穿溫度和燒穿位置的理想值。只有合適的燒穿溫度和燒穿位置才能使產品達到上述質量要求，且該質量嚴重制約著后續工序高爐的產出率、質量及系統能耗。

在黑色冶金吸風燒結機檢測技術中、國內、外早有試驗及應用（該技術僅在吸風燒結尾部3~5個煙箱上來測定溫度）。舉例：2005年濟鋼的?320m2燒結機煙箱溫度測量位置共70?多點，分別在1#～21#號煙箱位置上安裝溫度檢測裝置，其中在16#～20#煙箱寬度方向上各安裝8個熱電偶，進行多點測量，檢測位置分布見圖1。BRP?終點模型的實時采樣時間間隔為1?min。煙箱溫度各檢測點之間的距離為2?m。此外還有煙箱壓力測量、主管溫度和主管壓力的自動檢測等。燒結方向，如圖1所示，?16#～20#煙箱廢氣溫度檢測位置分布在對燒結機速度控制過程中，16#～20#各煙箱的溫度值用每個煙箱上8個熱電偶測量溫度的平均值來表示，當某個熱電偶出現問題時，可以通過剔除方法，取得較好的測量結果。

在環境條件相當惡劣的燒結機底部煙箱上插進并維護這么多熱電偶是非常困難的，而且要準確反映從燒結層沖出的氣流溫度，其插入深度要達到需要的深度，這在以往的工程設計中沒有被注意，可能測的只是不同位置沖出的混煙溫度，對于這樣的基礎數據，很難達到搜尋準確燒穿終點位的目的。

其次是各熱偶測量頭上不同程度易結灰渣，難以清除，使持續測溫產生變數，帶來求取的燒穿終點位偏差。燒穿點是最高溫度點，究竟該點在3~5個煙箱間哪個距離位置上，一般在吸風燒結情況下很難持續準確定位。30多點測煙溫熱電偶裝于煙箱底側，那里環境溫度高，多塵、微量煙氣嗆人，狹窄，是惡劣的維護環境，維護工作很難堅持，所以一般吸風燒結廠燒穿點位置成功應用的較少，能堅持應用的更少。

在求取燒穿終點位置的方法上，國內外有很多方法。早在上世紀50年代根據3個測定最高溫度值及其既定位置以二次樣條函數求取燒穿終點位置；基于煙氣溫度分布的BTP含有最高溫度點的二次擬合曲線Tx=Ax²+Bx+C?，式中Tx為x點煙氣溫度、x為測溫度點的行進坐標位置、把3個測溫點溫度及坐標位置代入該二次方程，即可求得A、B、C三常數，再由dTx/dt=AXmax+BXmax+C=0求極點，即可得Xmax—最高溫度燒結終點位置。本法比樣條函數方法少一些動態適應性；鑒于測溫熱電偶的響應時滯，控制過程有滯后，有人試通過綜合機理建模與神經網絡、灰色理論、模糊分類等智能方法，提出一種基于煙氣溫度場分布的燒穿點智能集成予測方法。但實際溫度場難符合過程機理，效果不明顯。

國際鐵礦的80~90%通過燒結機生成燒結塊供給高爐煉鐵過程，它要求穩定提高燒結塊質量和降低能耗，因此，如何有效地解決吸風燒結煙箱中可靠地較快測定煙溫，減少失效和在惡劣環境下的維護困難，準確快速地找到燒結終點溫度及位置這兩個核心操作參數，是技術創新的著眼點，它必將為高爐穩定生產及降低焦比起巨大的基礎作用。

感溫光纜，作為線型光纖感溫探測器的一種，主要利用測溫點Raman光波反射來測溫并通過光時域反射（OTDR）技術來對溫度點進行定位，具有實時，多點連續，精確定位，無盲區，系統分區容量大，綜合成本低的優點。

感溫光纜將窄的激光脈沖通過雙向耦合器注入光纖中，光纖中產生的背向散射光（瑞利散射和拉曼散射）和前向斯托克斯光波也通過該雙向耦合器耦合到光電探測器中，后向拉曼光波強度與前向斯托克斯光波強度之比值與該點感受溫度相關，通過光纜廠測試標定，可得到該比值與該點感溫度相關系數。

時間的變化對應著光纖距離的不同，光探測器探測得到的光功率是光纖位置的函數，其測點位置由背向散射回到入射端所需的時間相應于光脈沖在光纖中所走的距離?L?=νt?/2?確定，v為光速，t為時間。隨著L的變化，探測器就實現了對沿程光纖分布的最高溫度待測點位置測量。