CN103697699A - 烧结终点控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种烧结终点控制方法，包括以下步骤：11）检测当前烧结终点距离以及当前有效风率；12）在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤13），否则，进入步骤14）；13）增大烧结台车速度；14）减小主抽风机的频率；15）在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤16），否则，进入步骤17）；16）增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度；17）减小烧结台车的速度。本发明还公开一种烧结终点控制系统。上述方法及系统能够使烧结终点保持在预设烧结终点位置，提高烧结矿质量。

Description

烧结终点控制方法及系统

技术领域

本发明涉及烧结生产控制技术领域，更为具体地说，涉及一种烧结终点控制方法及系统。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料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。

烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示：各种原料经配料室1配比，形成混合物料，混合物料进入混合机2混匀和造球后，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成物料层，点火风机12和引火风机11启动物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱6下方为水平安置的大烟道（或称烟道）7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。

为保证烧结质量，通常在烧结初期对烧结台车速度以及烧结台车上的料层厚度进行调节，使得烧结终点保持在预先设置的固定位置（一般为烧结台车上倒数第2个风箱）。由于实际的烧结生产受各种因素的影响，使得烧结终点无法处在预设的位置，进而无法保证烧结矿的质量。

发明内容

一方面，本发明的目的是提供一种烧结终点控制方法，以提供一种使烧结终点保持在预设烧结终点位置的控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

烧结终点控制方法，包括以下步骤：

11）检测当前烧结终点距离以及当前有效风率；

12）在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤13），否则，进入步骤14）；

13）增大烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

14）减小主抽风机的频率以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

15）在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤16），否则，进入步骤17）；

16）增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

17）减小烧结台车的速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点。

优选的，上述烧结终点控制方法中，检测当前烧结终点距离以及当前有效风率为：周期性地检测当前烧结终点距离以及当前有效风率。

优选的，上述烧结终点控制方法中，还包括：

31）判断当前有效风率与前一周期检测的历史有效风率差值的绝对值是否小于设定值，当判断结果为是时，进入步骤32），否则，进入步骤33）；

32）将历史有效风率的值作为当前有效风率的值；

33）保持当前有效风率的取值不变。

优选的，上述烧结终点控制方法中，检测当前有效风率包括：

41）检测大烟道烟气成分；

42）利用所述大烟道烟气成分，根据

计算当前有效风率，其中，O_参与反应为参与反应的氧气量，O_{烟气中剩余}为反应后烟气中剩余氧气量。

优选的，上述烧结终点控制方法中，检测大烟道烟气成分包括：

检测烧结台车每个风箱的烟气成分；

将检测得到的所有风箱的烟气成分的均值作为所述大烟道烟气成分。

优选的，上述烧结终点控制方法中，减小主抽风机的频率和/或增大主抽风机的频率，包括：

建立所述标准有效风率与所述当前有效风率差值的绝对值与主抽风机的频率调节幅值的对应表，所述绝对值与所述频率调节幅值成正比；

依据所述对应表调节所述主抽风机的频率。

优选的，上述烧结终点控制方法中，增大烧结台车速度和/或减小烧结台车速度，包括：

按照设定的速度调节幅值增大或减小烧结台车速度。

另一方面，基于上述提供的烧结终点控制方法，本发明还提供了一种烧结终点控制系统，包括：

第一检测单元，用于检测当前烧结终点距离；

第二检测单元，用于检测当前有效风率；

第一判断单元，在所述当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断所述当前有效风率是否大于或等于标准有效风率；

第一调节单元，在所述当前烧结终点距离小于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率大于或等于所述标准有效风率时，增大烧结台车的速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第二调节单元，在所述当前烧结终点距离小于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率小于所述标准有效风率时，减小主抽风机的频率以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第二判断单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离时，判断所述当前有效风率是否大于或等于所述标准有效风率；

第三调节单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率大于或等于所述标准有效风率时，增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第四调节单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率小于所述标准有效风率时，减小烧结台车的速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点。

