專(zhuān)利名稱(chēng):控制高爐進(jìn)料的方法
本發(fā)明涉及控制高爐進(jìn)料的方法。它有幾個(gè)組成部分用于在高爐進(jìn)料面上布料的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)布料槽;在高爐上方有一個(gè)或多個(gè)供貯料用的漏斗，每個(gè)漏斗都有一個(gè)配料裝置，可供作調(diào)節(jié)從漏斗到料槽的進(jìn)料流量;一個(gè)測(cè)定漏斗料重的稱(chēng)量裝置。這種進(jìn)料操作方法通過(guò)計(jì)算機(jī)或憑試驗(yàn)確定閥門(mén)開(kāi)始必須打開(kāi)的程度，以使漏斗里的物料在給定的時(shí)間內(nèi)流出，這種方法并記住對(duì)不同類(lèi)別的物料和不同的進(jìn)料條件，為在給定的時(shí)間內(nèi)保證流出量所需的給定的不變的流量和配料閥的相應(yīng)位置的理論曲線，這些曲線表明在每個(gè)時(shí)刻標(biāo)準(zhǔn)流量Qc和閥門(mén)的位置，實(shí)際流量Qr通過(guò)在給定的時(shí)限內(nèi)測(cè)量每單位時(shí)間Δt內(nèi)漏斗內(nèi)的物料的重量減少Δp，并且比較實(shí)際流量Qr和標(biāo)準(zhǔn)流量Qc來(lái)確定。
通常，使用布料槽操縱爐體的進(jìn)料，用這種方法并借助貯料斗在進(jìn)料面上撒成一個(gè)直徑對(duì)稱(chēng)的園形的均勻的物料層，為此目的，通常有一個(gè)預(yù)先確定的，受高爐生產(chǎn)能力控制的有效時(shí)間，有布料和操作程度協(xié)調(diào)一致的方法，例如打開(kāi)和關(guān)閉閥門(mén)，把物料輸送到要求的位置等等。如果已知有效時(shí)間，控制漏斗流出量的配料閥的開(kāi)口必須這樣調(diào)節(jié)在要求的時(shí)間期滿(mǎn)時(shí)，料槽已掃過(guò)了它的全部軌跡，此時(shí)，漏斗將空著。
為了這個(gè)目的，閥門(mén)用上述的方法來(lái)調(diào)節(jié)，也可用美國(guó)專(zhuān)利3，929，924和4，074，816的方法來(lái)調(diào)節(jié)，在理論上，用這種方法調(diào)節(jié)操作應(yīng)當(dāng)能滿(mǎn)足冶煉所要求撒成的準(zhǔn)確料層，在實(shí)際中，令人遺憾的是，情況不是這樣，因?yàn)槟承﹨?shù)可能影響流量，不管閥門(mén)的位置如何。例如，當(dāng)在存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和將要進(jìn)的料的性質(zhì)的基礎(chǔ)上選擇閥門(mén)打開(kāi)程度，以便得到某一給定的進(jìn)料流速時(shí)，發(fā)現(xiàn)了進(jìn)料階段開(kāi)始時(shí)，在卸料口上面料柱的重量可能使進(jìn)料速度增加。另一方面，當(dāng)漏斗空著時(shí)，由于上述的料柱的重量減少了，該沖擊力也減少，因此，進(jìn)料流速減少到標(biāo)準(zhǔn)流速以下。在這種情況下，由于操作程序慢下來(lái)，漏斗向高爐卸料的時(shí)間不可避免地要超過(guò)，這不僅攪亂進(jìn)料程序，而且阻礙進(jìn)料保持對(duì)稱(chēng)，因而在物料的高度上圍繞物料面的園形軌跡產(chǎn)生變化。物料的流量也可能受另外的因素影響，例如，物料的濕度或物料粒度的大小。
為了糾正這些不利因素，設(shè)法根據(jù)物料速度的波動(dòng)，校正配料閥的位置，即，當(dāng)測(cè)量出漏斗重量減少，實(shí)際流量超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)流量時(shí)，把閥門(mén)稍微關(guān)上一點(diǎn)。當(dāng)物料流量降到標(biāo)準(zhǔn)流量值以下時(shí)，把閥門(mén)開(kāi)大一點(diǎn)。實(shí)際上，相應(yīng)于閥門(mén)某一位置的流量只能在實(shí)際已經(jīng)到達(dá)這個(gè)位置以后確定。就一段時(shí)間來(lái)說(shuō)，當(dāng)操作的位置正確，閥門(mén)總是在被感知之前就到達(dá)了理想位置或標(biāo)準(zhǔn)位置。換一句話(huà)說(shuō)，無(wú)論閥門(mén)朝那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，即，無(wú)論閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉，閥門(mén)總是處于過(guò)度位置。因此，如果這時(shí)通過(guò)在相反方向上移動(dòng)以校正閥門(mén)的位置，則結(jié)果是實(shí)際進(jìn)料流速總是在標(biāo)準(zhǔn)值上下波動(dòng)。
