烧结环冷机物料温度测量方法及装置

摘要

本发明涉及冶金原料烧结系统参数控制领域，尤其涉及一种环冷机物料冷却温度的测量。一种烧结环冷机物料温度测量方法，选取运行轨道上的一横向位置作为测量位置，将测量位置沿运行轨道的横向均分为若干测温区域并分别测温，得到测量位置的温度曲线。一种温度测量装置，包括集气罩、通气管、集温板和红外测温装置，所述通气管的进气口垂直连通在集气罩顶部的排风口，集温板设置在通气管内，红外测温装置的测温探头指向集温板。本发明采集台车宽度方向各个区域的温度分布，准确获取了环冷机上各冷却阶段物料的温度，以得到各冷却段的冷却效率等工艺数据，从而对烧结环冷工艺进行精确的控制，能够避免因为冷却不足、温度波动造成的设备损坏和生产事故。

权利要求

1.一种烧结环冷机物料温度测量方法，环冷机台车在环冷机的运行轨道上做环形运行，其特征是，包括以下步骤：S1：选取运行轨道上的一横向位置作为测量位置，所述测量位置位于载料段，测量位置的轴线与环冷机台车运行方向垂直；

S2：将测量位置沿运行轨道的横向均分为若干测温区域，使用测温机构对每个测温区域分别测温；

S3：控制器根据每个测温区域的温度数据得到该测量位置的温度曲线，将温度曲线反馈到环冷机的冷却系统实现对冷却的精确控制；

本步骤进一步描述为，连续测量通过测量位置的环冷机台车料面，综合连续测量得到的所有温度曲线，得到整个运行轨道上物料的温度分布图。

2.如权利要求1所述的烧结环冷机物料温度测量方法，其特征是：所述步骤S2中，使用测温机构对每个测温区域分别测温的具体方式为，先在每个测温区域对应设置一块集温板，然后将测温区域内的热空气集中后吹过集温板，利用热空气对集温板加热，最后通过红外测温装置检测各个集温板的温度。

3.如权利要求1所述的烧结环冷机物料温度测量方法，其特征是：所述测温机构为热电偶测温机构。

4.一种烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：包括集气罩(1)、通气管(2)、集温板(3)和红外测温装置(4)，所述集气罩(1)固定安装在环冷机风罩(5)的底部，集气罩(1)共有若干个，若干个所述的集气罩(1)沿运行轨道(6)的横向顺次排列，所述通气管(2)的进气口垂直连通在集气罩(1)顶部的排风口，所述集温板(3)设置在通气管(2)内，所述红外测温装置(4)固定安装在环冷机风罩(5)上，红外测温装置(4)位于通气管(2)的正上方，红外测温装置(4)的测温探头指向集温板(3)。

5.如权利要求4所述的烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：所述的红外测温装置(4)包括通气底座(41)、保护管(42)和红外测温探头(43)，所述环冷机风罩(5)上开设有测量孔(51)，所述保护管(42)固定安装在测量孔(51)上伸入环冷机风罩(5)，所述红外测温探头(43)设置在保护管(42)内，红外测温探头(43)指向集温板(3)，所述通气底座(41)的进气口与冷却保护气源连通，通气底座(41)的出气口与保护管(42)顶部连通。

6.如权利要求5所述的烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：所述保护管(42)与通气管(2)位于同一轴线上。

7.如权利要求5所述的烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：所述的集气罩(1)共有四个，四个集气罩(1)相互紧贴并排布置。

8.如权利要求5所述的烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：所述的集气罩(1)为倒置的漏斗形。

9.如权利要求5所述的烧结环冷机物料温度测量装置，其特征是：所述通气管(2)的排气口与环冷机风罩(5)之间留有一定间隙。

说明书

烧结环冷机物料温度测量方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及冶金原料烧结系统参数控制领域，尤其涉及一种环冷机物料冷却温度的测量。

背景技术

[0002] 在铁前冶金原料烧结系统中，为了防止经烧结机烧结的高温物料烫伤损坏后续运输加工设备，从烧结机排出的灼热高温物料，需要经环冷机冷却后再排出到下游的运输加工设备。烧结机排出的灼热高温物料在进入后续运输加工设备前，都应该进行充分的冷却，但有时也会因为各种原因，如环冷机冷却风量、烧结物料燃料配比、烧结工艺烧成点控制等原因，使环冷机将没有经过充分冷却的高温物料排入后续运输加工设备，造成后续运输加工设备损坏和火灾事故。为了防止环冷机将没有经过充分冷却的高温物料排入后续运输加工设备，需要对环冷机上高温物料的冷却程度进行检测和控制。要对环冷机上高温物料的冷却程度进行控制，首先需要对环冷机上各冷却阶段的物料温度进行检测，根据检测得到的物料温度然后才可以对各工艺参数及控制进行有效调整，使高温烧结物料在环冷机上得到充分的冷却，防止高温物料排入后续运输加工设备，以及可以对排出的高温物料进行及时处理，防止高温物料损坏后续运输加工设备。