优选的，上述烧结终点控制系统中，所述第二检测单元包括：

烟气成分检测子单元，用于检测大烟道烟气成分；

第一计算子单元，利用所述大烟道烟气成分，根据

计算当前有效风率，其中，O_参与反应为参与反应的氧气量，O_{烟气中剩余}为反应后烟气中剩余氧气量。

优选的，上述烧结终点控制系统中，烟气成分检测子单元包括：

风箱烟气成分检测子单元，用于检测烧结台车每个风箱的烟气成分；

第二计算子单元，用于计算检测得到的所有风箱烟气成分的均值，以作为所述大烟道烟气成分。

本发明提供的烧结终点控制方法中，通过控制烧结台车速度和主抽风机变频这两种结合的方式共同调节当前烧结终点距离，进而能够将烧结终点控制在预设烧结终点，控制烧结台车速度能够使得烧结系统的控制响应速度快，调节主抽风机的频率能够使得烧结系统的控制更加节能。本实施例所述的控制方法从控制的响应速度和烧结系统节能两方面综合考虑，实现了对烧结终点既节能又响应快地调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是传统烧结系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的烧结终点控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的烧结终点控制方法的流程示意图；

图4是本发明实施例三提供的主抽风机频率调节的一种具体流程示意图；

图5是本发明实施例四提供的烧结终点控制系统的结构示意图；

图6是本发明实施例五提供的烧结终点控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种烧结终点控制方法及系统，所述的控制方法及系统能够对烧结终点进行控制，使其保持在预设烧结终点位置，进而能够保证烧结矿的质量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明实施例中的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一

请参考附图2，图2示出了本发明实施例一提供的烧结终点控制方法的流程。

图2所示流程，包括：

S101、检测当前烧结终点距离a。

烧结生产过程中，烧结台车上具有一定厚度的烧结物料，烧结物料随着烧结台车的运行进行烧结，当上述一定厚度的烧结物料被烧透时在烧结台车上所处的位置称为烧结终点。烧结终点距离指的是烧结终点距烧结物料开始烧结的初始位置（通常情况为固定位置，例如烧结台车的进料口位置）之间的距离。通常情况下，为了保证烧结矿的质量，不同种类的烧结物料具有各自的预设烧结终点距离b，但是在实际的烧结生产过程中，众多烧结因素会影响烧结的速度，进而导致实际烧结终点距离无法与预设烧结终点距离b相符合。为此，本步骤的目的在于，检测当前烧结终点距离a，以作为后续控制的基础。具体的检测方式有多种，可以通过直接测量距离的方式检测当前烧结终点距离a。

S102、检测当前有效风率K_当前。

有效风率指的是烧结过程中，参与物理化学反应的风量（即参与烧结燃烧的有效风量）占主抽风机总风量的比例。实际的烧结过程中，检测当前有效风率K_当前的方式有很多种，可以通过大烟道的当前有效风量和主抽风机提供的当前总风量（可以认为是大烟道当前总风量）的比值得到，具体可以通过以下步骤实现：

