一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法与流程

1.本发明涉及高炉槽下上料技术领域，特别涉及一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法。

背景技术：

2.高炉生产中，储存在槽下矿焦仓中的矿焦，通过给料机排放到振动筛上进行筛分，筛分主要是筛出原料中含有的细小颗粒，筛上原料进入称量斗称量，收到炉顶排矿或排焦指令后，称量完成的矿石称量斗或焦炭称量漏向槽下上料皮带依次排出矿石或焦炭，一个周期排料结束后，称量斗对应的给料机及振动筛继续工作，进行下一批原燃料的备料，筛下粉料返回至料场等单元。
3.目前矿槽排料工艺主要采用“远斗先开、头尾相连、依次顺排”的排料方式，在生产中往往因称量超时或称量斗排料超时，造成槽下排料停止，出现上述原因，如发现不及时，会造成高炉亏料，严重时造成高炉减风、控氧、退负荷等生产事故。
4.例如申请号为cn202010003814.6的中国专利(槽下筛分及排料并行的上料单元、矿焦槽上料系统及方法)：包括多个原料仓；多个给料及筛分机构，设置在对应的原料仓下方；二级料仓，设置在所有给料及筛分机构下游，用于存储经给料及筛分机构筛分后的筛上物料；多个定量给料装置，设置在二级料仓下方。经给料及筛分机构筛分后的筛上物料存储至二级料仓，二级料仓的物料通过定量给料装置给料至主料胶带机，筛下物料返回至返料胶带机。该发明能够实现槽下二级料仓随时按需排料，给料及筛分机构工作制度灵活，不受二级料仓是否排料的限制，即在排料期间也可以筛分并向二级料仓中补料，减少闲置时间，提高槽下给料及筛分机构的利用率，减少设备的台套数。
5.又如申请号为cn201110275179.8的中国专利(高炉槽下分散称量斗排料控制方法)：该发明首先确定分散称量斗的排料顺序值；其次确定排料顺序值与当前排料指针的值相等的称量斗，进行排料；所述排料指针用于赋予分散称量斗排料权限并标识处于排料状态的分散称量斗。该方法能有效解决在高炉槽排料时产生堆料和/或断料的问题。
6.再如申请号为cn201620512863.1的中国专利(一种高炉槽下排料装置)：该装置设置在矿皮带上方，包括沿传料方向依次排布的若干称量斗，和设置在若干称量斗上方的若干储料矿槽，若干称量斗与若干储料矿槽上下对应，储料矿槽下方分别配置有独立的振动筛，储料矿槽内的矿料经过振动筛分散后落入对应的称量斗内，称量斗位于矿皮带上方而让矿料落于矿皮带上；若干称量斗分成称量斗a和称量斗b，称量斗a和称量斗b间隔均匀布置，在称量斗a和称量斗b同时布料的情况下，从称量斗a内排出的矿料与从称量斗b内排出的矿料实现了上下分层平铺堆积。该装置有助于排料均匀，提高块矿的利用率。
7.还如申请号为cn201620512863.1的中国专利(一种高炉槽下集料中斗模拟称量的控制方法)：在高炉槽下集料中斗称量装置出现故障，不能称量时，模拟高炉槽下称量过程，不影响中斗正常振料和排料。利用本方法，在槽下集料中斗称量装置出现故障后，可以及时进行模拟称量和真实称量系统的转换，相互间无影响，模拟称量误差小，精度能够满足高炉
冶炼生产的要求，中斗称量装置故障排除后，可随时切换到正常称量模式，不影响高炉正常生产，解决背景技术中存在的问题。
8.以上申请不失为良好的高炉槽下筛分、控制排料、排料装置优化等上料装置或控制系统，但此类装置及方法均未提及在矿焦料仓仓嘴卡料导致不排料或排料慢、振动筛筛分超时、称量斗闸门堵料或异物、称量斗闸门开限位无信号导致无料尾信号、称量斗闸门电机故障导致称量斗闸门不开等故障导致的排料超时，系统程序不能自动执行后续设定的程序，故障发生时，如操作人员不能及时发现并解除故障将会造成高炉亏料。因此需要发明一种排料方法，当上述故障发生时，系统能够自动识别故障并解决，同时发出故障报警，防止当该类故障发生时造成高炉亏料，影响高炉炉况稳定顺行。

技术实现要素：

9.本发明的目的在于提供一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，实现了槽下称量斗称量及排料等设备故障时，系统能够自行及时处理，并发出警报，大大降低了高炉亏料事故的发生率，解决了上述背景技术中提出的问题。
