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高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法

文檔序號(hào):5940700閱讀:480來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋼鐵廠高爐瓦斯泥處理過(guò)程中的一種成分快速估測(cè)方法,更具體地說(shuō),它涉及一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法。
背景技術(shù)
在高爐煉鐵過(guò)程中,產(chǎn)生大量含鐵、碳的細(xì)微爐塵,經(jīng)集塵、水洗等過(guò)程后會(huì)形成瓦斯泥。這種瓦斯泥是很好的煉鐵原料,但由于瓦斯泥中鋅的含量較高,直接回用會(huì)影響高爐的使用壽命。為挖掘其潛在經(jīng)濟(jì)效益并且避免因棄置瓦斯泥而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,近一、二十年來(lái),國(guó)內(nèi)外發(fā)展了一些高爐瓦斯泥脫鋅回用的新技術(shù),其中水力旋流法因其具有工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備投資少,易于實(shí)施,維修方便,運(yùn)行成本低,無(wú)二次污染等特點(diǎn),受到了普遍關(guān)注。該方法對(duì)高爐瓦斯泥中的顆粒按粒徑進(jìn)行濕式分級(jí),從而將瓦斯泥分離成含細(xì)顆粒的高鋅泥(稱為頂流)和含粗顆粒的低鋅泥(稱為底流),前者經(jīng)脫水后外送水泥廠等地方再利用,后者經(jīng)脫水、燒結(jié)后作為煉鐵的原料,達(dá)到廢棄物減量和資源化的目的。該方法在煉鐵流水線上實(shí)際運(yùn)作時(shí),由于來(lái)料的組份、濃度、流量可能經(jīng)常變化,會(huì)影響水力旋流器的分離效果,為此需要對(duì)水力旋流器的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,控制底流的含鋅率和瓦斯泥的廠內(nèi)回用率,其控制目標(biāo)首先要滿足高爐進(jìn)料之低含鋅率的要求,確保高爐安全,其次要使瓦斯泥廠內(nèi)回用率達(dá)到最大限度。目前直接測(cè)定含鋅率很難做到實(shí)時(shí)在線,普遍采用取樣后離線測(cè)量,需要的時(shí)間長(zhǎng),直接影響了高爐運(yùn)行的安全性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)控水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝過(guò)程,提高高爐運(yùn)行安全性,達(dá)到最大瓦斯泥廠內(nèi)回用率,降低生產(chǎn)成本的高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率的實(shí)時(shí)估測(cè)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率的實(shí)時(shí)估測(cè)方法,其特點(diǎn)是,整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步用一種包括可控制瓦斯泥濃度的混流器和激光測(cè)粒儀的自動(dòng)測(cè)控裝置,調(diào)整合適遮光率,實(shí)時(shí)在線測(cè)量旋流器底流的顆粒粒徑分布,算出特征值Pv10×D32,Pv10為小于10微米以下顆粒的體積百分比,D32為索太爾直徑;首先取樣測(cè)量遮光率OB值,理想測(cè)試狀態(tài)的OB值有一個(gè)上限和下限,如果初始的OB值大于上限,則開大混流器水閥,增大進(jìn)水量,反之則關(guān)小水閥,減少進(jìn)水量;當(dāng)OB值合適時(shí)自動(dòng)采集顆粒分布信息。當(dāng)水閥關(guān)至最小值時(shí)(但不能為零即不能斷流),OB值仍然小于下限并不斷下降,則停止采集,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,輸出結(jié)果,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)OB值直至滿足進(jìn)入下一測(cè)量周期的條件;第二步根據(jù)底流顆粒測(cè)量結(jié)果,估算含鋅率;鋼鐵廠煉鐵原料配比的變化,會(huì)改變瓦斯泥的特性,即瓦斯泥在各粒徑分段內(nèi)的體積(或重量)百分比以及含鋅率和含鐵率,但一個(gè)時(shí)期內(nèi)是相對(duì)穩(wěn)定的。因此不可能有一成不變的估算公式,鋼鐵廠有定期的離線含鋅率實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。大量的研究表明,對(duì)于底流,特征值Pv10×D32,和含鋅率Hzn相關(guān),所以含鋅率可用下式估算Hzn=a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由實(shí)測(cè)的底流含鋅率Hzn和底流特征值Pv10×D32的歷史數(shù)據(jù)回歸得到,歷史數(shù)據(jù)只取最近2個(gè)月。