A1、检测烧结台车速度V_台、烧结台车宽度S_台以及料层厚度H_料层。

A2、查询单位体积烧结物料烧结所需的有效风量q。

不同种类的烧结物料完全被烧透所需要的有效风量不同，可以通过查询的方式得知单位体积烧结物料所需的有效风量。

A3、通过公式（1）可以计算出大烟道当前有效风量。

Q_有=V_台*S_台*H_料层*q  （1）

上述公式（1）中，Q_有为大烟道当前有效风量，V_台为烧结台车速度，S_台为烧结台车宽度，H_料层为烧结物料的料层厚度，q为单位体积烧结物料所需的有效风量。

A4，通过大烟道当前有效风量和大烟道当前总风量计算当前有效风率。

A4中大烟道当前总风量可以通过风量检测仪检测得出，通过公式（2）计算烧结系统的当前有效风率K_当前。

K_当前=Q_有/Q_总  （2）

上述公式（2）中，Q_总为大烟道当前总风量。

在上述方法的基础之上，当然也可以通过查询单位质量烧结物料所需的有效风量、烧结物料的密度，进而获得大烟道当前有效风量K_当前。

上述只是通过一种方式检测当前有效风率K_当前，在实际的操作过程中，还可以通过其它的检测方式（例如检测大烟道烟气成分）来检测当前有效风率K_当前。

为了保证控制的持续性，优选的方案为周期性地检测当前烧结终点距离a以及当前有效风率K_当前。

在调节的过程中，风机的工况不稳定，会导致有效风率时时在变。因此步骤S102检测的当前有效风率可能是由于风机不稳定因素导致的，而这些不稳定因素导致的当前有效风率的变化对烧结生产的影响较小，甚至可以忽略。这就意味着不是每一次检测的当前有效风率都具有参考价值，相反这些不具有参考价值的当前有效风率还会浪费整个控制过程的控制资源，为了解决此问题，在实施例一基础之上，还包括：

B1、判断当前有效风率与前一周期检测的历史有效风率差值的绝对值是否小于设定值，当判断结果为是时，进入步骤B2中；否则，进入步骤B3中。

B2、将历史有效风率K_历史的值作为当前有效风率K_当前的值。

B3、保持当前有效风率K_当前的取值不变，即用当前有效风率K_当前更新历史有效风率K_历史。

上述优选方案能够提高整个控制过程的有效性，例如当前后两次有效风率的误差小于2%时，即

视为当前有效风率不变，不更新当前有效风率的值，其中，K_前为前一次检测的有效风率，即历史有效风率K_历史，K_后为后一次检测的有效风率，即当前有效风率K_当前，K_标准为标准有效风率。

S103、判断当前烧结终点距离a是否小于预设烧结终点距离b。

不同的烧结成产，都需要确定预设烧结终点距离b以保证烧结质量，即烧结物料到达烧结终点时刚好被烧结完全，物料层刚好被烧透。本步骤的目的是对步骤S101检测的当前烧结终点距离a与预设烧结终点距离b比较，在当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b时，即当前烧结终点相比于预设烧结终点提前，进入步骤S104，否则，即当前烧结终点相比于预设烧结终点滞后，进入步骤S107。

在实际的烧结过程中，烧结物料到达烧结终点时物料刚好被烧透，烧结物料的料层被烧透所用的时间t₁与烧结物料从烧结台车的烧结初始位置运行到烧结终点所用的时间t₂相等，即：

t₁=t₂  （3）

而，t₁=H_料层/V_⊥  （4）

其中，公式（4）中，H_料层是料层厚度，V_⊥是烧结物料的垂直烧结速度。

以及，t₂=N/V_台车 （5）

其中，公式（5）中，N为烧结终点距离，V_台车是烧结台车速度。

生产过程中，V_⊥=Q'_有/Q_t标  （6）

其中，公式（6）中，Q'_有是单位烧结物料所需的有效风量（即单位物料有效风量），Q_t标是标准状态下单位烧结物料充分焙烧所需要参与燃烧的风量（即单位物料所需总风量），该参数由物料种类决定，Q_t标是已知参数。通过公式（6）以及有效风率的定义可知，垂直烧结速度V_⊥与有效风率成正比。

联合公式（3）、（4）和（5）得出：

N=H_料层*V_台车/V_⊥ （7）

无论烧结终点提前还是滞后，上述公式（7）始终成立。

S104、判断当前有效风率K_当前是否大于或等于标准有效风率K_标准。

标准有效风率指的是烧结物料刚好到达预设烧结终点时所需的有效风量和主抽风机总风量的比值。步骤S104目的在于判断当前有效风率K_当前与标准有效风率K_标准的大小，在当前有效风率K_当前大于或等于标准有效风率K_标准时，进入步骤S105，否则进入步骤S106。

S105、增大烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

通常，烧结产量确定后，H_料层为定值。通过公式（7）分析，当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b，当前烧结终点相比于预设烧结终点提前。当前有效风率K_当前大于或等于标准有效风率K_标准，说明当前的风量利用率高（也能说明烧结物料垂直烧结速度V_⊥较快），风量没有出现过多的情况，此时不对主抽风机的频率进行调节，而是增大烧结台车速度V_台车，以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

