燒結環冷機物料溫度測量方法及裝置與流程

本發明涉及冶金原料燒結系統參數控制領域，尤其涉及一種環冷機物料冷卻溫度的測量。

背景技術：

在鐵前冶金原料燒結系統中，為了防止經燒結機燒結的高溫物料燙傷損壞后續運輸加工設備，從燒結機排出的灼熱高溫物料，需要經環冷機冷卻后再排出到下游的運輸加工設備。燒結機排出的灼熱高溫物料在進入后續運輸加工設備前，都應該進行充分的冷卻，但有時也會因為各種原因，如環冷機冷卻風量、燒結物料燃料配比、燒結工藝燒成點控制等原因，使環冷機將沒有經過充分冷卻的高溫物料排入后續運輸加工設備，造成后續運輸加工設備損壞和火災事故。為了防止環冷機將沒有經過充分冷卻的高溫物料排入后續運輸加工設備，需要對環冷機上高溫物料的冷卻程度進行檢測和控制。要對環冷機上高溫物料的冷卻程度進行控制，首先需要對環冷機上各冷卻階段的物料溫度進行檢測，根據檢測得到的物料溫度然后才可以對各工藝參數及控制進行有效調整，使高溫燒結物料在環冷機上得到充分的冷卻，防止高溫物料排入后續運輸加工設備，以及可以對排出的高溫物料進行及時處理，防止高溫物料損壞后續運輸加工設備。

在燒結生產工藝中準確了解特定料段的物料溫度，對于準確控制物料燒結工藝有很大的意義。環冷機生產實際中冷卻高溫物料的過程是，環冷臺車上裝載著從燒結機排出的高溫散狀物料，在環冷臺車下部的風箱中向臺車底部鼓出冷卻風，冷卻風通過臺車底部通氣板縫隙進入到臺車上裝載的高溫物料中，冷卻風進入高溫物料后從高溫散狀物料的間隙中通過，對高溫物料進行冷卻，帶著熱量的熱風最后從上部物料料面間隙中流出。現有在環冷機上檢測物料溫度的方法主要有，采用紅外測溫裝置測量和采用熱電偶測量，采用紅外測溫裝置進行物料溫度的檢測方法為非接觸式測量，采用熱電偶進行物料溫度的檢測方法為接觸式測量，現時的兩種測量方式都存在各自的缺陷，主要體現在測量誤差大，難以滿足生產控制的實際需要。

采用熱電偶裝置在環冷機上進行物料溫度的檢測方法應用比較普遍，一般環冷機為了收集熱風和環保，在環冷機臺車上部裝有一個防護罩，防護罩離料面一般有2~3米，防護罩封閉了環冷機的上部出風，防止冷卻風帶出物料中的粉塵散落到外部環境中，防護罩離料面有一定高度是因為，封閉后的環冷機料面與防護罩離料之間是熱風收集的風道。一般采用熱電偶裝置在環冷機上進行物料溫度檢測的方法是，將熱電偶的感溫端插入防護罩中，冷端通過法蘭封閉后露在防護罩外面，通過檢測防護罩內風道的氣體溫度來間接檢測物料溫度。這種測量方法，由于料面與防護罩之間是整個環冷機的熱風收集風道，風道中的氣體流動方向是向防護罩集氣引出管方向，罩內氣流來自環冷機各個料段，所以通過這種方式進行測量得到的溫度很難說明是環冷機哪一段料的氣體溫度。也有人認為如果將熱電偶加長，使熱電偶感溫端延伸到接近料面部分，這樣可以檢測到比較準確的物料溫度，通過實驗和分析，即使是這樣，情況也不會得到明顯的改善，因此罩內氣流速度很快，因此這種物料溫度的測量方式，對生產工藝控制缺乏參考意義。

