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)