S106、减小主抽风机的频率以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

通常，烧结产量确定后，H_料层为定值。通过公式（7）分析，当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b，说明烧结终点相比于预设烧结终点提前。当前有效风率K_当前小于标准有效风率K_标准，说明当前的风量利用率低，风量有较多的剩余状态，造成大量的浪费，烧结物料的垂直烧结速度快，此时通过减小主抽风机额频率以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点，不对烧结台车速度调节。

S107、判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率。

步骤S107同步骤S104类似，同样对当前有效风率与标准有效风率的大小进行判断。当判断结果为是时，进入步骤S108,否则，进入步骤S109。

S108、增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

通常，烧结产量确定后，H_料层为定值。通过公式（7）分析，当前烧结终点距离a大于预设烧结终点距离b，说明烧结终点相比于预设烧结终点滞后。当前有效风率K_当前大于或等于标准有效风率K_标准，则说明风量利用率很高，说明风量仍然不够或烧结台车速度太大，风量存在供风不足的情况，为了趋近烧结终点，需要增加烧结主抽风机电机频率，增加风量。同时，为了保证烧结矿质量，不至于出现未焙烧完全的现象，同时对烧结台车速度进行调节，以加快响应速度。上述通过增大主抽风机的频率加大风量，同时减小烧结台车速度辅助调节，以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

S109、减小烧结台车的速度以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

通常，烧结产量确定后，H_料层为定值。通过公式（7）分析，当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离，说明烧结终点相比于预设烧结终点滞后。当前有效风率K_当前小于标准有效风率K_标准，则说明风量已经过量，不能再通过增加风机电机频率的方法来调节烧结终点，也说明垂直烧结速度小，说明台车走的太快，减小烧结台车的速度使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

本发明实施例一提供的烧结终点控制方法中，通过控制烧结台车速度和主抽风机变频这两种结合的方式共同调节当前烧结终点距离，进而能够将烧结终点控制在预设烧结终点，控制烧结台车速度能够使得烧结系统的控制响应速度快，调节主抽风机的频率能够使得烧结系统的控制更加节能。本实施例所述的控制方法从控制的响应速度和烧结系统节能两方面综合考虑，实现了对烧结终点既节能又响应快地调节。

实施例二

如实施例一所述，当前有效风率还可以检测大烟道烟气成分获得，请参考附图3，图3示出了本发明实施例二提供的烧结终点控制方法的流程。

图3所示的流程，包括：

S202、检测大烟道烟气成分。

步骤S202通常通过烟气分析仪检测参与反应后的大烟道烟气成分。理所当然，大烟道烟气成分可以直接在大烟道内检测，也可以通过检测烧结系统各个风箱的烟气成分进行计算。优选方案采用如下技术方案检测大烟道烟气成分：

a、检测烧结系统每个风箱的烟气成分；

b、将检测得到的所有风箱的烟气成分均值作为大烟道烟气成分。

烧结系统的每个风箱中的烟气为刚参加完烧结反应形成的烟气，所以最能反应当前的烧结过程，所以上述优选方案通过直接检测每个风箱的烟气成分获得大烟道烟气成分，能够提高大烟道烟气成分检测的精度。

同时，将检测得到的所有风箱的烟气成分均值作为大烟道烟气成分，能够进一步提高大烟道烟气成分检测精度，降低偶然、突发因素导致的个别风箱的烟气成分突变对检测结果的影响。

进一步优选的方案中，连续或周期性地检测每个风箱的烟气成分，以将多次检测得到的烟气成分的均值作为每个风箱的烟气成分，这种方式最终能够使得大烟道烟气成分的检测更加精确。

S203、计算当前有效风率。

步骤S202获取的大烟道烟气成分包括反应后烟气中剩余氧气量O_{烟气中剩余}，反应后烟气中剩余氮气量N_{烟气中剩余}，反应后烟气中被氧化成NO、NO2的氮气量N_被氧化，根据公式（8）计算参与反应的氧气量O_参与反应。