采用紅外測溫裝置進行物料溫度的檢測方法如：專利號為：201310368072.7；名稱為：用于燒結球團環冷機料溫檢測及控制裝置；該專利技術公開了一種環冷機料溫檢測裝置，該裝置的測溫方法是，紅外測溫裝置安裝在環冷機上部拱形隔板的上部，紅外測溫裝置通過拱形隔板上的溫度測量孔，測量環冷臺車上物料料面某一點的溫度，然后將測量獲得的溫度數據送到控制裝置中，控制裝置進行噴水控制對物料降溫處理。由此可以得知，由于物料間隙的不均勻性、塊狀物料大小的不一致性、物料中燃料配比的差異等，造成物料塊與塊之間溫度實際上存在著較大的差異。在該專利技術中，利用固定紅外測溫裝置對料面某一點進行溫度測量，裝置測量到的料塊溫度很難代表實際的整體料溫，在實際的溫度采集中，由于臺車裝載物料不斷向前移動，裝置測量點不斷的從這塊料移動到那塊料，裝置所采集到的物料溫度會產生很大的波動，這給后續控制將帶來很大的誤差和不穩定。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種燒結環冷機物料溫度測量方法及裝置，通過采集臺車寬度方向各個區域的溫度分布，準確獲取了環冷機上各冷卻階段物料的溫度，從而對燒結環冷工藝進行精確的控制，能夠避免因為冷卻不足、溫度波動造成的設備損壞和生產事故，保證了生產安全的穩定性，并降低了能耗。

本發明是這樣實現的：一種燒結環冷機物料溫度測量方法，環冷機臺車在環冷機的運行軌道上做環形運行，包括以下步驟：

S1：選取運行軌道上的一橫向位置作為測量位置，所述測量位置位于載料段，測量位置的軸線與環冷機臺車運行方向垂直；

S2：將測量位置沿運行軌道的橫向均分為若干測溫區域，使用測溫機構對每個測溫區域分別測溫；

S3：控制器根據每個測溫區域的溫度數據得到該測量位置的溫度曲線，將溫度曲線反饋到環冷機的冷卻系統實現對冷卻的精確控制。

所述步驟S3中，連續測量通過測量位置的環冷機臺車料面，綜合連續測量得到的所有溫度曲線，得到整個運行軌道上物料的溫度分布圖。

所述步驟S2中，使用測溫機構對每個測溫區域分別測溫的具體方式為，先在每個測溫區域對應設置一塊集溫板，然后將測溫區域內的熱空氣集中后吹過集溫板，利用熱空氣對集溫板加熱，最后通過紅外測溫裝置檢測各個集溫板的溫度。

所述測溫機構為熱電偶測溫機構。

一種燒結環冷機物料溫度測量裝置，包括集氣罩、通氣管、集溫板和紅外測溫裝置，所述集氣罩固定安裝在環冷機風罩的底部，集氣罩共有若干個，若干個所述的集氣罩沿運行軌道的橫向順次排列，所述通氣管的進氣口垂直連通在集氣罩頂部的排風口，所述集溫板設置在通氣管內，所述紅外測溫裝置固定安裝在環冷機風罩上，紅外測溫裝置位于通氣管的正上方，紅外測溫裝置的測溫探頭指向集溫板。

所述的紅外測溫裝置包括通氣底座、保護管和紅外測溫探頭，所述環冷機風罩上開設有測量孔，所述保護管固定安裝在測量孔上伸入環冷機風罩，所述紅外測溫探頭設置在保護管內，紅外測溫探頭指向集溫板，所述通氣底座的進氣口與冷卻保護氣源連通，通氣底座的出氣口與保護管頂部連通。

所述保護管與通氣管位于同一軸線上。

所述的集氣罩共有四個，四個集氣罩相互緊貼并排布置。

所述的集氣罩為倒置的漏斗形。

所述通氣管的排氣口與環冷機風罩之間留有一定間隙。

本發明燒結環冷機物料溫度測量方法及裝置可以采集到臺車寬度方向各個區域的溫度分布，準確獲取了環冷機上各冷卻階段物料的溫度；通過溫度分布或測量位置的平均溫度，就可以獲得高溫物料在環冷機上的冷卻過程溫度，以及各冷卻段的冷卻效率等工藝數據，從而對燒結環冷工藝進行精確的控制；精確控制冷卻工藝后不但能夠節約冷卻需要的能源，還能夠避免因為冷卻不足、溫度波動造成的設備損壞和生產事故，保證了生產安全的穩定性。

附圖說明

圖1為燒結環冷機物料溫度測量裝置的結構示意圖；

圖2為本發明燒結環冷機物料溫度測量裝置中集溫板區域的結構示意圖；

圖3為本發明燒結環冷機物料溫度測量裝置中紅外測溫裝置區域的結構示意圖。

圖中：1集氣罩、2通氣管、3集溫板、4紅外測溫裝置、5環冷機風罩、6運行軌道、7環冷機臺車、8固定構件、11集氣罩支架、31集溫板支架、41通氣底座、42保護管、43紅外測溫探頭、44冷卻保護氣進口、45氣道、46隔熱墊片、51測量孔。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明表述的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

一種燒結環冷機物料溫度測量方法，環冷機臺車在環冷機的運行軌道上做環形運行，包括以下步驟：

S1：選取運行軌道上的一橫向位置作為測量位置，所述測量位置位于載料段，測量位置的軸線與環冷機臺車運行方向垂直；

S2：將測量位置沿運行軌道的橫向均分為若干測溫區域，使用測溫機構對每個測溫區域分別測溫；在本發明即可以使用常規的熱電偶測溫機構對每個測溫區域分別測溫，也可以選用本實施例中如圖1、2、3所示的裝置進行測溫作業；

S3：控制器根據每個測溫區域的溫度數據得到該測量位置的溫度曲線，將溫度曲線反饋到環冷機的冷卻系統實現對冷卻的精確控制。

所述步驟S3中，連續測量通過測量位置的環冷機臺車料面，綜合連續測量得到的所有溫度曲線，得到整個運行軌道上物料的溫度分布圖。

如圖1所示，一種燒結環冷機物料溫度測量裝置，包括集氣罩1、通氣管2、集溫板3和紅外測溫裝置4，所述集氣罩1固定安裝在環冷機風罩5的底部，集氣罩1共有若干個，若干個所述的集氣罩1沿運行軌道6的橫向順次排列，集氣罩1的所需數量，根據環冷機臺車7的寬度和根據環冷機臺車7寬度方向需要獲取物料溫度的精度范圍決定，在本實施例中，所述的集氣罩1共有四個，四個集氣罩1相互緊貼并排布置；將所有集氣罩1并列固定安裝于一個集氣罩支架11上，再將集氣罩支架11的兩端分別固定于環冷機風罩5兩側的固定構件8上，使集氣罩1懸置于運行的環冷機臺車7上方，并使集氣罩1的集氣端接近環冷機臺車7上裝載物料料面，通常情況下所述的集氣罩1為倒置的漏斗形，以便于收集熱氣流；

如圖2所示，所述通氣管2的進氣口垂直連通在集氣罩1頂部的排風口，所述集溫板3設置在通氣管2內，通氣管2內壁與集溫板3四周留有一定寬度的氣流通道，通氣管2的直徑和長度以滿足集溫板3安裝及氣流通暢并有利于熱氣流收集為合適，集溫板3通常利用環形陣列在外圈的集溫板支架31固定安裝在通氣管2內，為了避免導熱影響測量的精確性，該集溫板支架31的材質通常選用陶瓷；所述紅外測溫裝置4固定安裝在環冷機風罩5上，紅外測溫裝置4位于通氣管2的正上方，紅外測溫裝置4的測溫探頭指向集溫板3；在本實施例中，為了便于最終的氣流處理，所述通氣管2的排氣口與環冷機風罩5之間留有一定間隙。

如圖3所示，所述的紅外測溫裝置4包括通氣底座41、保護管42和紅外測溫機構，所述紅外測溫機構內設置有紅外測溫探頭43，在環冷機風罩5上部拱形面上，根據集氣罩1的數量，開有與集氣罩1數量相同的若干個測量孔51，所述測量孔51內設置一根保護管42，并使測量孔51的中心與位于集溫板3中心的正上方，通常集溫板3的位置在安裝時是通過保證通氣管2與保護管42同軸來實現的；所述保護管42上部連接有一個通氣底座41，在通氣底座中心加工有一個圓孔作為出氣口，圓孔直徑略大于紅外測溫探頭43的外徑，在通氣底座41外側連接有一個冷卻保護氣進口44，冷卻保護氣進口44連通到外部的冷卻保護氣源，保護管42的進氣口通過通氣底座41底部加工的氣道45連通到通氣底座41的冷卻保護氣進口44，所述保護管42與通氣底座41之間還設置有隔熱墊片46。

通氣底座41上部固定安裝有一臺紅外測溫機構，紅外測溫機構的紅外測溫探頭43伸入保護管42，調整紅外測溫探頭43的紅外測溫點，使其對準下方集溫板3的中心。將紅外測溫機構、通氣底座41、保護管42、環冷機風罩5的測量孔51之間的連接部分緊密固定并密封，使環冷機風罩5的內外隔絕不漏氣；將各個紅外測溫裝置的測溫信號，通過導線連接到數據采集控制裝置。

本發明燒結環冷機物料溫度紅外測量方法及裝置的工作過程：

生產開始，環冷機臺車在環冷機的運行軌道上做環形運行，從裝料端開始緩慢運行到卸料端，周而復始。環冷機臺車下部從裝料端到卸料端分布有若干鼓風風箱，鼓風機鼓出的冷風從風箱中透過臺車底部通氣板縫隙進入到環冷機臺車的裝料空間，然后通過環冷機臺車上部的環冷機風罩和上風道將氣流回收到除塵系統。燒結機上燒結完成灼熱的物料從環冷機裝料端裝載到環冷機的臺車上，臺車底部風箱中的冷風透過臺車底部通氣板縫隙進入到臺車上裝載物料的間隙中，把物料中的熱量從下向上帶入到上風道中回收，隨著裝載物料的臺車緩慢從裝料端運行到卸料端，臺車下的風箱中不斷鼓出冷卻風冷卻臺車上裝載的高溫物料，使高溫物料在臺車的運行中逐漸降溫冷卻，最后將冷卻到額定溫度的物料卸入到卸料端，流入下道工序，卸載后的空臺車再重新回到裝料端裝載高溫物料。當臺車裝載物料運行經過裝有本發明燒結環冷機物料溫度測量裝置的位置時，臺車下風箱中冷卻風通過臺車底部通氣板縫隙進入到臺車裝載的高溫物料間隙中，將臺車物料中的熱量帶到料面上部，灼熱氣流進入裝設在料面上部的集氣罩內，灼熱氣流經集氣罩特殊形狀的收集，以及集氣罩上下溫差所形成的對流，集中流向集氣罩中間的通氣管，流入通氣管中帶有物料熱量的氣體流經通氣管中的集溫板，再從通氣管內壁與集溫板四周的氣流通道流出到通氣管上部，然后從通氣管上部的開口處溢出到環冷機上風道中被回收。當帶有熱量的氣流流經集溫板時，氣流中熱量傳遞到集溫板，使集溫板溫度產生變化，集溫板產生的溫度變化被紅外測溫裝置感知，紅外測溫裝置將檢測到的溫度信號通過連接導線送到溫度數據采集控制裝置，完成環冷機該段物料溫度數據的采集。隨著環冷機臺車的不斷運行，后面裝載物料臺車連續不斷經過裝置集氣罩的下方，經過裝置集氣罩下方的物料溫度就不斷被采集，送到溫度數據采集控制裝置。通氣底座外側的進氣口不斷的流入冷卻保護氣體，冷卻保護氣體通過通氣底座上的氣道流到保護管后流出到環冷機風罩內，保護管內充盈的冷卻保護氣體將下部環冷機風罩內的熱量隔離，保證了紅外測溫裝置的環境工作溫度。