這個(gè)操作方法可獲得的最好的結(jié)果，只是盡可能使這個(gè)操作方法在不同程度上精確地遵守漏斗卸料要求的時(shí)間。另一方面，由于物料流速的波動(dòng)，撒料時(shí)如果不進(jìn)行校正則更不均勻。此外，由于閥門(mén)反向移動(dòng)，這個(gè)操作方法使用特別不方便。當(dāng)閥門(mén)交替開(kāi)閉時(shí)，在稱(chēng)重裝置內(nèi)，瞬時(shí)間會(huì)引起“假?zèng)_擊”。
本發(fā)明的目的是要提供一個(gè)操作配料閥的新方法，用這個(gè)方法以便保證一個(gè)相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)流速的幾乎不變的流速。
根據(jù)本發(fā)明，提供一個(gè)控制爐體進(jìn)料的操作程序，它由幾個(gè)部分組成在高爐進(jìn)料面上布料的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)布料槽;在高爐上方有一個(gè)或一個(gè)以上貯料漏斗，每個(gè)漏斗都有一個(gè)用作調(diào)節(jié)從漏斗到料槽的進(jìn)料流量的配料裝置;一個(gè)測(cè)定漏斗物料的稱(chēng)重裝置。這個(gè)進(jìn)料操作方法通過(guò)計(jì)算機(jī)或試驗(yàn)確定閥門(mén)開(kāi)始必須打開(kāi)的程度，以使漏斗的物料在給定時(shí)間內(nèi)流出，這種方法存儲(chǔ)對(duì)不同類(lèi)別的物料和不同進(jìn)料條件，為在給定時(shí)間內(nèi)保證流出量所需的給定的不變的流量和配料閥的相應(yīng)位置的理論曲線。這些曲線表明在每一瞬時(shí)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)流量Qc和閥門(mén)的位置，實(shí)際流量Qr通過(guò)在給定的時(shí)限內(nèi)測(cè)量每單位時(shí)間Δt內(nèi)漏斗里的物料的重量減少Δp并比較實(shí)際流量Qr與標(biāo)準(zhǔn)流量Qc來(lái)確定，本發(fā)明的特征是一旦實(shí)際流量Qr低于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc，配料閥門(mén)就打開(kāi)，在實(shí)際流量Qc高于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc時(shí)，配料閥門(mén)保持在適當(dāng)位置。
選定的閥門(mén)開(kāi)口的幅度Δs等于與標(biāo)準(zhǔn)流量Qc相當(dāng)和與實(shí)際流量Qr相當(dāng)?shù)拈y門(mén)位置之間的差值是有利的。
在一個(gè)有利的方面，閥門(mén)移動(dòng)的速度與差值Δs成比例。因此，如果這個(gè)差值相當(dāng)大，閥門(mén)的移動(dòng)就相當(dāng)快。而如果差值Δs很小，閥門(mén)移動(dòng)得慢，用附加的測(cè)量保證閥門(mén)不超過(guò)指定的位置，當(dāng)差值Δs達(dá)到一個(gè)預(yù)先確定的最小值時(shí)，閥門(mén)的移動(dòng)速度變?yōu)榱恪?br> 對(duì)另外的特征將通過(guò)可供參考的附圖對(duì)一個(gè)最佳實(shí)施例作下面的詳細(xì)說(shuō)明。其中
圖1表示當(dāng)不校正閥門(mén)位置時(shí)，漏斗物料的重量減少的曲線。
圖2表示在兩個(gè)方向校正閥門(mén)位置時(shí)，漏斗物料的重量減少的曲線。
圖3是根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)只在一個(gè)方向上校正閥門(mén)的位置時(shí)，漏斗物料的重量減少的曲線。
圖4是完成本發(fā)明提供的操作程序的一個(gè)裝置的總體示意圖。
