[發明專利]一種基于料面監測的點火爐控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010801980.0
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN111981849B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 陳思墨;葉恒棣;廖婷婷;周浩宇;李謙;劉前;王業峰
• 申請（專利權）人: 中冶長天國際工程有限責任公司
• 主分類號: F27B21/14
• 分類號: F27B21/14
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

本申請涉及鋼鐵燒結技術領域，提供一種基于料面圖像監測的點火爐控制系統及方法，點火爐控制系統包括料面識別裝置、燒嘴控制器和工業控制計算機。通過獲取料面圖像，并將料面圖像劃分為多個柵格；將柵格化料面圖像輸入到過生判定模型中，判斷柵格化料面圖像的多個燒嘴柵格對應的料面是否過生，若過生，則生成對應燒嘴柵格的料面過生等級；若未過生，則將對應燒嘴柵格標記為非過生柵格；將柵格化料面圖像輸入到過熔判定模型中，判斷非過生柵格對應的料面是否過熔，若過熔，則生成對應燒嘴柵格的料面過熔等級；根據各燒嘴柵格的料面過生等級或者料面過熔等級，確定各燒嘴的控制量；從而實現對燒嘴的控制。

技術領域

本申請涉及鋼鐵燒結技術領域，尤其涉及一種基于料面監測的點火爐控制系統及方法。

背景技術

燒結是我國鋼鐵冶煉主要的原料加工工藝，75％以上的高爐原料來源于燒結礦。目前的，燒結機頭部設置有點火爐，點火爐內安裝有點火燒嘴，燒結機臺車首尾相連安裝在燒結機上，燒結機臺車的車輪安裝在燒結機軌道上，燒結機臺車沿燒結機軌道運行。燒結機軌道下方安裝有底部風箱，風箱上部對應臺車底部，風箱下部連燒結大煙道。該裝置的燒結主要利用煤粉燃燒產生大量的熱，使得能耗較高、排放污染較重。

在現代燒結工藝過程中，點火爐被用來向混合料表面提供高溫帶狀火焰，使其中的固體燃料著火燃燒，并使表層混合料在點火爐高溫煙氣與固體燃料燃燒放熱作用下燒結，同時通過抽風機抽風提供充分的氧量將表層所積蓄的熱量傳遞至下一層混合料，促使下一層的固體燃料繼續燃燒從而使得燒結過程迅速向下進行進而完成燒結工藝。

點火爐常規上由爐體和燒嘴組成，根據燒嘴的數量分為兩排燒嘴和三排燒嘴，兩排燒嘴的點火爐，第一排點火燒嘴和第二排點火燒嘴在爐頂交錯布置，點火時可在燒結料面上形成一條完整的高溫火焰帶，從而完成料面點火工作。三排燒嘴的點火爐還包括與第二排點火燒嘴平行的第三排點火燒嘴。

現階段點火爐在生產應用中，由于受水分、布料、燃氣壓力波動等多方面因素影響，經點火爐點火后的燒結機料面容易出現以下兩種異常工況：

1、料面局部區域發黃(料面過生)：出現該異常工況是因為料面局部區域由于受多方面因素影響，點火強度過低，點火時未完全點燃料面表層的固體碳顆粒，造成該區域產出的表層燒結礦均為次品礦，嚴重降低燒結礦成品率；

2、料面局部區域發白(料面過熔)：出現該異常工況是因為料面局部區域由于受多方面因素影響，點火強度太高，不但點燃了料層內的固體碳顆粒，而且使得鐵礦粉中的一部分鐵融化，冷卻后板結在一起，透氣性急劇下降，嚴重降低燒結礦成品率，造成能源浪費。

目前針對這兩種導致燒結礦質量變差的異常點火工況，現有技術中提出了兩種解決辦法，一種方法記載于申請號為：CN201711178736.8，名稱為：《一種基于料面視頻識別的自適應控制型燃氣噴吹裝置及其方法》的專利中，另一種方法記載于申請號為：CN201711178927.4，名稱為：《一種基于視頻識別的燒結機料面診斷和自適應控制裝置及其方法》的專利中。

兩種方法均通過料面識別，并根據料面區域確定需要控制的燒嘴，但是兩種方法中對料面進行柵格化時，均是將料面進行均分，且每個柵格對應上游的一列燒嘴。但是，實際生產過程中，參見圖1，為第一排為偶數個的燒嘴雙排點火爐燒嘴布置的結構示意圖；參見圖2，為第一排為奇數個燒嘴的雙排點火爐燒嘴布置的結構示意圖；參見圖3，為三排點火爐燒嘴布置的結構示意圖，由于點火爐的燒嘴分布的特殊性，料面邊部區域，并沒有直接對應燒嘴覆蓋，且在料面劃分過程中，不管是采用圖示虛線劃分柵格的方式，還是采用實線劃分柵格的方式，均無法完美實現一個柵格對應上游的一列燒嘴，會存在一個柵格區域內，有多個燒嘴均可以影響其點火情況，即采用該方法，只能根據柵格內料面情況，反饋控制一個燒嘴，但影響該柵格的燒嘴不止一個，從而導致采用這種方法控制燒嘴，并不能完全的改善料面情況。

發明內容

本申請提供了一種基于料面圖像監測的點火爐控制系統及方法，以解決現有技術中通過料面識別控制燒結機的方法中，無法完全改善料面的問題。