上述检测的是各个元素的质量，根据正常大气中氧气与氮气的质量比为常数这一常识，可以计算参与反应的氧气量。

再利用公式（9）计算当前有效风率K_当前。

本发明实施例二通过获取大烟道烟气成分计算当前有效风率，即根据能够反映实际烧结成产的大烟道烟气成分为检测依据，能够提高当前有效风率获取的精度。

需要说明的是，图3中步骤S201、S204-S210分别与实施例一中的步骤S101、S103-S109分别一一对应，且内容相同，具体请参考实施例一中相应部分的描述即可，此不赘述。

实施例三

请参考附图4，图4示出了本发明实施例三提供的主抽风机频率调节的一种具体流程。

图4所示的流程，包括：

S301、建立标准有效风率与当前有效风率差值的绝对值与主抽风机的频率调节幅值的对应表，所述绝对值与频率调节幅值成正比。

S302、依据对应表调节主抽风机的频率。

本步骤中的调节包括增大和减小两种操作。以实施例一中步骤S106减小主抽风机的频率，具体可以按照如下方式调节：

当

时，主抽风机的频率每分钟减小1hz。

当

时，主抽风机的频率每分钟减小2hz。

当

时，主抽风机的频率每分钟减小3hz。

以实施例一中步骤S108中增大主抽风机的频率，具体可以按照如下方式调节：

当

时，频率每分钟增大1hz。

当

时，频率每分钟增大2hz。

当

时，频率每分钟增大3hz。

上述增大主抽风机的频率或减小主抽风机的频率只是一种具体实施方式，在实际的调节过程中，频率调节幅度或者调节依据可以另行设定，并不限于上述用于调节的分界。

本发明实施例三提供的方法中，建立标准有效风率与当前有效风率差值的绝对值与主抽风机调节幅值的对应表，标准有效风率与当前有效风率的绝对值与主抽风机频率调节幅值成正比，也就是说，标准有效风率的值与当前有效风率的值越靠近，主抽风机的频率调节幅值就越小，进而能够保证调节精度，提高调节的有效性；标准有效风率的值与当前有效风率的值相差越远，主抽风机的频率调节幅值就越大，能够提高调节效率，该种调节方式能够依据当前有效风率对主抽风机的频率进行针对性地调整，兼顾调节有效性和调节效率。

实施例四

请参考附图5，图5示出了本发明实施例四提供的烧结终点的控制系统的结构。

图5所示的结构，包括：

第一检测单元501，用于检测当前烧结终点距离a。烧结生产过程中，烧结台车上具有一定厚度的烧结物料，烧结物料随着烧结台车的运行进行烧结，当上述一定厚度的烧结物料被烧透时在烧结台车上所处的位置称为烧结终点。烧结终点距离指的是烧结终点距烧结物料开始烧结的初始位置（通常情况为固定位置，例如烧结台车的进料口位置）之间的距离。通常情况下，为了保证烧结矿的质量，不同种类的烧结物料具有各自的预设烧结终点距离b，但是在实际的烧结生产过程中，众多烧结因素会影响烧结的速度，进而导致实际烧结终点距离无法与预设烧结终点距离b相符合。为此，第一检测单元目的在于，检测当前烧结终点距离a，以作为后续控制的基础。具体的检测方式有多种，可以通过直接测量距离的方式检测当前烧结终点距离a。

第二检测单元502，用于检测当前有效风率K_当前。有效风率指的是烧结过程中，参与物理化学反应的风量（即参与烧结燃烧的有效风量）占主抽风机总风量的比例。实际的烧结过程中，检测当前有效风率K_当前的方式有很多种，可以通过大烟道的当前有效风量和主抽风机提供的当前总风量（可以认为是大烟道当前总风量）的比值得到，具体可以通过以下各个单元实现。具体包括：