10.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，软件和硬件包括计算机上料l1自动控制控制系统、储料仓、给料机、振动筛、烧结普铺底料、称量斗、上料皮带、炉顶上罐、炉顶下罐和炉内，
11.计算机l1自动化控制系统，将指令通过网络传输给控制给料机、振动筛、称量斗装置的plc使其进行相应的动作；
12.高炉上料过程中，给料机、振动筛、称量斗的plc用于检测其工作状态是否正常；
13.在l1系统中设定称量斗的称量时间上限为ts，当称量斗称量时间大于ts时，系统自动称量超时复位，此时若此料种“远斗”还未开始排料，将此称量斗常用目标湿值改为称量超时那一时刻压头值，所缺少物料平均分配到同一料种的其它称量斗称量，若“远斗”已开始排料，将所缺物料在下一排料周期补齐；当称量斗压头故障、振动筛过负荷或给料机故障时，l1自动化控制系统识别到称量斗称量出现故障，此时将出现故障的称量斗改为排料暂停模式；
14.系统自动计算出因称量斗故障所缺少的原燃料a的质量m1(缺少的原燃料质量＝称量斗常用目标湿值-压头值)，系统检测a料种工作正常的称量斗数量n，将缺少的a料种质量平均分配给正常工作的a料种的其它称量斗，每个仓分的质量m2＝m1/n，此时a料种其它给料机常用目标湿值m3模式停用，备用目标湿值m4模式启用，m4＝m3+m2，此时a料种称量斗按备用目标值进行称量，同时系统发出故障报警，提醒操作人员通过鼠标、键盘或机旁操作查原因并及时解除设备故障；
15.在l1自动化控制系统中设定称量斗的排料时间上限为ts，当称量斗排料时间大于ts时，称量斗排料超时，系统自动将此称量斗改为排料暂停模式，系统默认此称量斗排料结束，后续称量斗按已设定的程序完成既定的动作，当程序进入下一个排料周期时，系统按称补将上一周期因称量斗排料超时所缺少的原燃料补齐，同时系统发出故障报警，提醒操作人员通过鼠标、键盘或机旁操作查原因并及时解除设备故障。
16.进一步地，称量斗系统，由称量时间、目标湿值、压头值、误差值、排料时间组成，其中目标湿值由两部分组成，一是常用目标湿值，一是备用目标湿值，槽下称量及排料正常
时，目标湿值选择常用目标湿值，当其出现故障时，停用常用目标湿值模式，启用备用湿值模式。
17.进一步地，所述称量斗称量时间，通过控制给料机的plc采集给料机启停信号，利用给料机启停的间隔时间计算出称量斗称量时间。
18.进一步地，所述称量斗排料时间，通过控制称量斗的plc采集称量斗闸门开启和关毕信号，将称量斗闸门开关时间作为称量斗排料时间。
19.进一步地，给料机，由plc控制给料机电机驱动其工作，电机一用一备，正常生产时，轮换使用，当一台出现故障时，系统用于自动切换至备用电机使用。
20.进一步地，振动筛，由plc控制振动筛电机驱动其工作电机，电机一用一备，正常生产时，轮换使用，当一台出现故障时，系统用于自动切换至备用电机使用。
21.进一步地，所述给料机、振动筛、称量斗的plc用于判定相应设备是否能正常工作，当称量或排料出现故障时，plc控制程序将故障原因通过网络传输给l1自动控制系统，由l1控制系统发出相应设备的故障报警信号。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1、本发明提出的防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，不仅实现了称量及排料设备故障时上料程序的自动调整，使得上料程序能够自动运行下去，解放了劳动力，还避免了因人为发现不及时造成高炉亏料事故，同时给人工查并解除设备故障正确了宝贵的时间。
24.2、本发明提出的防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，实现了槽下矿焦称量及排料系统故障时，系统能够自行处理；解放了劳动力，避免因发现不及时造成高炉大幅亏料事故的发生；为设备故障处理争取了时间，降低了高炉亏料事故的发生率，为高炉稳定顺行创造了条件。
25.3、本发明提出的防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，结构简单，操作方便，实现了称量斗称量及排料故障时程序的自动化处理，实为一种理想的称量斗称量及排料方法。
附图说明
26.图1为本发明的高炉上料流程工艺流程图；
27.图2为本发明的高炉槽下称量排料流程图；
28.图3为本发明的方法流程图。