第三步調(diào)節(jié)回用瓦斯泥特性;如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含鋅率小于設(shè)定值,底流瓦斯泥可以進(jìn)入高爐;不然就自動(dòng)調(diào)節(jié)水力旋流器的工況參數(shù),使得底流中小顆粒的比例下降,直至達(dá)到可以進(jìn)入高爐的標(biāo)準(zhǔn)為止;相反,如果這部分泥漿的估算含鋅率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),則可適當(dāng)提高瓦斯泥廠內(nèi)回用率。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝的過(guò)程,提高了高爐運(yùn)行的安全性,延長(zhǎng)高爐的使用壽命,并且最大限度提高瓦斯泥的廠內(nèi)回用率,從而降低生產(chǎn)成本。


圖1為自動(dòng)測(cè)量控制遮光率裝置的示意圖;圖2為高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法的程序框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖1、2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法,其特點(diǎn)是,整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步用一種包括可控制瓦斯泥濃度的混流器和激光測(cè)粒儀的自動(dòng)測(cè)控裝置,調(diào)整合適遮光率,實(shí)時(shí)在線測(cè)量旋流器底流的顆粒粒徑分布,算出特征值Pv10×D32,Pv10為小于10微米以下顆粒的體積百分比,D32為索太爾直徑;
首先取樣測(cè)量遮光率OB值,理想測(cè)試狀態(tài)的OB值有一個(gè)上限和下限,如果初始的OB值大于上限,則開大混流器水閥,增大進(jìn)水量;反之則關(guān)小水閥,減少進(jìn)水量。當(dāng)OB值合適時(shí)自動(dòng)采集顆粒分布信息。當(dāng)水閥關(guān)至最小值時(shí)(但不能為零即不能斷流),OB值仍然小于下限并不斷下降,則停止采集,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,輸出結(jié)果,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)OB值直至滿足進(jìn)入下一測(cè)量周期的條件;第二步根據(jù)底流顆粒測(cè)量結(jié)果,估算含鋅率;含鋅率可用下式估算Hzn=a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由實(shí)測(cè)的底流含鋅率Hzn和底流特征值Pv10×D32的歷史數(shù)據(jù)回歸得到,歷史數(shù)據(jù)只取最近2個(gè)月。
第三步調(diào)節(jié)回用瓦斯泥特性;如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含鋅率小于設(shè)定值,底流瓦斯泥可以進(jìn)入高爐;不然就自動(dòng)調(diào)節(jié)水力旋流器的工況參數(shù),使得底流中小顆粒的比例下降,直至達(dá)到可以進(jìn)入高爐的標(biāo)準(zhǔn)為止;相反,如果這部分泥漿的估算含鋅率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),則可適當(dāng)提高瓦斯泥廠內(nèi)回用率。
本發(fā)明的實(shí)施由于高爐瓦斯泥的含鋅率與顆粒粒徑分布之間存在相關(guān)關(guān)系,即鋅主要存在于小顆粒中,借助于通過(guò)實(shí)時(shí)在線測(cè)量顆粒粒徑分布以達(dá)到間接估測(cè)含鋅率。實(shí)驗(yàn)證明,底流瓦斯泥中小于10μm顆粒的體積份額Pv10和索太爾直徑D32的乘積與含鋅率Hzn有較好的,因此可用Pv10×D32作為特征值估測(cè)含鋅率。
本發(fā)明在工作時(shí),如圖1所示,高爐產(chǎn)生的瓦斯泥由進(jìn)口端1進(jìn)入水力旋流分離器2,旋流分離器底流管路中設(shè)有三通3和兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的取樣閥4和5,在“正常輸送”和“取樣”兩個(gè)狀態(tài)間切換,當(dāng)進(jìn)入取樣狀態(tài)時(shí),在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行取樣。經(jīng)過(guò)調(diào)整器6分散后,再經(jīng)三通式混流器7進(jìn)一步稀釋,由激光測(cè)粒儀8測(cè)量遮光率OB值(通常用遮光率OB=1-I/I0作為測(cè)量時(shí)濃度控制的指標(biāo),理想測(cè)試狀態(tài)的OB值有一個(gè)上限和下限范圍),如果初始的OB值大于上限,則開大水閥9,增大進(jìn)水量,反之則關(guān)小水閥,減少進(jìn)水量。當(dāng)OB值合適時(shí)激光測(cè)粒儀自動(dòng)采集顆粒分布信息。