速度检测子单元，用于检测烧结台车速度V_台。

查询子单元，用于查询单位体积烧结物料所需的有效风量q。不同种类的烧结物料完全被烧透所需要的有效风量不同，可以通过查询的方式得知单位体积烧结物料所需的有效风量。

第三计算子单元，用于通过公式（1）计算大烟道当前有效风量。

Q_有=V_台*S_台*H_料层*q （1）

上述公式（1）中，Q_有为大烟道当前有效风量，V_台为烧结台车速度，S_台为烧结台车宽度，为已知量，H_料层为烧结物料的料层厚度，为已知量，q为单位体积烧结物料所需的有效风量。

第四计算子单元，用于通过大烟道当前有效风量和大烟道总风量计算当前有效风率。大烟道当前总风量可以通过风量检测仪检测得出，通过公式（2）计算烧结系统的当前有效风率K_当前。

K_当前=Q_有/Q_总  （2）

上述公式（2）中，Q_总为大烟道当前总风量。

在上述方法的基础之上，当然也可以通过查询单位质量烧结物料所需的有效风量、烧结物料的密度，进而获得大烟道当前有效风量K_当前。

上述只是通过一种方式检测当前有效风率K_当前，在实际的操作过程中，还可以通过其它的检测方式（例如检测大烟道烟气成分）来检测当前有效风率K_当前。

为了保证控制的持续性，优选的方案为周期性地检测当前烧结终点距离a以及当前有效风率K_当前。

第一判断单元503，在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率。

不同的烧结成产，都需要确定预设烧结终点距离b以保证烧结质量，即烧结物料到达烧结终点时刚好被烧结完全，物料层刚好被烧透。本步骤的目的是对步骤S101检测的当前烧结终点距离a与预设烧结终点距离b比较，在当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b时，即当前烧结终点相比于预设烧结终点提前，进入步骤S104，否则，即当前烧结终点相比于预设烧结终点滞后，进入步骤S107。

在实际的烧结过程中，烧结物料到达烧结终点时物料刚好被烧透，烧结物料的料层被烧透所用的时间t₁与烧结物料从烧结台车的烧结初始位置运行到烧结终点的时间t₂相等，即：

t₁=t₂  （3）

而，t₁=H_料层/V_⊥  （4）

其中，公式（4）中，H_料层是料层厚度，V_⊥是烧结物料的垂直烧结速度。

以及，t₂=N/V_台车 （5）

其中，公式（5）中，N为烧结终点距离，V_台车是烧结台车速度。

生产过程中，V_⊥=Q'_有/Q_t标  （6）

其中，公式（6）中，Q'_有是单位烧结物料所需的有效风量（即单位物料有效风量），Q_t标是标准状态下单位烧结物料充分焙烧所需要参与燃烧的风量（即单位物料所需总风量），该参数由物料种类决定，Q_t标是已知参数。通过公式（6）以及有效风率的定义可知，垂直烧结速度V_⊥与有效风率成正比。

联合公式（3）、（4）和（5）得出：

N=H_料层*V_台车/V_⊥  （7）

无论烧结终点提前还是滞后，上述公式（7）始终成立。

标准有效风率指的是烧结物料刚好到达预设烧结终点时所需的有效风量和主抽风机总风量的比值。第一判断单元503的判断结果为是时，启动第一调节单元504，否则，启动第二调节单元505。

第一调节单元504，在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离，且当前有效风率大于或等于标准有效风率时，增大烧结台车速度以使得当前烧结终点距离趋于所述预设烧结终点距离。通常，烧结产量确定后，H_料层为定值。通过公式（7）分析，当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b，当前烧结终点相比于预设烧结终点提前。当前有效风率K_{当 前}大于或等于标准有效风率K_标准，说明当前的风量利用率高（也能说明烧结物料垂直烧结速度V_⊥较快），不对主抽风机的频率进行调节，增大烧结台车速度V_台车，以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

第二调节单元505，在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离，且当前有效风率小于标准有效风率时，减小主抽风机的频率以使得当前烧结终点的距离趋于所述预设烧结终点距离。当前烧结终点距离a小于预设烧结终点距离b，说明烧结终点相比于预设烧结终点提前。当前有效风率K_当前小于标准有效风率K_标准，说明当前的风量利用率低，风量有较多的剩余状态，烧结物料的垂直烧结速度快，此时通过减小主抽风机额频率以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点，不对烧结台车速度调节。

