[發明專利]銅冶煉陽極爐氧化還原智能終點判斷系統

有效

• 申請號: 202010170459.1
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111291501B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 胡金寶;邱樹華;鐘福長
• 申請（專利權）人: 江西力沃德科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;C22B15/14;G06F111/10;G06F119/08
• 代理公司: 南昌賢達專利代理事務所(普通合伙) 36136
• 代理人: 范鑫鑫

本發明公開了銅冶煉陽極爐氧化還原智能終點判斷系統，涉及有色金屬冶煉技術領域，該系統包括信號采集模塊、無線采集模塊、終點分析單元；通過信號采集模塊采集DCS信號以及煙氣分析儀檢測到的煙氣濃度值，DCS信號包括爐膛內負壓、天然氣流量、中心氧流量、Nsubgt;2/subgt;流量等；無線采集模塊用于采集陽極爐原料進料噸數；終點分析單元包括終點判斷模型，終點判斷模型包括氧化終點SOsubgt;2/subgt;濃度判斷模型、還原終點SOsubgt;2/subgt;濃度判斷模型，分析計算得到模擬氧化、還原終點SOsubgt;2/subgt;的濃度值；當模擬氧化、還原終點SOsubgt;2/subgt;與煙氣分析儀測得的SOsubgt;2/subgt;的濃度值相等時，則判定達到氧化、還原終點。本發明的有益效果是可以準確判斷氧化、還原終點，減少人工判斷誤差。

技術領域

本發明涉及有色金屬冶煉技術領域，具體涉及銅冶煉陽極爐氧化還原智能終點判斷系統。

背景技術

目前，銅冶煉廠的粗銅火法精煉都是采用氧化還原工藝，在陽極爐中進行；陽極爐氧化還原是一個涉及化學反應、傳熱、傳質、流體流動的復雜過程。其生產具有多變量、非線性、強耦合、非定常、大慣性和不確定性，熔煉機理復雜、氧化來料過程中物料品位范圍大、影響因素多，因此給氧化還原終點預報帶來了極大的困難。

目前，國內外陽極爐的氧化還原終點的判斷仍然以人工經驗判斷為主，如觀察火焰與鋼釬取樣等，這種方法依靠人工在惡劣環境下取樣來判斷氧化還原終點，但這也是目前在各企業被廣泛的不得不采取的方式，這種憑人工經驗法判斷的方式僅大大增加了操作人員的工作強度，也使得吹煉終點的判斷嚴重依賴操作人員的經驗和工作態度，在終點判斷時會出現由于判斷不準導致的欠氧化、過氧化或欠還原等現象，影響正常生產，環保壓力大，能源利用率低、成銅品質不合格。人工經驗判斷的手法受操作個體、取樣手法、取樣時間等限制，致使判斷結果有偏差，產品合格率參差不齊，且不能使能源利用率最大化，加大了冶煉成本。

現有技術中，還有采用一次性銅水氧濃槍檢測法的，但是基于其一次性的檢測，長期成本高昂，且在實際檢測中，經常遇到人工操作不合規造成檢測結果不準確的情況。

中國專利CN103667741A中提到通過檢測單元分析煙氣中的SO2、O2等濃度，并以此判斷氧化終點，但該專利中并未公開煙氣成分濃度與DCS爐膛送風量、爐膛負壓、送風壓力、煙氣溫度、天然氣流量、中心氧流量、壓縮空氣流量的數模關系，無法準確判斷終點。中國專利CN?109884246A公開了測定陽極爐內SO₂、CO含量的裝置及冶煉控制方法，該專利是先人工取樣判定氧化、還原終點，并記錄該時刻氣體分析儀檢測到的SO₂含量A、CO含量B；在陽極爐粗銅氧化還原階段，當氣體分析儀實時測定陽極爐內SO₂、CO含量與目標值A、B相等時，則認為達到氧化還原終點，停止反應。該專利一方面需要先借助人工取樣判定氧化、還原終點得到目標值，人工判定本身就存在誤差；另一方面陽極爐中的氧化還原反應會受外界的溫度、濕度等的影響，因此根據測定陽極爐內SO₂、CO含量與目標值A、B相等時，則認為達到氧化還原終點是存在誤差的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上現有技術的缺點：提供一種銅冶煉陽極爐氧化還原智能終點判斷系統。

本發明的技術解決方案如下：

該終點判斷系統用于與煙氣分析儀、用戶DCS系統通信連接，所述終點判斷系統包括信號采集模塊、無線采集模塊、終點分析單元；

通過所述信號采集模塊采集DCS信號以及煙氣分析儀實時檢測到的陽極爐內SO₂、O₂、CO和CO₂的濃度值，DCS信號包括爐膛內負壓、天然氣流量、中心氧流量、壓縮空氣流量和N₂流量；

所述無線采集模塊與陽極爐原料稱重系統連接，用于采集陽極爐原料進料噸數；