[发明专利]一种烧结过程匀质性检测系统及方法

说明书

一种烧结过程匀质性检测系统及方法，包括由保护套管、烟气取样管和取样杯组成的烟气取样装置、烟气分析仪以及由数据处理单元和控制调节单元组成的烟气控制装置。取样管对所在烧结台车底部区域对应的每个点火器烧嘴的点火区域以及每个布料辅门控制的下料区域分别进行烟气取样；烟气控制装置依据烟气成分计算每个取样管所对应区域的有效风率，分析比较同一烟气取样装置中不同取样管所对应区域以及相邻风箱烟气取样装置的不同取样管中所对应区域的有效风率，根据有效风率在误差范围内是否一致，对应调节对应区域的点火器烧嘴和布料辅门。本发明可实现烧结混合料床均匀状态的定量分析，提高烧结质量和产量，并避免过烧，减轻台车炉条磨损。

技术领域

本发明属于烧结技术领域，特别涉及一种烧结过程匀质性检测系统及方法。

背景技术

在钢铁生产中，铁矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。

烧结工序中，影响烧结矿产量和质量的因素很多，其主要因素可归纳为化学成分波动和烧结终点控制不当。在一定的原料结构下，为了烧结矿优质高产，对烧结终点准确控制非常重要，包括对烧透点沿台车方向的位置控制和烧透点横向均匀性的控制。

若台车断面垂直烧结速度不均匀，将导致烧结料层同一横向断面不同纵向区域内的混合料的烧结终点位置不同。对某些纵向区域，混合料还未到达理想烧结终点就已烧透，即烧结终点提前，导致烧结面积无法充分利用，降低烧结矿的产量；某些纵向区域，混合料还未完全烧透就运行到机尾被卸下，即烧透终点滞后，导致生料增多、返矿量增加、成品率降低，因此，在烧结过程中，烧结料层的同一断面上，垂直烧结速度是否均匀，直接影响烧结指标、烧结矿质量、返矿率和固体燃耗等。

为了抑制这种台车横向垂烧速度的非均匀性，一般需要对布料进行控制。传统的烧结布料控制技术仅能对整体料层厚度进行自动控制，而对于横向垂烧速度的不一致，则只能依靠操作工的经验，根据烧结机尾部烧透点附近的风箱温度分布，人工判断台车物料的横向烧透均匀性。

北京科技大学与济南钢铁集团公司联合研制的“烧结机尾红外热成像计算机视觉及信息处理系统”，采用了近红外CCD摄像方法。该系统是目前国内第一个成功在线运行的系统，为进一步开发和完善烧结机尾在线监测系统提供了有益的经验。但受波长限制，高温段出现饱和现象，阻碍了诊断分析。

现有技术中，由于设备的局限性，烧结台车同一横断面上的温度检测点很少，并不能区分不同布料辅门对应区域的烧结情况之间的差别。因此，现有技术不能分区域地调整烧结终点的位置，不能精确检测烧结台车横向和纵向断面料层烧结过程的均匀性。

烧结排放烟气是烧结过程中产生的气体和烧结烟气的残留，主要成分为O₂、氮氧化物(NO_X)、CO、CO₂、硫氧化物(SO_X)以及水汽等。烧结烟气的组分浓度可以反映烧结过程的反应情况，根据烧结烟气的浓度变化情况来监测烧结过程的匀质性是可行的。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结过程均匀性指数的检测系统及方法，以实现混合料床均匀状态的定量分析，解决烧结过程中由于横向和纵向不均造成的烧结矿质量波动，返矿量高且不稳定的问题。

为达此目的，本发明采取了如下技术解决方案：

一种烧结过程匀质性检测系统，包括烧结台车、烧结风箱、布料辅门和点火器烧嘴，还包括：烟气取样装置、烟气分析仪及烟气控制装置。