[0003] 在烧结生产工艺中准确了解特定料段的物料温度，对于准确控制物料烧结工艺有很大的意义。环冷机生产实际中冷却高温物料的过程是，环冷台车上装载着从烧结机排出的高温散状物料，在环冷台车下部的风箱中向台车底部鼓出冷却风，冷却风通过台车底部通气板缝隙进入到台车上装载的高温物料中，冷却风进入高温物料后从高温散状物料的间隙中通过，对高温物料进行冷却，带着热量的热风最后从上部物料料面间隙中流出。现有在环冷机上检测物料温度的方法主要有，采用红外测温装置测量和采用热电偶测量，采用红外测温装置进行物料温度的检测方法为非接触式测量，采用热电偶进行物料温度的检测方法为接触式测量，现时的两种测量方式都存在各自的缺陷，主要体现在测量误差大，难以满足生产控制的实际需要。

[0004] 采用热电偶装置在环冷机上进行物料温度的检测方法应用比较普遍，一般环冷机为了收集热风和环保，在环冷机台车上部装有一个防护罩，防护罩离料面一般有2 3米，防~护罩封闭了环冷机的上部出风，防止冷却风带出物料中的粉尘散落到外部环境中，防护罩离料面有一定高度是因为，封闭后的环冷机料面与防护罩离料之间是热风收集的风道。一般采用热电偶装置在环冷机上进行物料温度检测的方法是，将热电偶的感温端插入防护罩中，冷端通过法兰封闭后露在防护罩外面，通过检测防护罩内风道的气体温度来间接检测物料温度。这种测量方法，由于料面与防护罩之间是整个环冷机的热风收集风道，风道中的气体流动方向是向防护罩集气引出管方向，罩内气流来自环冷机各个料段，所以通过这种方式进行测量得到的温度很难说明是环冷机哪一段料的气体温度。也有人认为如果将热电偶加长，使热电偶感温端延伸到接近料面部分，这样可以检测到比较准确的物料温度，通过实验和分析，即使是这样，情况也不会得到明显的改善，因此罩内气流速度很快，因此这种物料温度的测量方式，对生产工艺控制缺乏参考意义。

[0005] 采用红外测温装置进行物料温度的检测方法如：专利号为：201310368072.7；名称为：用于烧结球团环冷机料温检测及控制装置；该专利技术公开了一种环冷机料温检测装置，该装置的测温方法是，红外测温装置安装在环冷机上部拱形隔板的上部，红外测温装置通过拱形隔板上的温度测量孔，测量环冷台车上物料料面某一点的温度，然后将测量获得的温度数据送到控制装置中，控制装置进行喷水控制对物料降温处理。由此可以得知，由于物料间隙的不均匀性、块状物料大小的不一致性、物料中燃料配比的差异等，造成物料块与块之间温度实际上存在着较大的差异。在该专利技术中，利用固定红外测温装置对料面某一点进行温度测量，装置测量到的料块温度很难代表实际的整体料温，在实际的温度采集中，由于台车装载物料不断向前移动，装置测量点不断的从这块料移动到那块料，装置所采集到的物料温度会产生很大的波动，这给后续控制将带来很大的误差和不稳定。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结环冷机物料温度测量方法及装置，通过采集台车宽度方向各个区域的温度分布，准确获取了环冷机上各冷却阶段物料的温度，从而对烧结环冷工艺进行精确的控制，能够避免因为冷却不足、温度波动造成的设备损坏和生产事故，保证了生产安全的稳定性，并降低了能耗。

[0007] 本发明是这样实现的：一种烧结环冷机物料温度测量方法，环冷机台车在环冷机的运行轨道上做环形运行，包括以下步骤：

[0008] S1：选取运行轨道上的一横向位置作为测量位置，所述测量位置位于载料段，测量位置的轴线与环冷机台车运行方向垂直；

[0009] S2：将测量位置沿运行轨道的横向均分为若干测温区域，使用测温机构对每个测温区域分别测温；

[0010] S3：控制器根据每个测温区域的温度数据得到该测量位置的温度曲线，将温度曲线反馈到环冷机的冷却系统实现对冷却的精确控制。

[0011] 所述步骤S3中，连续测量通过测量位置的环冷机台车料面，综合连续测量得到的所有温度曲线，得到整个运行轨道上物料的温度分布图。

[0012] 所述步骤S2中，使用测温机构对每个测温区域分别测温的具体方式为，先在每个测温区域对应设置一块集温板，然后将测温区域内的热空气集中后吹过集温板，利用热空气对集温板加热，最后通过红外测温装置检测各个集温板的温度。