圖1中，粗曲線表示實(shí)際重量Pr，即，測(cè)定的物料重量。點(diǎn)劃線表示標(biāo)準(zhǔn)重量。這物料重量能使得物料在要求的時(shí)間T內(nèi)，以平穩(wěn)速度流入。這些曲線的斜率，即， (Δp)/(Δt) 表示流速，對(duì)于曲線Pc來(lái)說(shuō)它是個(gè)常數(shù)。
由此可見(jiàn)，這些曲線Pr和Pc中，每一條曲線的水平部分表示配料閥門(mén)的打開(kāi)過(guò)程。當(dāng)閥門(mén)到達(dá)根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和根據(jù)計(jì)算或在在預(yù)先進(jìn)料操作程序的試驗(yàn)的基礎(chǔ)上計(jì)算出來(lái)的打開(kāi)位置時(shí)，為了保證相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)流速Q(mào)c的不變的流速，漏斗里物料流速的減少應(yīng)該是直線性的，正如通過(guò)從某一瞬時(shí)起展開(kāi)的兩條曲線所表示的，為了使流速Q(mào)c不變，漏斗中實(shí)際的物料重量與應(yīng)有的物料重量的差值變得越來(lái)越大，因此，在要求時(shí)間T結(jié)束以后，經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間漏斗才會(huì)變空。
正如以上所說(shuō)明的，校正閥門(mén)的位置以設(shè)法補(bǔ)償曲線Pr和Pc之間差值的操作程序?qū)е聢D2所表示的情況。在圖2中，實(shí)際流速在標(biāo)準(zhǔn)值附近振蕩，因此在每一種情況下，閥門(mén)都移動(dòng)過(guò)度，不論在哪個(gè)方向上。
另一方面，如果執(zhí)行本發(fā)明的操作程序，即，如果只在打開(kāi)方向上校正閥門(mén)的位置，曲線Pr變成直線，并與曲線Pc重合，因此，能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)流量，正如圖3表示的。
如果根據(jù)本發(fā)明的操作結(jié)果是閥門(mén)口開(kāi)得過(guò)大，即，如果測(cè)定的流量大于標(biāo)準(zhǔn)流量，則閥門(mén)不移動(dòng)，因?yàn)閺膱D1提供的資料得知，不改變閥門(mén)位置，物料流量不可避免地會(huì)減小。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4說(shuō)明校正閥門(mén)位置的最佳方法。圖4表明，高爐10的爐頂上有一個(gè)料槽12，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置14使得料槽繞著爐軸心轉(zhuǎn)動(dòng)并調(diào)節(jié)料槽的卸料角度。裝在高爐10上的支撐支架16通過(guò)一套測(cè)壓儀20支起漏斗18。這些測(cè)壓儀連續(xù)指示漏斗18的重量和它的物料重量，漏斗18的卸料槽口受配料閥門(mén)22控制，閥門(mén)22由兩個(gè)對(duì)稱(chēng)于高爐軸心移動(dòng)的裝置組成。配料閥門(mén)22由液壓缸24驅(qū)動(dòng)，而閥門(mén)實(shí)際位置由位置檢測(cè)器26連續(xù)測(cè)定。
圖中只表示一個(gè)單一中心裝料的漏斗18，盡管如此，它還是表明本發(fā)明同樣可用于其它包含有二個(gè)或多個(gè)裝料漏斗的裝置。
控制配料閥22的位置的液壓缸24是由“比例作用”式的油門(mén)28控制。它受到液壓油供應(yīng)裝置30的油壓作用?？刂葡到y(tǒng)包括計(jì)算機(jī)32，它進(jìn)行演算并存儲(chǔ)全部所需要的數(shù)據(jù)資料。計(jì)算機(jī)32的數(shù)據(jù)傳送到控制裝置34，它控制油門(mén)28以便調(diào)節(jié)液壓油的油量，即，調(diào)節(jié)液壓缸24和進(jìn)料閥門(mén)22的操作速度。
