專利名稱：高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋼鐵廠高爐瓦斯泥處理的一種測量裝置，更具體地說，它涉及一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置。
背景技術(shù)：
在高爐煉鐵過程中，產(chǎn)生大量含鐵、碳的細(xì)微爐塵，經(jīng)集塵、水洗等過程后會(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，國內(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單，設(shè)備投資少，易于實(shí)施，維修方便，運(yùn)行成本低，無二次污染等特點(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，其中測量爐料顆粒的粒徑分布，不僅可以了解水力旋流器的分離效果，而且可以間接估測含鋅率。然而旋流分離后的底流和頂流顆粒濃度即含固率仍然很高，必須高倍稀釋后即要保證不相關(guān)單散射，才能用光散射法測量顆粒，比如用FAM激光衍射散射粒度儀測量時(shí)，對(duì)濃度和測量區(qū)厚度就有一定的要求，一般用遮光率OB＝1-I/I0作為測量時(shí)濃度控制的指標(biāo)。由于既要保證取樣的準(zhǔn)確性，又要通過高倍稀釋來滿足遮光率的要求，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測量有相當(dāng)?shù)碾y度，目前在水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝中還沒有實(shí)時(shí)在線測量顆粒粒徑分布。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(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粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量的裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置，它位于旋流器出口和真空壓濾機(jī)之間，其特征在于，它包括由兩個(gè)完全相同的自帶攪拌裝置的調(diào)整器和一個(gè)引流器組成的采集、分散、濃度調(diào)整部分，由光窗、激光器和接收器組成的測量段及帶有內(nèi)控制器、外控制器的計(jì)算機(jī)控制部分；兩個(gè)完全相同的調(diào)整器交替使用，由計(jì)算機(jī)順序控制。調(diào)整器上部為柱型，下部為錐型，內(nèi)置一攪拌器，攪拌器連續(xù)工作。來自旋流器出口的瓦斯泥通過兩調(diào)整器上部的倒Y型三通及三個(gè)電磁閥連動(dòng)控制間斷的取樣并在兩調(diào)整器間切換，即倒Y型三通的三個(gè)端口分別連接旋流器出口、調(diào)整器、真空壓濾機(jī)。取樣口的電磁閥緊靠倒Y型的中心。調(diào)整器上部還有管路通過各自設(shè)置的電磁閥和工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)相連接。兩調(diào)整器下部通過各自管路上的電磁閥與引流器的支管連接，引流器的直管段一端通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)連接，另一端與光窗的下端連接，光窗的上端和真空壓濾機(jī)連接，激光器和接收器置于光窗的兩側(cè)，接收器的輸出和計(jì)算機(jī)相連接。
本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型能及時(shí)發(fā)現(xiàn)因旋流器工作惡化導(dǎo)致的不安全性。通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)控水力旋流法高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝的顆粒分布，了解水力旋流器的工作狀況，保證了高爐運(yùn)行的安全性，延長高爐的使用壽命，同時(shí)大大提高了瓦斯泥廠內(nèi)回用率，降低了生產(chǎn)成本。


圖1為高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
由圖1所示，高爐煤氣洗滌水系統(tǒng)0產(chǎn)生的瓦斯泥，經(jīng)過濃度調(diào)整槽1稀釋后，靠主泵2打入旋流器3。虛框內(nèi)為本裝置全部設(shè)備連接示意圖，該裝置位于旋流器出口與真空壓濾機(jī)之間，頂流與底流的實(shí)時(shí)在線測量裝置完全一致，圖1虛框內(nèi)表示的是底流的實(shí)時(shí)在線測量裝置，