[0013] 所述测温机构为热电偶测温机构。

[0014] 一种烧结环冷机物料温度测量装置，包括集气罩、通气管、集温板和红外测温装置，所述集气罩固定安装在环冷机风罩的底部，集气罩共有若干个，若干个所述的集气罩沿运行轨道的横向顺次排列，所述通气管的进气口垂直连通在集气罩顶部的排风口，所述集温板设置在通气管内，所述红外测温装置固定安装在环冷机风罩上，红外测温装置位于通气管的正上方，红外测温装置的测温探头指向集温板。

[0015] 所述的红外测温装置包括通气底座、保护管和红外测温探头，所述环冷机风罩上开设有测量孔，所述保护管固定安装在测量孔上伸入环冷机风罩，所述红外测温探头设置在保护管内，红外测温探头指向集温板，所述通气底座的进气口与冷却保护气源连通，通气底座的出气口与保护管顶部连通。

[0016] 所述保护管与通气管位于同一轴线上。

[0017] 所述的集气罩共有四个，四个集气罩相互紧贴并排布置。

[0018] 所述的集气罩为倒置的漏斗形。

[0019] 所述通气管的排气口与环冷机风罩之间留有一定间隙。

[0020] 本发明烧结环冷机物料温度测量方法及装置可以采集到台车宽度方向各个区域的温度分布，准确获取了环冷机上各冷却阶段物料的温度；通过温度分布或测量位置的平均温度，就可以获得高温物料在环冷机上的冷却过程温度，以及各冷却段的冷却效率等工艺数据，从而对烧结环冷工艺进行精确的控制；精确控制冷却工艺后不但能够节约冷却需要的能源，还能够避免因为冷却不足、温度波动造成的设备损坏和生产事故，保证了生产安全的稳定性。

附图说明

[0021] 图1为烧结环冷机物料温度测量装置的结构示意图；

[0022] 图2为本发明烧结环冷机物料温度测量装置中集温板区域的结构示意图；

[0023] 图3为本发明烧结环冷机物料温度测量装置中红外测温装置区域的结构示意图。

[0024] 图中：1集气罩、2通气管、3集温板、4红外测温装置、5环冷机风罩、6运行轨道、7环冷机台车、8固定构件、11集气罩支架、31集温板支架、41通气底座、42保护管、43红外测温探头、44冷却保护气进口、45气道、46隔热垫片、51测量孔。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0026] 实施例1

[0027] 一种烧结环冷机物料温度测量方法，环冷机台车在环冷机的运行轨道上做环形运行，包括以下步骤：

[0028] S1：选取运行轨道上的一横向位置作为测量位置，所述测量位置位于载料段，测量位置的轴线与环冷机台车运行方向垂直；

[0029] S2：将测量位置沿运行轨道的横向均分为若干测温区域，使用测温机构对每个测温区域分别测温；在本发明即可以使用常规的热电偶测温机构对每个测温区域分别测温，也可以选用本实施例中如图1、2、3所示的装置进行测温作业；

[0030] S3：控制器根据每个测温区域的温度数据得到该测量位置的温度曲线，将温度曲线反馈到环冷机的冷却系统实现对冷却的精确控制。

[0031] 所述步骤S3中，连续测量通过测量位置的环冷机台车料面，综合连续测量得到的所有温度曲线，得到整个运行轨道上物料的温度分布图。

[0032] 如图1所示，一种烧结环冷机物料温度测量装置，包括集气罩1、通气管2、集温板3和红外测温装置4，所述集气罩1固定安装在环冷机风罩5的底部，集气罩1共有若干个，若干个所述的集气罩1沿运行轨道6的横向顺次排列，集气罩1的所需数量，根据环冷机台车7的宽度和根据环冷机台车7宽度方向需要获取物料温度的精度范围决定，在本实施例中，所述的集气罩1共有四个，四个集气罩1相互紧贴并排布置；将所有集气罩1并列固定安装于一个集气罩支架11上，再将集气罩支架11的两端分别固定于环冷机风罩5两侧的固定构件8上，使集气罩1悬置于运行的环冷机台车7上方，并使集气罩1的集气端接近环冷机台车7上装载物料料面，通常情况下所述的集气罩1为倒置的漏斗形，以便于收集热气流；

[0033] 如图2所示，所述通气管2的进气口垂直连通在集气罩1顶部的排风口，所述集温板3设置在通气管2内，通气管2内壁与集温板3四周留有一定宽度的气流通道，通气管2的直径和长度以满足集温板3安装及气流通畅并有利于热气流收集为合适，集温板3通常利用环形阵列在外圈的集温板支架31固定安装在通气管2内，为了避免导热影响测量的精确性，该集温板支架31的材质通常选用陶瓷；所述红外测温装置4固定安装在环冷机风罩5上，红外测温装置4位于通气管2的正上方，红外测温装置4的测温探头指向集温板3；在本实施例中，为了便于最终的气流处理，所述通气管2的排气口与环冷机风罩5之间留有一定间隙。

[0034] 如图3所示，所述的红外测温装置4包括通气底座41、保护管42和红外测温机构，所述红外测温机构内设置有红外测温探头43，在环冷机风罩5上部拱形面上，根据集气罩1的数量，开有与集气罩1数量相同的若干个测量孔51，所述测量孔51内设置一根保护管42，并使测量孔51的中心与位于集温板3中心的正上方，通常集温板3的位置在安装时是通过保证通气管2与保护管42同轴来实现的；所述保护管42上部连接有一个通气底座41，在通气底座中心加工有一个圆孔作为出气口，圆孔直径略大于红外测温探头43的外径，在通气底座41外侧连接有一个冷却保护气进口44，冷却保护气进口44连通到外部的冷却保护气源，保护管42的进气口通过通气底座41底部加工的气道45连通到通气底座41的冷却保护气进口44，所述保护管42与通气底座41之间还设置有隔热垫片46。

[0035] 通气底座41上部固定安装有一台红外测温机构，红外测温机构的红外测温探头43伸入保护管42，调整红外测温探头43的红外测温点，使其对准下方集温板3的中心。将红外测温机构、通气底座41、保护管42、环冷机风罩5的测量孔51之间的连接部分紧密固定并密封，使环冷机风罩5的内外隔绝不漏气；将各个红外测温装置的测温信号，通过导线连接到数据采集控制装置。

[0036] 本发明烧结环冷机物料温度红外测量方法及装置的工作过程：

[0037] 生产开始，环冷机台车在环冷机的运行轨道上做环形运行，从装料端开始缓慢运行到卸料端，周而复始。环冷机台车下部从装料端到卸料端分布有若干鼓风风箱，鼓风机鼓出的冷风从风箱中透过台车底部通气板缝隙进入到环冷机台车的装料空间，然后通过环冷机台车上部的环冷机风罩和上风道将气流回收到除尘系统。烧结机上烧结完成灼热的物料从环冷机装料端装载到环冷机的台车上，台车底部风箱中的冷风透过台车底部通气板缝隙进入到台车上装载物料的间隙中，把物料中的热量从下向上带入到上风道中回收，随着装载物料的台车缓慢从装料端运行到卸料端，台车下的风箱中不断鼓出冷却风冷却台车上装载的高温物料，使高温物料在台车的运行中逐渐降温冷却，最后将冷却到额定温度的物料卸入到卸料端，流入下道工序，卸载后的空台车再重新回到装料端装载高温物料。当台车装载物料运行经过装有本发明烧结环冷机物料温度测量装置的位置时，台车下风箱中冷却风通过台车底部通气板缝隙进入到台车装载的高温物料间隙中，将台车物料中的热量带到料面上部，灼热气流进入装设在料面上部的集气罩内，灼热气流经集气罩特殊形状的收集，以及集气罩上下温差所形成的对流，集中流向集气罩中间的通气管，流入通气管中带有物料热量的气体流经通气管中的集温板，再从通气管内壁与集温板四周的气流通道流出到通气管上部，然后从通气管上部的开口处溢出到环冷机上风道中被回收。当带有热量的气流流经集温板时，气流中热量传递到集温板，使集温板温度产生变化，集温板产生的温度变化被红外测温装置感知，红外测温装置将检测到的温度信号通过连接导线送到温度数据采集控制装置，完成环冷机该段物料温度数据的采集。随着环冷机台车的不断运行，后面装载物料台车连续不断经过装置集气罩的下方，经过装置集气罩下方的物料温度就不断被采集，送到温度数据采集控制装置。通气底座外侧的进气口不断的流入冷却保护气体，冷却保护气体通过通气底座上的气道流到保护管后流出到环冷机风罩内，保护管内充盈的冷却保护气体将下部环冷机风罩内的热量隔离，保证了红外测温装置的环境工作温度。