第二判断单元506，在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率。当判断结果为是时，启动第三调节单元507，否则，启动第四调节单元508。

第三调节单元507，在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离，且当前有效风率大于或等于标准有效风率时，增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得当前烧结终点的距离趋于所述预设烧结终点距离。当前烧结终点距离a大于预设烧结终点距离b，说明烧结终点相比于预设烧结终点滞后。当前有效风率K_当前大于或等于标准有效风率K_标准，则说明风量利用率很高，说明风量仍然不够或烧结台车速度太大，通过增大主抽风机的频率加大风量，同时减小烧结台车速度辅助调节，以使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

第四调节单元508，用于在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离，且当前有效风率小于标准有效风率时，减小烧结台车的速度以使得当前烧结终点的距离趋于所述预设烧结终点距离。当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离，说明烧结终点相比于预设烧结终点滞后。当前有效风率K_当前小于标准有效风率K_标准，则说明风量足够，但是垂直烧结速度小，只能说明台车走的太快，减小烧结台车的速度使得当前烧结终点趋于预设烧结终点。

本发明实施例四提供的烧结终点控制系统中，通过控制烧结台车速度和主抽风机变频这两种结合的方式共同调节当前烧结终点距离，进而能够将烧结终点控制在预设烧结终点，控制烧结台车速度能够使得烧结系统的控制响应速度快，调节主抽风机的频率能够使得烧结系统的控制更加节能。本发明实施例四所述的控制方法从控制的响应速度和烧结系统节能两方面综合考虑，实现对烧结终点既节能又响应快地调节。

实施例五

请参考附图6，图6示出了本发明实施例五提供的烧结终点控制系统的结构。

图6所示的结构中，第二检测单元包括：

烟气成分检测子单元602，用于检测大烟道烟气成分。

烟气成分检测子单元通常通过烟气分析仪检测参与反应后的大烟道烟气成分。理所当然，大烟道烟气成分可以直接在大烟道内检测，也可以通过检测烧结系统各个风箱的烟气成分进行计算。优选方案，采用如下技术方案检测大烟道烟气成分：

风箱烟气成分检测子单元，用于检测烧结台车每个风箱的烟气成分。

第二计算子单元，用于计算检测得到的所有风箱烟气成分的均值，以作为所述大烟道烟气成分。

烧结系统的每个风箱中的烟气为刚参加完烧结反应形成的烟气，所以最能反应当前的烧结过程，所以上述优选方案通过直接检测每个风箱的烟气成分获得大烟道烟气成分，能够提高大烟道烟气成分检测的精度。

第一计算子单元603，利用所述大烟道烟气成分计算当前有效风率。

烟气成分检测子单元检测的大烟道烟气成分包括反应后烟气中剩余氧气量O_{烟气中剩余}，反应后烟气中剩余氮气量N_{烟气中剩余}，反应后烟气中被氧化成NO、NO2的氮气量N_被氧化，根据公式（8）计算参与反应的氧气量O_参与反应。

上述检测的是各个元素的质量，根据正常大气中氧气与氮气的质量比为常数这一常识，可以计算参与反应的氧气量。

再利用公式（9）计算当前有效风率K_当前。

本发明实施例二通过获取大烟道烟气成分计算当前有效风率，即根据能够反映实际烧结成产的大烟道烟气成分为检测依据，能够提高当前有效风率获取的精度。

需要说明的是，本发明实施例五中，第一检测单元601、第一判断单元604、第一调节单元605、第二调节单元606、第二判断单元607、第三调节单元608和第四调节单元609分别与实施例四中第一检测单元501、第一判断单元503、第一调节单元504、第二调节单元505、第二判断单元506、第三调节单元507、第四调节单元508分别一一对应，且功能相同，请参考实施例四中相应部分的描述即可，此不赘述。

本发明实施例一至五中，通过调节在当前烧结终点为预设烧结终点时，即当前烧结终点距离与预设烧结终点距离相等，以此时的当前有效风率更新整个烧结系统的标准有效风率，以作为下一次调节的参考。

