[發明專利]高爐渣機械離心粒化自適應控制系統及方法

在審

• 申請號: 201910605276.5
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110320797A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 黃友亮;孫廣彤;戰勝;紀慧敏;儀垂杰;王凱;胡鳳超;張安煜
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;G05B11/42;C21B3/08;C21B3/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本公開提供了一種高爐渣機械離心粒化自適應控制系統及方法。其中，一種高爐渣機械離心粒化自適應控制系統，包括取渣機構，其包括取渣盤，取渣盤一端固定在轉軸上，取渣盤與驅動機構相連，驅動機構與下位機相連，取渣盤在驅動機構的帶動下繞轉軸旋轉，另一端伸入粒化倉取樣得到高爐渣顆粒，取樣后旋轉至限位開關位置處；限位開關與下位機相連，下位機用于接收限位開關傳送來的信號，進而控制取渣機構停止旋轉且圖像采集裝置采集取渣盤上的高爐渣顆粒圖像；圖像采集裝置與工控機相連，工控機用于接收高爐渣顆粒圖像，處理后得到顆粒直徑后，利用模糊神經網絡PID算法進行分析，并由下位機調節液態熔渣粒化裝置的流量或轉速，以達到自適應控制顆粒直徑的目的。

技術領域

本公開屬于高爐渣機械離心粒化技術領域，尤其涉及一種高爐渣機械離心粒化自適應控制系統及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

煉鐵過程中，燒結的鐵礦石會產生大量的高爐渣副產品，根據研究，每產生一噸的生鐵約產生0.3～0.4噸的高爐渣，其溫度大約在1500℃，具有產量大，熱量高的特點。同時，高爐渣的主要成分為SiO₂，CaO，MgO，Al₂O₃，是水泥制作的原材料。

發明人發現，1)傳統的高爐渣處理工藝是用水淬法進行處理，在液態熔渣和鐵水分離后，使用大量的自來水對高爐渣進行水沖處理，此工藝不僅浪費了大量的水資源，也造成了高爐渣中的熱量資源造成了大量的流失，同時產生了大量SO₂，H₂S污染性氣體，給環境治理帶來了很大的影響；

2)液態熔渣和鐵水分離后，通過離心裝置，液態熔渣在離心粒化的作用下形成顆粒，顆粒尺寸大小，很大程度上影響對熱量的回收，熱量回收的效率和高爐渣顆粒直徑有直接的聯系，顆粒直徑越小，其熱回收效率越高，但粒徑過小，容易拉扯成絲而形成渣棉，不利于后續回收；為了提高處理效率，同時保證一定的熱回收效率，需要將粒化后的顆粒直徑控制2mm以下。粒徑大小主要和液態熔渣的流量，溫度以及粒化盤轉速相關，對顆粒直徑的實時檢測與反饋是控制粒化直徑的關鍵因素。

3)傳統的粒徑檢測方法主要有篩分法，沉降法，顯微鏡法和電感應法，都有各自的適應領域，但在高爐渣機械離心粒化領域中對高爐渣的粒化顆粒直徑進行實時監測方面并不能滿足要求。

發明內容

為了解決上述問題，本公開的第一個方面提供一種高爐渣機械離心粒化自適應控制系統，其在液態熔渣機械離心粒化過程中能夠對顆粒進行取樣，并保證取樣的顆粒不堆積，為圖像采集提供圖像樣品，實時地采集圖像數據并測試顆粒直徑，再將測量的參數反饋到下位機中，以對相關的參數調節，對粒徑進行實時地監測與控制。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一種高爐渣機械離心粒化自適應控制系統，包括：

取渣機構，其包括取渣盤，所述取渣盤一端固定在轉軸上，所述取渣盤與驅動機構相連，驅動機構與下位機相連，取渣盤在驅動機構的帶動下繞轉軸旋轉，另一端伸入粒化倉取樣得到高爐渣顆粒，取樣后旋轉至限位開關位置處；所述限位開關與下位機相連，所述下位機用于接收限位開關傳送來的信號，進而控制取渣機構停止旋轉且圖像采集裝置采集取渣盤上的高爐渣顆粒圖像；

所述圖像采集裝置與工控機相連，所述工控機用于接收高爐渣顆粒圖像，處理后得到顆粒直徑并傳送至下位機，所述下位機用于利用模糊神經網絡PID算法調節液態熔渣粒化裝置的流量或轉速，以達到自適應控制顆粒直徑的目的。

進一步地，所述取渣盤包括第一連桿，所述第一連桿的一端設置有轉軸孔，轉軸穿過轉軸孔，所述第一欄桿連接有面板，所述面板是由直線邊和弧形邊構成的弧形面板，在所述面板上沿弧形邊設置有弧形擋板。