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置，它位于旋流器3出口和真空壓濾機(jī)23之間，其特點(diǎn)是，它包括由兩個(gè)完全相同的自帶攪拌裝置的調(diào)整器9、調(diào)整器10和一個(gè)引流器14組成的采集、分散、濃度調(diào)整部分，由光窗15、激光器17和接收器16組成的測量段及帶有內(nèi)控制器21、外控制器22和計(jì)算機(jī)20的控制部分；兩調(diào)整器9、10上部有一管路通過電磁閥7、8和工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)19連接，兩調(diào)整器9、10上部另還各有一倒Y型三通，倒Y型的上端口與旋流器3的出口管路相連接，下分岔的一端通過電磁閥6、4與調(diào)整器相連接，另一端還通過電磁閥5與真空壓濾機(jī)23相連接，電磁閥4、5、6實(shí)現(xiàn)連動(dòng)控制間隙取樣并在兩調(diào)整器9、10間切換。兩調(diào)整器9、10下部有一管路通過各自的電磁閥11、12與引流器14的支管連接，引流器14的直管段上端通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥13與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)19連接，下端與光窗15的下端連接，光窗15的上端和真空壓濾機(jī)23連接，激光器17和接收器16置于光窗15的兩側(cè)，接收器16的輸出和計(jì)算機(jī)20相連接。
所述的測量段是一個(gè)內(nèi)側(cè)通道為6mm×6mm的玻璃光窗，光窗長15cm，豎立并固定于放置在激光測粒儀的平臺(tái)上，平臺(tái)底部有隔震座18，光窗15與管路采用軟連接24。激光測粒儀的激光器17與接收器16位于光窗15兩側(cè)，激光從側(cè)面垂直穿過光窗15，流體自下而上從光窗15內(nèi)流過。
所述的內(nèi)控制器21通過接口與計(jì)算機(jī)連接，內(nèi)控制器的模擬量輸入通道由信號(hào)處理裝置、多路轉(zhuǎn)換采樣器、采樣保持和放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、采樣控制器等組成，開關(guān)量輸入通道由信號(hào)處理裝置、采樣開關(guān)、讀出回路、計(jì)數(shù)寄存器、采樣控制器等組成，模擬量輸出通道由D/A轉(zhuǎn)換器、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、可控硅調(diào)節(jié)器、執(zhí)行控制器等組成，開關(guān)量輸出通道由接口電路、多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、繼電器、接觸器等組成。
本實(shí)用新型的工作過程本實(shí)用新型在工作時(shí)，由計(jì)算機(jī)20通過內(nèi)控制器21順序控制調(diào)整器9、調(diào)整器10的交替使用，調(diào)節(jié)各閥的開啟、關(guān)閉和開度，調(diào)整瓦斯泥取樣周期和取樣時(shí)間，調(diào)整引流器14出口的瓦斯泥與工業(yè)循環(huán)水混合后的濃度，通過外控制器22調(diào)整旋流器進(jìn)口濃度及進(jìn)口壓力。因此內(nèi)控制器21用于測量控制，除了順序控制調(diào)整器9調(diào)整器10的交替使用以及激光測粒儀工作狀態(tài)外，還通過A/D接收來自激光測粒儀中心光電管電流變化信號(hào)，作為OB值調(diào)節(jié)依據(jù)，并通過D/A調(diào)節(jié)閥13的開度以滿足不相關(guān)單散射的條件；外控制器22依據(jù)激光測粒儀光靶電信號(hào)經(jīng)計(jì)算得到的顆粒分布特征值結(jié)合其他信息如頂流顆粒分布特征值，旋流器分離前來流顆粒分布特征值，底流、頂流和來流實(shí)測含鋅率來控制旋流器3的工作狀態(tài)。
測量過程分取樣、稀釋分散、OB值調(diào)整、測量統(tǒng)計(jì)、沖洗、儲(chǔ)水共6步，構(gòu)成一個(gè)測量周期。更具體地講，閥4開、閥5、6關(guān)，為調(diào)整器10取樣；閥6開、閥4、5關(guān)，為調(diào)整器9取樣閥5開、閥4、6關(guān)，為取樣保持，而此時(shí)瓦斯泥直接流入真空壓濾機(jī)23。取樣時(shí)間的長短決定了樣品的多少，由于在等濃度下測量，即決定了測量的次數(shù)，又由于結(jié)果取平均值，所以取樣時(shí)間與本次取樣總的測量時(shí)間和測量精度成正比，但與實(shí)時(shí)性成反比，即取樣時(shí)間越長，一個(gè)測量周期也越長，實(shí)時(shí)性越差。采用兩個(gè)調(diào)整器交替使用，就是為了增強(qiáng)實(shí)時(shí)性。一個(gè)測量周期的長短在實(shí)際操作時(shí)要根據(jù)具體情況確定。兩個(gè)調(diào)整器的每個(gè)周期順序一致但相差兩步，即一個(gè)調(diào)整器沖洗完畢開始儲(chǔ)水時(shí)，光窗段15切換到另一個(gè)調(diào)整器開始OB值調(diào)整，然后各自順序執(zhí)行。如調(diào)整器9取樣后，所取的樣品在調(diào)整器內(nèi)的工業(yè)循環(huán)水中稀釋并通過攪拌均勻分散一定時(shí)間。在取樣和稀釋分散階段，閥7、8、11、12均處在關(guān)閉狀態(tài)。