29.图中：0、上料l1自动控制系统；1、原燃料；2、储料仓；3、给料机；4、振动筛；5、烧结普铺底料；6、称量斗；7、上料皮带；8、炉顶上罐；9、炉顶下罐；10、炉内；11、称量斗发出“料空”信号；12、振动筛启动；13、给料机工作；14、称量斗称量；15、称量斗发出“料满”信号；16、给料机停止工作；17、振动筛停；18、l1发出排料信号；19、称量斗排料至上料皮带。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.请参阅图1-图2，一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，振动筛4及给料机3利用plc控制其电机启停，当称量斗6的plc发出称量信号时，振动筛4及给料机3电机先后启动，进行原燃料1筛分工作；称量斗6称量时间t1，通过控制给料机3的plc采集给料机3启信号时间t2，停止信号时间t3，利用给料机3启停的间隔时间计算出称量斗6称量时间，即t1＝t3-t2；称量斗6排料时间t1，通过控制称量斗6的plc采集称量斗6闸门开启信号时间t2和关毕信号时间t3，将称量斗6闸门开关时间间隔作为称量斗6排料时间，即t1＝t3-t2；压头值m，称量斗6空重m1，称量斗6进料后质量m2，压头值等于称量斗6进料后的质量减称量斗6空重，即m＝m2-m1；槽下称量斗6称量及排料的工艺流程为，上料l1控制程序启动后，称量斗6发出料空信号，振动筛4的plc程序启动振动筛4；振动筛4启动后，给料机3的plc程序启动给料机工作13；原料进入称量斗6后，称量斗6的plc程序自动采集称量斗6设定的矿或焦质量的目标湿值a、称量斗6的压头值b、称量误差值c＝b-a、称量斗6称量时间t1、称量斗6排料时间t1；当称量斗6的plc采集到压头值b与目标湿值a相差小于x吨(a-b《＝x)时发出称量斗6满信号，给料机3的plc采集到称量斗6满信号后，停止给料机3运转；给料机3停止运转后，给料机3的plc发出给料机3停止运转信号，振动筛4的plc收到给料机3停止信号后，停止振动筛4工作。当高炉炉顶发出称量斗6排料信号后，给料机3的plc控制称量斗6排料，排料结束后关闭称量斗6排料闸门，槽下称量排料系统进入下一个工作周期。
33.在上述方案中，给料机3、振动筛4、称量斗6的控制器为plc控制器，易于进行设定和使用，压头值称量装置，位于称量斗6下方，由四个压力传感器组成，能够准确称量称量斗6内原燃料1质量且便于更换，给料机3、振动筛4及称量斗6下料闸电机性能良好，且便于更换。
34.实施例2
35.请参阅图1和图3，使用实施例1中一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法的装置，称量斗称量14超时处理方法如下：
36.步骤一：系统设定槽下4a、5a、6a、7a、8a为烧结矿仓，其排料先后顺序为8a
→
7a
→
6a
→
5a
→
4a；
37.步骤二：l1自动控制系统通过称量斗6plc采集4a称量斗6称量时间t1；
38.步骤三：当称量斗6称量时间t1≥t，如4a称量斗6称量时间t1等于301s，称量斗6称量系统设定上限时间t等于300s，l1自动控制系统检测到给料机3称量超时；
39.步骤四：系统自动将称量超时复位，若此时8a还未开始排料，4a常用目标湿值设定为10t，系统检测称量超时时的压头值为2t，将此称量斗6常用目标湿值改为称量超时刻压头值2t，称量斗6plc检测4a少料8t，将8t料平均分给四个正常称量斗6即每个称量斗6分得2t，此时启用其备用目标湿值，备用目标湿值＝常用目标湿值+系统分给料质量，如5a常用目标湿值为9t，系统分给其料质量为2t，此时5a目标湿值＝9t+2t＝11t，此时5a称量斗6按11t料进行筛分准备；
40.步骤五：若“远斗”8a已开始排料，4a将所缺物料8t及原设定常用目标湿值10t共计18t平均分给5a、6a、7a、8a，在下一排料周期补齐；
41.步骤六：5a、6a、7a、8a目标湿值准备就绪后，系统按系统正常设定程序进行称量及
排料；
42.步骤七：步骤三中，当系统识别到称量超时故障时，l1系统自动发出故障报警，此时，人工通过鼠标、键盘切换plc手动模式进行操作并及时查原因。
43.实施例3
44.请参阅图1和图3，。