如水閥7關(guān)至最小值(但不能為零即不能斷流),OB值仍然小于下限并不斷下降,則停止采集,說(shuō)明本周期即將結(jié)束,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,輸出結(jié)果,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)OB值直至滿足進(jìn)入下一測(cè)量周期的條件。根據(jù)顆粒測(cè)量結(jié)果,估算含鋅率Hzn=a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d,其中a、b、c、d值由實(shí)測(cè)的底流含鋅率Hzn和底流特征值Pv10×D32的歷史數(shù)據(jù)回歸得到,歷史數(shù)據(jù)只取最近2個(gè)月,故可以隨時(shí)修正估算含鋅率的相關(guān)式,以適應(yīng)來(lái)流組份變化的影響。比較估算含鋅率與設(shè)定值,對(duì)底流瓦斯泥特性進(jìn)行控制調(diào)節(jié),如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含鋅率小于設(shè)定值,則這部分泥漿經(jīng)處理后作為精礦粉就可以進(jìn)入高爐;不然就自動(dòng)調(diào)節(jié)水力旋流器的工況參數(shù),降低廠內(nèi)回用率,強(qiáng)化分離效果,使得底流中小顆粒的比例下降,直至達(dá)到可以進(jìn)入高爐的標(biāo)準(zhǔn)為止;相反,如果這部分泥漿的估算含鋅率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),則可適當(dāng)提高瓦斯泥廠內(nèi)回用率。
權(quán)利要求
1.一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法,其特征在于整個(gè)方法由以下幾個(gè)步驟組成第一步用一種以混流器為主體的可自動(dòng)測(cè)控激光測(cè)粒儀的遮光率OB值的裝置實(shí)現(xiàn)激光測(cè)粒儀實(shí)時(shí)在線測(cè)量顆粒粒徑分布,特別是旋流器底流的顆粒粒徑分布;首先取樣測(cè)量遮光率OB值,理想測(cè)試狀態(tài)的OB值有一個(gè)上限和下限,如果初始的OB值大于上限,則開大混流器水閥,增大進(jìn)水量;反之則關(guān)小水閥,減少進(jìn)水量。當(dāng)OB值合適時(shí)自動(dòng)采集顆粒分布信息。當(dāng)水閥關(guān)至最小值時(shí)(但不能為零即不能斷流),OB值仍然小于下限并不斷下降,則停止采集,進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算,特別是算出特征值Pv10×D32,Pv10為小于10微米以下顆粒的體積百分比,D32為索太爾直徑,并輸出結(jié)果,同時(shí)繼續(xù)監(jiān)測(cè)OB值直至滿足進(jìn)入下一測(cè)量周期的條件;第二步根據(jù)底流顆粒測(cè)量結(jié)果,估算含鋅率;含鋅率可用下式估算Hzn=a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由實(shí)測(cè)的底流含鋅率Hzn和底流特征值Pv10×D32的歷史數(shù)據(jù)回歸得到,歷史數(shù)據(jù)只取最近2個(gè)月。第三步調(diào)節(jié)回用瓦斯泥特性;如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含鋅率小于設(shè)定值,底流瓦斯泥可以進(jìn)入高爐;不然就自動(dòng)調(diào)節(jié)水力旋流器的工況參數(shù),使得底流中小顆粒的比例下降,直至達(dá)到可以進(jìn)入高爐的標(biāo)準(zhǔn)為止;相反,如果這部分泥漿的估算含鋅率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)定標(biāo)準(zhǔn),則可適當(dāng)提高瓦斯泥廠內(nèi)回用率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后含鋅率實(shí)時(shí)估測(cè)方法,旨在提供一種可實(shí)時(shí)監(jiān)控底流高爐瓦斯泥含鋅率和廠內(nèi)回用率的測(cè)試調(diào)整方法,其整個(gè)方法由三個(gè)步驟組成首先用激光測(cè)粒儀測(cè)量顆粒粒徑分布,特別是旋流器底流的顆粒粒徑分布,并用一種以混流器為主體的可自動(dòng)測(cè)控激光測(cè)粒儀的遮光率OB值的裝置實(shí)現(xiàn)激光測(cè)粒儀的實(shí)時(shí)在線測(cè)量;然后根據(jù)顆粒測(cè)量結(jié)果,估算含鋅率Hzn=a(Pv
文檔編號(hào)G01N21/17GK1601257SQ20041002554
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者章立新, 楊茉, 林宗虎, 鄭剛, 耿麗萍, 殷俊, 顧建武 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)
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