然后打開閥11、13，利用調(diào)節(jié)閥13水流的抽力帶動(dòng)，使待測試樣在引流器14內(nèi)混合再稀釋后流經(jīng)光窗15，依據(jù)激光測粒儀測到的OB值調(diào)節(jié)閥13的開度，直到OB值合適時(shí)，讓激光測粒儀開始記錄顆粒分布的信息。等到調(diào)整器9內(nèi)的泥漿流完，OB值信號(hào)下降到允許值的下限，完全關(guān)閉閥13，打開閥7放水沖洗。當(dāng)OB值為零時(shí)，關(guān)閉閥11，同時(shí)打開閥12、13，光窗段15切換到另一個(gè)調(diào)整器10開始OB值調(diào)整，然后與調(diào)整器9一樣順序執(zhí)行；而此時(shí)調(diào)整器9開始儲(chǔ)水，直到調(diào)整器9內(nèi)的水位傳感器指示到預(yù)定水位時(shí)，關(guān)閉閥7，調(diào)整器9等待下一周期的取樣子。如果根據(jù)顆粒分布測量結(jié)果估算的底流含鋅率偏離允許值范圍，由外控制器22控制閥25、26、27、28、29的開度，以調(diào)節(jié)旋流器進(jìn)口濃度及進(jìn)口壓力，在底流含鋅率不超標(biāo)的前提下，達(dá)到最大瓦斯泥廠內(nèi)回用率。
權(quán)利要求1.一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置，它位于旋流器(3)出口和真空壓濾機(jī)(23)之間，其特征在于，它包括由兩個(gè)完全相同的自帶攪拌裝置的調(diào)整器(9)、調(diào)整器(10)和一個(gè)引流器(14)組成的采集、分散、濃度調(diào)整部分，由光窗(15)、激光器(17)和接收器(16)組成的測量段及帶有內(nèi)控制器(21)、外控制器(22)和計(jì)算機(jī)(20)的控制部分；兩調(diào)整器(9、10)上部有一管路通過電磁閥(7、8)和工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)(19)連接，兩調(diào)整器(9、10)上部另還各有一倒Y型三通，倒Y型的上端口與旋流器(3)的出口管路相連接，下分岔的一端通過電磁閥(6、4)與各自的調(diào)整器相連接，另一端還通過電磁閥(5)與真空壓濾機(jī)(23)相連接，電磁閥(4、5、6)實(shí)現(xiàn)連動(dòng)控制間隙取樣并在兩調(diào)整器(9、10間)切換，兩調(diào)整器(9、10)下部有一管路通過各自的電磁閥(11、12)與引流器(14)的支管連接，引流器(14)的直管段上端通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(13)與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)(19)連接，下端與光窗(15)的下端連接，光窗(15)的上端和真空壓濾機(jī)(23)連接，激光器(17)和接收器(16)置于光窗(15)的兩側(cè)，接收器(16)的輸出和計(jì)算機(jī)(20)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置，其特征在于，所述的測量段是一個(gè)內(nèi)側(cè)通道為6mm×6mm的玻璃光窗，光窗長15cm，豎立并固定于放置在激光測粒儀的平臺(tái)上，平臺(tái)底部有隔震座(18)，光窗(15)與管路采用軟連接(24)，激光測粒儀的激光器(17)與接收器(16)位于光窗(15)兩側(cè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種高爐瓦斯泥旋流脫鋅后粒徑分布實(shí)時(shí)在線測量裝置，它包括由兩個(gè)調(diào)整器和一個(gè)引流器組成的采集、分散、濃度調(diào)整部分，由光窗、激光器和接收器組成的測量段及帶有內(nèi)、外控制器的計(jì)算機(jī)控制部分；來自旋流器出口的瓦斯泥通過兩調(diào)整器上部的倒Y型三通及三個(gè)電磁閥連動(dòng)控制間隙取樣并在兩調(diào)整器間切換。調(diào)整器上部通過電磁閥和工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)連接。兩調(diào)整器下部通過電磁閥與引流器的支管連接，引流器的直管段一端通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)連接，另一端與光窗的下端連接，光窗的上端和真空壓濾機(jī)連接，激光器和接收器置于光窗的兩側(cè)，接收器的輸出和計(jì)算機(jī)相連接。本實(shí)用新型通過實(shí)時(shí)在線監(jiān)控高爐瓦斯泥脫鋅回用工藝的顆粒分布，了解水力旋流器的工況，保證了高爐運(yùn)行安全性，延長高爐使用壽命，提高瓦斯泥回用率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G01N21/17GK2720430SQ20042003687
公開日2005年8月24日 申請日期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 申請人:上海理工大學(xué)