45.使用实施例1中一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法的装置，称量斗称量14超时处理方法如下：
46.步骤一：系统设定槽下5b、6b、7b、8b为一炼干焦；
47.步骤二：l1自动控制系统通过称量斗6plc采集6b称量斗6排料时间t1；
48.步骤三：当称量斗6称量时间t1≥t，如6b称量斗6排料时间t1等于51s，称量斗6称量，系统设定上限时间t等于50s，l1自动控制系统检测到6b给料机3排料超；
49.步骤四：l1自动控制系统将6b称量斗6调整为排料暂停模式，此时6b称量斗6退出上料序列；
50.步骤五：6b退出后，5b、7b、8b按“远斗先开”逻辑顺序正常排料；
51.步骤六：步骤三中，当系统识别到排料超时故障时，l1系统自动发出故障报警，此时，人工通过鼠标、键盘切换plc手动模式进行操作并及时查原因。
52.步骤七：步骤四中，称量斗6plc检测6b常用目标湿值为6t，少料3t，将6t料平均分给三个正常称量斗6即每个称量斗6分得2t，下个排料周期，称量斗6启用备用目标湿值，备用目标湿值＝常用目标湿值+系统分给料质量，如5b常用目标湿值为4t，系统分给其料质量为2t，此时5b目标湿值＝4t+2t＝6t，此时5b称量斗6按6t料进行筛分准备，7b、8b同5b方法进行备料准备，缺少的3t料按称补处理，在下一周期补齐。
53.实施例4
54.本实施例的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其具体步骤与实施例2相同，其区别在于：系统设定的称量上限时间t为400s；5a常用目标湿值为10t。
55.实施例5
56.本实施例的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其具体步骤与实施例3相同，其区别在于：系统设定的称量斗6排料上限时间t为60s；b常用目标湿值为6t。
57.工作原理：首先计算机上料l1自动控制系统0根据称量斗6称量时间、排料时间、压头工作状态、振动筛4及给料机3工作状态，自动识别槽下排料作业是否正常进行；其次，当某个称量斗6振动筛4过负荷、给料机3不能启动、压头值报警，系统将此给料机3改为排料暂停模式并将此给料机3所缺原料自动平均分配给其他给料机3进行称量排料，其他给料机3按程序设定继续进行上料作业；再有称量时间超时时，系统自动称量超时复位，此时若此料种“远斗”还未开始排料，将此称量斗6常用目标湿值改为称量超时那一时刻压头值，所缺少物料平均分配到同一料种的其它称量斗6称量，若“远斗”已开始排料，将所缺物料在下一排料周期补齐；最后当称量斗6排料超时时，系统自动将此称量斗6改为排料暂停模式，系统默认此称量斗6排料结束，后续称量斗6按已设定的程序完成既定的动作。当程序进入下一个排料周期时，系统按称补将因称量斗6排料超时所缺的料补齐。
58.综上所述：本发明提出的防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，当给料机3故障、振动筛4过负荷及压头故障时，系统将此称量斗6改为排料暂停模式，此称量斗6缺少的
原料自动加至同一料种的其他称量斗6称量；当称量斗6称量超时，系统自动称量超时复位，此时若此料种“远斗”还未开始排料，将此称量斗6常用目标湿值改为称量超时那一时刻压头值，所缺少物料平均分配到同一料种的其它称量斗6称量，若“远斗”已开始排料，将所缺物料在下一排料周期补齐；当称量斗6排料超时时，系统将此称量斗6改为排料暂停模式，系统默认此称量斗6排料结束，后续称量斗6按已设定的程序完成既定的动作，在下一个排料周期，系统按称补将因称量斗6排料超时所缺的料补齐；l1系统能够自动识别高炉槽下称量及排料设备故障类型，当称量或排料出现故障时，系统能够自动修改称量及排料模式，使得上料系统能够自动运行下去，同时发出故障报警信号；本发明为人工解除排料故障问题争取了处理时间，减少了高炉亏料次数，促进了高炉的稳定顺行，实现了槽下上料作业时，给料机3称量及排料等设备故障的自动处理，一方面避免了因人为发现不及时造成的高炉亏料事故；另一方面，实现了给料机3上料故障自行处理的智能化，降低了人力劳动强度及高炉亏料的事故发生率。