計(jì)算機(jī)32連續(xù)接受分別表示漏斗18的物料實(shí)際重量和配料閥22的實(shí)際位置的Pr和Sr數(shù)據(jù)資料。它也通過(guò)進(jìn)料程序接收參考數(shù)據(jù)，特別是為供漏斗18物料流出所選定作為進(jìn)料和/或布料程序的函數(shù)的時(shí)間T。計(jì)算機(jī)32存儲(chǔ)控制功能所要求的資料，例如，與物料的性質(zhì)相關(guān)的變化參數(shù)，保證特殊物料的一定輸出量所要求的閥門(mén)位置，等等。這些存儲(chǔ)數(shù)據(jù)主要是通過(guò)預(yù)先裝料過(guò)程所獲得的最新訊息數(shù)據(jù)資料帶來(lái)的連續(xù)操作的結(jié)果。在這些數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算并向控制裝置34為閥門(mén)22的操作程序提供指令。例如，知道了要求漏斗18的卸料的時(shí)間T，和這些物料的重量和物料性質(zhì)的有關(guān)參數(shù)，特別是物料的粒度大小和可能的其它影響卸料速度的參數(shù)，計(jì)算機(jī)確定規(guī)定流量Qc和開(kāi)始打開(kāi)閥門(mén)22的位置。在從計(jì)算機(jī)32獲得指令的基礎(chǔ)上，控制裝置34控制油門(mén)28，油門(mén)28操縱液壓缸24，直到閥門(mén)22處于規(guī)定的打開(kāi)位置。通過(guò)檢測(cè)器26控制這個(gè)操作程序，檢測(cè)器把有關(guān)進(jìn)料閥門(mén)瞬時(shí)位置的資料提供給控制裝置，當(dāng)實(shí)際位置Sr和標(biāo)準(zhǔn)位置Sc之間的差值ΔS大約為零時(shí)，控制裝置停止進(jìn)料閥門(mén)22的打開(kāi)動(dòng)作。從這一瞬時(shí)起，即當(dāng)閥門(mén)22處于標(biāo)準(zhǔn)的打開(kāi)位置時(shí)，計(jì)算機(jī)在這時(shí)限內(nèi)，例如在每3-4秒鐘內(nèi)，確定漏斗18的重量減少的速率。因此，可能產(chǎn)生三種不同的情況。
1、如果實(shí)際流量Qr，即，每單位時(shí)間減少的物料重量Pr與標(biāo)準(zhǔn)流量Qc相等或有一個(gè)人為地預(yù)先固定的可忽略的差值，則閥門(mén)22保持在其原始打開(kāi)的位置。
2、如果實(shí)際流量Qr高于規(guī)定流量Qc，即，如果閥門(mén)的開(kāi)啟位置Sr過(guò)大，ΔS＝Sc-Sr是負(fù)值，則不對(duì)閥門(mén)位置做任何校正，因?yàn)楦鶕?jù)圖1所示，在閥門(mén)22的位置沒(méi)有任何改變的情況下，實(shí)際流量Qr將自動(dòng)減少，并且將接近標(biāo)準(zhǔn)流量Qc。作為預(yù)防措施，例如對(duì)于錯(cuò)誤操作程序，這個(gè)系統(tǒng)仍然能作出這樣編排，即如果ΔS期望提高到某一上限之上，閥門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉到相應(yīng)于上述預(yù)先選擇的限度的程度。
3、如果實(shí)際流量Qr降到標(biāo)準(zhǔn)流量Qc以下，這是指預(yù)先規(guī)定的閥門(mén)22的打開(kāi)位置Sc實(shí)際上不夠大，在這種情況下，得校正閥門(mén)的位置。為此目的，計(jì)算機(jī)分別計(jì)算出相應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc和實(shí)際流量Qr的閥門(mén)位置和確定閥門(mén)的這兩個(gè)位置之間的差值ΔS?？刂蒲b置34通過(guò)油門(mén)28作用，打開(kāi)閥門(mén)22，打開(kāi)值等于ΔS值。一旦需要，即，只要實(shí)際流量偏離標(biāo)準(zhǔn)流量某一預(yù)定值，就重復(fù)這一校正。閥門(mén)22的這些不斷校正的標(biāo)準(zhǔn)位置被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)32里，因此，在可比較的條件下，如果有的話(huà)，下次的進(jìn)料所需要的校正次數(shù)將越來(lái)越少。
在應(yīng)用這項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)特別有利的方法中，通過(guò)油門(mén)28調(diào)節(jié)油量，而油門(mén)的調(diào)節(jié)又由控制裝置34根據(jù)ΔS值來(lái)決定。即，當(dāng)ΔS相當(dāng)大時(shí)，油門(mén)28移動(dòng)很快，當(dāng)ΔS減少時(shí)，油門(mén)移動(dòng)越來(lái)越慢。當(dāng)ΔS達(dá)到預(yù)先確定的下限時(shí)，油門(mén)最好停止，以確保閥門(mén)不通過(guò)它的標(biāo)準(zhǔn)位置，免得重復(fù)圖2所示的情形。