本发明实施例一至五中，调节烧结台车的速度也可以以设定的速度调节幅度实施调节，例如以0.2m/分钟的速度调节幅度增大或减小烧结台车速度，由于调节烧结台车速度具有响应快、效果明显的优点，所有通常情况都以较小的速度调节幅度对烧结台车速度进行调节。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.烧结终点控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

11）检测当前烧结终点距离以及当前有效风率；

12）在当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤13），否则，进入步骤14）；

13）增大烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

14）减小主抽风机的频率以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

15）在当前烧结终点距离大于预设烧结终点距离时，判断当前有效风率是否大于或等于标准有效风率，当结果为是时，进入步骤16），否则，进入步骤17）；

16）增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

17）减小烧结台车的速度以使得当前烧结终点趋于所述预设烧结终点。

2.根据权利要求1所述烧结终点控制方法，其特征在于，检测当前烧结终点距离以及当前有效风率为：周期性地检测当前烧结终点距离以及当前有效风率。

3.根据权利要求2所述烧结终点控制方法，其特征在于，还包括：

31）判断当前有效风率与前一周期检测的历史有效风率差值的绝对值是否小于设定值，当判断结果为是时，进入步骤32），否则，进入步骤33）；

32）将历史有效风率的值作为当前有效风率的值；

33）保持当前有效风率的取值不变。

4.根据权利要求2或3所述烧结终点控制方法，其特征在于，检测当前有效风率包括：

41）检测大烟道烟气成分；

42）利用所述大烟道烟气成分，根据

计算当前有效风率，其中，O_参与反应为参与反应的氧气量，O_{烟气中剩余}为反应后烟气中剩余氧气量。

5.根据权利要求4所述烧结终点控制方法，其特征在于，检测大烟道烟气成分包括：

检测烧结台车每个风箱的烟气成分；

将检测得到的所有风箱的烟气成分的均值作为所述大烟道烟气成分。

6.根据权利要求1所述烧结终点控制方法，其特征在于，减小主抽风机的频率和/或增大主抽风机的频率，包括：

建立所述标准有效风率与所述当前有效风率差值的绝对值与主抽风机的频率调节幅值的对应表，所述绝对值与所述频率调节幅值成正比；

依据所述对应表调节所述主抽风机的频率。

7.根据权利要求1所述烧结终点控制方法，其特征在于，增大烧结台车速度和/或减小烧结台车速度，包括：

按照设定的速度调节幅值增大或减小烧结台车速度。

8.烧结终点控制系统，其特征在于，包括：

第一检测单元，用于检测当前烧结终点距离；

第二检测单元，用于检测当前有效风率；

第一判断单元，在所述当前烧结终点距离小于预设烧结终点距离时，判断所述当前有效风率是否大于或等于标准有效风率；

第一调节单元，在所述当前烧结终点距离小于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率大于或等于所述标准有效风率时，增大烧结台车的速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第二调节单元，在所述当前烧结终点距离小于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率小于所述标准有效风率时，减小主抽风机的频率以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第二判断单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离时，判断所述当前有效风率是否大于或等于所述标准有效风率；

第三调节单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率大于或等于所述标准有效风率时，增大主抽风机的频率以及减小烧结台车速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点；

第四调节单元，在所述当前烧结终点距离大于所述预设烧结终点距离，且所述当前有效风率小于所述标准有效风率时，减小烧结台车的速度以使得所述当前烧结终点趋于所述预设烧结终点。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述第二检测单元包括：

烟气成分检测子单元，用于检测大烟道烟气成分；

第一计算子单元，利用所述大烟道烟气成分，根据

计算当前有效风率，其中，O_参与反应为参与反应的氧气量，O_{烟气中剩余}为反应后烟气中剩余氧气量。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，烟气成分检测子单元包括：

风箱烟气成分检测子单元，用于检测烧结台车每个风箱的烟气成分；

第二计算子单元，用于计算检测得到的所有风箱烟气成分的均值，以作为所述大烟道烟气成分。

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