[發明專利]一種高爐布料智能監測系統和調整方法

有效

• 申請號: 201710859346.0
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107723399B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 趙華濤;翟明;杜屏;王哲;朱華
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B7/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高爐布料智能監測系統，其特征在于：通過通訊服務器將高爐槽下系統PLC，爐頂布料系統PLC和高爐本體PLC設定參數和實時數據傳輸到數采服務器，功能服務器將數采服務器上的數據進行處理和建模，建立布料過程監控模塊和布料結果監控模塊，并以瀏覽器/服務器架構的方式回傳到各個客戶機上；操作者基于客戶機上的監控結果，利用布料結果監控模塊的離線功能優化布料時序和布料參數，實現精準布料和氣流分布優化，并將優化后的參數用于實際高爐的操作，其中：

(1)建立布料過程監控模塊：采集爐頂布料系統PLC的料流閥打開、布料開始、各檔位的傾動、布料結束信號，并基于這些信號對料罐重量、十字測溫槍溫度、爐喉煤氣溫度進行數據抽取，同時采集爐頂布料參數包括，料名、重量、料罐名、各個檔位角度、圈數、旋轉速度設置，功能服務器實時計算焦炭和礦石各個檔位的實際布料重量、圈數及時間同設定值的差別，尤其是中心焦的量，并在客戶端顯示，操作者可以在布料過程中同步觀察到每個檔位布料誤差和氣流波動的情況，可用于優化布料時序和布料參數；

(2)建立布料結果監控模塊：采集槽下系統PLC的料種及重量信號，包括焦炭、燒結、球團、塊礦、焦丁、硅石，根據其重量和各自的密度計算各自的體積；采集爐頂布料系統PLC信號，包括料線、各個檔位角度和圈數、旋轉速度的設定值；根據爐料運動規律，建立爐料在旋轉溜槽中的運動方程F＝m·a，F為爐料受到的力，m為爐料質量，a為加速度；爐料在空中的運動方程，z(r)＝A·r²+B·r+C，以及在爐喉的堆積方程z(r)＝a·r³+b·r²+c·r+d，z為豎直距離，r為水平距離，A、B、C、a、b、c、d為系數，建立料層分布模型，得到焦炭和礦石料面形狀分布；基于料層分布模型，定義中心無礦區大小W為高爐中心線到最后一個檔位的礦石與焦炭料面交點的水平距離，最薄焦窗厚度T為焦炭厚度在爐喉徑向的最小值，爐墻礦焦比O/C為爐墻部位礦石LO和焦炭層厚度LC的比值；將爐喉部位的焦炭和礦石層形狀作為輸入條件，假設爐料做無旋運動，滿足動量守恒和動量守恒計算料層下降軌跡，并用插值法描繪料面形狀用于直觀顯示爐料從爐喉下降到風口過程中焦炭和礦石厚度的變化；操作者可以判斷爐料在每個時間所處高爐的位置及形狀，尤其是焦窗的大小，v_r為水平方向速度、v_z為豎直方向速度、z為豎直距離、r為水平距離。

2.根據權利要求1所述的一種高爐布料智能監測系統，其特征在于：布料過程監控模塊定量顯示布料誤差，實布中心焦的量指導布料時序的優化和料流閥開度調整；布料結果監控模塊的特征技術參數包括中心無礦區大小W、最薄焦窗厚度T及爐墻礦焦比O/C，與布料過程監控模塊的氣流分布相結合指導操作者利用布料結果監控模塊的離線功能對布料參數進行設計和優化，得到合理氣流分布；布料結果監控模塊的料面形狀分布和布料過程監控模塊的氣流波動相結合指導操作者利用布料結果監控模塊的離線功能對布料參數進行設計和優化，減小布料過程中的氣流波動。