最后，必須強(qiáng)調(diào)，參照?qǐng)D4所述的采用本發(fā)明方法的裝置只適用于圖示的方式，執(zhí)行相同的操作程序的某些元件可以用其它元件代替。例如，調(diào)節(jié)閥門(mén)的液壓控制裝置可以用氣動(dòng)或電動(dòng)裝置代替，“比例作用”式的油門(mén)28，可分別用伺服閥或可控硅裝置代替。
權(quán)利要求
1、用于控制高爐進(jìn)料的方法，包括用于在高爐進(jìn)料面上方布料的轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)布料槽；在高爐上方用于貯料的一個(gè)或一個(gè)以上漏斗，每個(gè)漏斗都裝有用于調(diào)節(jié)從漏斗到料槽的進(jìn)料流量的配料裝置；測(cè)定漏斗物料的稱(chēng)重裝置，這種進(jìn)料方法通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)確定閥門(mén)開(kāi)始必須打開(kāi)的程度，閥門(mén)的打開(kāi)使漏斗的物料在給定時(shí)間內(nèi)流出，這種進(jìn)料方法存儲(chǔ)對(duì)不同種類(lèi)的物料和不同進(jìn)料條件，為在給定時(shí)間內(nèi)保證流出量所需的給定的不變的流量和配料閥的相應(yīng)位置的理論曲線，這些曲線表明在各瞬時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)流量Qc和閥門(mén)位置，實(shí)際流量Qr通過(guò)在給定的時(shí)限內(nèi)測(cè)量每單位時(shí)間△t內(nèi)漏斗的物料的重量減少△p和比較實(shí)際流量Qr與標(biāo)準(zhǔn)流量Qc來(lái)確定，本發(fā)明的特征在于一旦實(shí)際流量Qr低于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc，配料閥門(mén)就打開(kāi)，當(dāng)實(shí)際流量高于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc時(shí)，配料閥門(mén)保持在適當(dāng)位置。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中閥門(mén)初始的開(kāi)口選定得保證物料流量相當(dāng)于計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)流量Qc
3、根據(jù)權(quán)利要求
1的方法，其中為閥門(mén)開(kāi)口選定的值Δs等于與標(biāo)準(zhǔn)流量Qc相當(dāng)?shù)暮团c實(shí)際流量Qr相當(dāng)?shù)拈y門(mén)位置之間的差。
4、根據(jù)權(quán)利要求
1或3的方法，其中閥門(mén)動(dòng)作的速度與閥門(mén)移動(dòng)必需的差Δs成比例。
5、根據(jù)權(quán)利要求
4的方法，其中當(dāng)差Δs達(dá)到預(yù)定的最小值時(shí)，閥門(mén)移動(dòng)速度變?yōu)榱恪?br>專(zhuān)利摘要
在高爐爐體內(nèi)，有幾個(gè)組成部分布料槽；一個(gè)或一個(gè)以上貯料漏斗，每個(gè)漏斗都有配料裝置用作調(diào)節(jié)從漏斗到料槽的進(jìn)料流量；稱(chēng)量裝置，測(cè)定漏斗的料重并且調(diào)節(jié)配料裝置的位置。一旦實(shí)際流量Qr低于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc，配料閥門(mén)就打開(kāi)，而當(dāng)實(shí)際流量Qr高于標(biāo)準(zhǔn)流量Qc時(shí)，閥門(mén)保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>文檔編號(hào)C21B7/20GK86103226SQ86103226
公開(kāi)日1986年11月5日 申請(qǐng)日期1986年5月9日
發(fā)明者吉爾伯特·伯納德, 埃米爾·布里登, 埃米爾·洛納迪 申請(qǐng)人:保羅·伍爾思公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan