一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法及系统与流程

本发明涉及烧结，特别地，涉及一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法及系统。

背景技术：

1、随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料(煤粉、焦粉)和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。

2、现有技术中，调控烧结终点的技术可以归为三类：一是通过控制烧结台车机速调控烧结终点；二是通过控制烧结主抽风机系统(负压、风量)来调控烧结终点；三是通过控制烧结料层厚度来调控烧结终点。现有的调控烧结终点的方式，只能单一地调控使目标烧结终点位置时燃烧带尽量靠近铺底料，并未考虑由于料层的特性，烧结台车内的不同区域的物料在实际烧结时存在烧结终前后不一致、导致烧结效率低的技术问题。

3、鉴于此，有必要提出一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法及系统以缓解上述缺陷。

技术实现思路

1、本发明提供的一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法及系统，解决了现有的烧结台车内的不同区域的物料在实际烧结时存在烧结终前后不一致、烧结效率低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法，包括如下步骤：包括如下步骤：s10，将目标批次台车的有效实际烧结断面热成像模型沿车宽方向均匀划分形成i个实际烧结参考温区wi，i为大于1的正整数，实际烧结参考温区wi包括铺底料区间wi底，实际烧结参考温区wi还包括燃烧带高温实际温度区间wi燃烧和燃烧带次冷却实际温度区间wi次冷却中的至少一种，其中，铺底料区间wi底为实际烧结参考温区wi中处于烧结台车底面上的实际铺底料所占用的空间，燃烧带高温实际温度区间wi燃烧、燃烧带次冷却实际温度区间wi次冷却根据温度高低分割形成，每一个实际烧结参考温区wi对应一个燃气喷吹管gi，燃气喷吹管gi设于燃气喷吹区，多个燃气喷吹管gi沿车宽方向均匀间隔排布，每一个燃气喷吹管gi上均设有用于调节流量的燃气调节阀fi；s20，判断实际烧结参考温区wi是否包括燃烧带高温实际温度区间wi燃烧；s31，若实际烧结参考温区wi不包括燃烧带高温实际温度区间wi燃烧，则确定实际烧结参考温区wi对应的台车烧结物料为过早烧结状态；s32，若实际烧结参考温区wi包括燃烧带高温实际温度区间wi燃烧，则获取燃烧带高温实际温度区间wi燃烧的燃烧带实际中线ri；获取燃烧带高温理论温度层li的燃烧带理论中线li′；s40，若燃烧带实际中线ri与燃烧带理论中线li′的偏离距离小于第一阈值，则确定实际烧结参考区wi对应的台车烧结物料为有效烧结状态；若燃烧带实际中线ri与燃烧带理论中线li′的偏离距离大于第一阈值，确定实际烧结参考区wi对应的台车烧结物料为过生烧结状态；s51，若台车烧结物料为有效烧结状态，维持当前状态继续生产；s52，若台车烧结物料为过早烧结状态，根据第一预估减少量减少当前燃气喷吹量，确定新进燃气喷吹区的目标数量的烧结台车为目标批次台车，返回步骤s10，直至台车烧结物料为有效烧结状态；s53，若台车烧结物料为过生烧结状态，获取燃烧带实际中线ri与燃烧带理论中线ri′的垂向最大距离，根据偏离距离从预先训练的流量位移增加神经网络模型中获取当前增强调节步长，根据当前增强调节步长增加当前燃气喷吹量，确定新进燃气喷吹区的目标数量台车为目标批次台车，返回步骤s10，直至台车烧结物料为有效烧结状态。

4、进一步地，确定实际烧结参考温区wi中温度为1100至1350℃的温区范围为燃烧带高温实际温度区间wi燃烧，根据燃烧带高温实际温度区间wi燃烧确定燃烧带拟合线ri′；根据燃烧带拟合线ri′确定燃烧带实际中线ri；获取目标烧结台车的理想烧结热成像模型，理想烧结热成像模型包括理论铺料层以及依据温度高低分层形成的燃烧带高温理论温度层li、次低温理论温度层ki，其中，燃烧带高温理论温度层的料温最高且处于铺底料层的上部；根据燃烧带高温理论温度层确定燃烧带理论中线li′；融合理想烧结热成像模型和有效实际烧结断面热成像模型，获取燃烧带实际中线ri与燃烧带理论中线li′的偏离距离。

5、进一步地，若实际烧结参考温区wi不包括燃烧带高温实际温度区间wi燃烧，还包括步骤：确定实际烧结参考温区wi中温度为600～1100℃的温区范围为燃烧带次冷却实际温度区间wi次冷却，根据燃烧带次冷却实际温度区间wi次冷却确定燃烧带次冷却拟合线ci′，根据燃烧带次冷却拟合线ci′确定燃烧带次冷却实际中线ci；根据次低温理论温度层ki确定次低温理论中线ki′；融合理想烧结热成像模型和有效实际烧结断面热成像模型，获取燃烧带次冷却实际中线ci与次低温理论中线ki′的竖向偏置距离；若竖向偏置距离大于第二阈值，确定第一预估减少量为当前喷吹流量的5％至10％；若竖向偏置距离不大于第二阈值，根据竖向偏置距离从预先训练的流量位移减小神经网络模型中确定当前减弱调节步长，确定当前减弱调节步长为第一预估减少量。

6、进一步地，通过台车烧结物料为过生烧结状态的训练集中的设备状态、原料条件、燃气条件以及燃气喷吹增加量作为训练输入集，通过台车烧结物料为过生烧结状态的训练集中的烧结位移增加量作为训练输出级建立流量位移增加神经网络模型。

7、进一步地，通过台车烧结物料为过早烧结状态的训练集中的设备状态、原料条件、燃气条件以及燃气喷吹减少量作为训练输入集，通过台车烧结物料为过早烧结状态的训练集中的烧结位移减少量作为训练输出级建立流量位移减小神经网络模型。

8、进一步地，采用公式确定预设反馈等待时长t1，s1为燃气喷吹起始点到烧结目标终点位置的距离，sv为目标烧结台车的移动机速，确定预设反馈等待时长t1内从烧结机尾轮输出的台车数量为目标数量。

9、进一步地，在步骤s10之前还包括：获取目标批次台车对应的每一辆目标烧结台车的初始实际烧结断面热成像模型图像；滤除失真的初始实际烧结断面热成像模型图像；将滤除失真后的初始实际烧结断面热成像模型图像进行图像处理，孤立并过滤初始实际烧结断面热成像模型图像料层厚度1/3以上的区域；将图像处理后的初始实际烧结断面热成像模型图像进行重叠取均值二次处理成像，获取目标批次台车的有效实际烧结断面热成像模型。

10、本发明还提供一种基于燃气喷吹辅助烧结的烧结调节系统，包括烧结机、烧结台车、热成像获取装置以及处理装置，烧结台车沿烧结机头轮朝向烧结机尾轮可活动地设置，烧结机靠近烧结机头轮的一端依次设有布料区、点火炉区以及保温炉区，保温炉区的下游设有燃气喷吹区，燃气喷吹区内设有燃气喷吹装置，燃气喷吹装置包括燃气喷吹管gi和燃气调节阀fi，多个燃气喷吹管gi沿车宽方向均匀间隔排布设置，燃气调节阀fi与燃气喷吹管gi一一对应布设，燃气喷吹管gi用于从烧结台车对应的实际烧结参考温区wi的顶面吹入燃气；热成像获取装置设于烧结机的烧结机尾轮的外侧，热成像获取装置用于获取烧结台车的有效实际烧结断面热成像模型；处理装置用于执行上述的基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法的步骤。

11、本发明具有以下有益效果：

12、本发明提供的基于燃气喷吹辅助烧结的烧结终点调节方法，基于对烧结技术的研究，通过在烧结机尾轮位置处获取的目标批次台车的有效实际烧结断面热成像模型，将目标批次台车的有效实际烧结断面热成像模型沿车宽方向均匀划分形成多个实际烧结参考温区wi，通过对每一个将实际烧结参考温区wi进行处理并指导对应的燃气调节阀fi工作调整燃气喷吹管gi的喷吹流量，若台车烧结物料为有效烧结状态(即燃烧带高温实际温度区间抵达铺底料区间)，维持当前状态继续生产，若台车烧结物料为过早烧结状态(即当前烧结终点位置提前于理想烧结终点线)，根据第一预估减少量减少当前燃气喷吹量，若台车烧结物料为过生烧结状态(即当前烧结终点位置滞后于理想烧结终点线)，获取燃烧带实际中线ri与燃烧带理论中线ri′的垂向最大距离，根据偏离距离从预先训练的流量位移增加神经网络模型中获取当前增强调节步长，根据当前增强调控步长增加当前燃气喷吹量，最终使每一个实际烧结参考温区wi在同一目标烧结终点位置处完成烧结，尽量使每一个实际烧结参考温区wi的烧结终点保持一直，尽可能地使所有的实际烧结参考温区wi的烧带高温实际温度区间wi燃烧沿台车宽度方向平齐布设，实现了基于燃气喷吹辅助烧结的情况下，通过燃气喷吹的方式调节烧结终点，并提高烧结效率。

13、除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。