59.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，软件和硬件包括上料l1自动控制系统、储料仓、给料机、振动筛、烧结普铺底料、称量斗、上料皮带、炉顶上罐、炉顶下罐和炉内，其特征在于：计算机l1自动化控制系统，将指令通过网络传输给控制给料机、振动筛、称量斗装置的plc使其进行相应的动作；高炉上料过程中，给料机、振动筛、称量斗的plc用于检测其工作状态是否正常；在l1系统中设定称量斗的称量时间上限为ts，当称量斗称量时间大于ts时，系统自动称量超时复位，此时若此料种“远斗”还未开始排料，将此称量斗常用目标湿值改为称量超时那一时刻压头值，所缺少物料平均分配到同一料种的其它称量斗称量，若“远斗”已开始排料，将所缺物料在下一排料周期补齐；当称量斗压头故障、振动筛过负荷或给料机故障时，l1自动化控制系统识别到称量斗称量出现故障，此时将出现故障的称量斗改为排料暂停模式；系统自动计算出因称量斗故障所缺少的原燃料a的质量m1，系统检测a料种工作正常的称量斗数量n，将缺少的a料种质量平均分配给正常工作的a料种的其它称量斗，每个仓分的质量m2＝m1/n，此时a料种其它给料机常用目标湿值m3模式停用，备用目标湿值m4模式启用，m4＝m3+m2，此时a料种称量斗按备用目标值进行称量，同时系统发出故障报警，提醒操作人员通过鼠标、键盘或机旁操作查原因并及时解除设备故障；在l1自动化控制系统中设定称量斗的排料时间上限为ts，当称量斗排料时间大于ts时，称量斗排料超时，系统自动将此称量斗改为排料暂停模式，系统默认此称量斗排料结束，后续称量斗按已设定的程序完成既定的动作，当程序进入下一个排料周期时，系统按称补将上一周期因称量斗排料超时所缺少的原燃料补齐，同时系统发出故障报警，提醒操作人员通过鼠标、键盘或机旁操作查原因并及时解除设备故障。2.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：称量斗系统，由称量时间、目标湿值、压头值、误差值、排料时间组成，其中目标湿值由两部分组成，一是常用目标湿值，一是备用目标湿值，槽下称量及排料正常时，目标湿值选择常用目标湿值，当其出现故障时，停用常用目标湿值模式，启用备用湿值模式。3.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：所述称量斗称量时间，通过控制给料机的plc采集给料机启停信号，利用给料机启停的间隔时间计算出称量斗称量时间。4.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：所述称量斗排料时间，通过控制称量斗的plc采集称量斗闸门开启和关毕信号，将称量斗闸门开关时间作为称量斗排料时间。5.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：给料机，由plc控制给料机电机驱动其工作，电机一用一备，正常生产时，轮换使用，当一台出现故障时，系统用于自动切换至备用电机使用。6.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：振动筛，由plc控制振动筛电机驱动其工作电机，电机一用一备，正常生产时，轮换使用，当一台出现故障时，系统用于自动切换至备用电机使用。7.根据权利要求1所述的一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，其特征在于：
所述给料机、振动筛、称量斗的plc用于判定相应设备是否能正常工作，当称量或排料出现故障时，plc控制程序将故障原因通过网络传输给l1自动控制系统，由l1控制系统发出相应设备的故障报警信号。

技术总结

本发明公开了一种防止高炉亏料的槽下自动称量及排料方法，属于高炉槽下上料技术领域。本发明软件和硬件包括计算机上料L1自动控制控制系统、储料仓、给料机、振动筛、烧结普铺底料、称量斗、上料皮带、炉顶上罐、炉顶下罐和炉内。本发明解决了现有人工操作，操作人员往往因为事发突然，操作不够熟练或反应不及时，造成因人为操作失误导致高炉亏料；另一方面，人工排除给料机故障，往往因未能及时察觉称量斗故障，槽下原燃料不能及时进行称量及排料，导致高炉亏料的问题。本发明实现了槽下称量斗称量及排料等设备故障时，系统能够自行及时处理，并发出警报，大大降低了高炉亏料事故的发生率的问题。生率的问题。生率的问题。