快中子测水技术在酒钢烧结的应用与自动控制

摘要

烧结混合料的水分含量对烧结生产工艺十分重要，水分波动不仅会影响到烧结矿的质量与产量，还会影响到设备的是使用寿命。而烧结混合料的水分检测一直是一个难点。本论文包括以下两方面的研究工作:快中子测水技术在皮带输送系统上的应用研究和现场的水分自动控制系统的设计与实现。
　　本文主要是对慢中子水分仪的测量原理和方法进行研究和分析，针对慢中子水分仪不能适用皮带输送系统的问题，在现有慢中子水分仪测量原理的基础上，提出了中子-γ联合测量的方法，增加了对物料厚度进行密度补偿的技术。采用这种技术解决了单探测器在测量时所无法解决的物料厚度变化的问题，很好的适应了皮带系统的复杂情况。首先，通过理论分析研究射线与物质之间的相互作用，建立快中子水分测量的数学模型，设计出适合现场的测量装置。然后，将水分仪应用于酒钢烧结，通过对水分仪的现场标定，其测量精度达到了±0.3％(1δ)，仪表能满足烧结生产中对混合料的水分在线检测要求。
　　水分测量的目的是掌握和控制混合料的水分，使其达到烧结工艺中的最佳含水量的工艺。在掌握了现场的烧结工艺和和水分控制现状，制定了有针对性的水分控制方案。通过查阅资料和市场调查，选用了适合的检测、控制和调节设备，完成了系统的硬件设计。在此基础上进行了系统的软件设计，完成了下位机控制程序和上位机的组态设计。在完成了水分控制系统的编程工作后，把该系统投入生产使用，经实践证明，快中子水分自动控制系统运行较为稳定，烧结机产量可提高29t，转鼓指数也进一步得到改善，实际统计数据表明转鼓指数上升0.48％。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 国内外水分测量技术的现状与发展趋势

1．2．1 国外水分检测技术的现状与发展趋势

1．2．2 国内水分检测技术的现状与发展趋势

1．3 本论文中所要做的工作

2 快中子测水技术方案的设计

2．1 中子-γ射线吸收技术测量水分的原理和数学模型

2．1．1 水分子对快中子的慢化作用

2．1．2 测量原理

2．1．3 数学模型

2．2 放射源的选取

2．2．1 中子源的选取

2．2．2 γ源的选取

2．3 探测器的选取

2．3．1 中子探测器的选取

2．3．2 γ探测器的选取

2．4 测量装置的设计

3 酒钢烧结生产工艺分析与水分控制需求分析

3．1 烧结料生产工艺流程简述

3．2 烧结料加水工艺流程及现状分析

3．2．1 烧结料混合加水工艺流程

3．2．2 烧结料混合加水控制现状

3．3 烧结料水分控制的目标

3．4 烧结料水分控制分析

3．4．1 控制难度分析

3．4．2 设计原则

3．4．3 控制要求

3．4．4 水分检测点的选择

3．5 控制系统的整体结构设计

3．5．1 控制回路分析

3．6 一混控制回路

3．6．1 一混子系统组成

3．6．2 一混子系统水分控制方案设计

3．6．3 一混子系统的控制功能与算法分析

3．7 二混控制回路

3．7．1 二混子系统水分控制方案设计

3．7．2 二混子系统的控制功能与算法分析

4 烧结料水分控制系统的设计与应用

4．1 系统硬件平台的搭设

4．2 PLC的选择

4．2．1 CPU的选用与应用

4．2．2 数字量输入模块的选择

4．2．3 模拟量输入模块的选择

4．2．4 模拟量输出模块的选择

4．2．5 电源模块的选择

4．3 皮带秤的选择与应用

4．4 电动执行机构的选择与应用

4．5 电磁流量计的选择与应用

4．6 系统软件设计

4．6．1 软件整体设计

4．6．2 系统软件的介绍

4．7 软件设计及功能实现

4．7．1 软件要实现的功能分析

4．7．2 软件设计的功能实现

4．7．3 控制主程序设计

4．7．4 数据滤波程序设计

4．7．5 上位机组态界面的设计

5 烧结料水分自动控制系统的实现与应用效果

5．1 快中子水分仪在现场的安装

5．2 快中子水分仪的标定

5．2．1 标定原理及过程

5．2．2 水分仪标定效果

5．3 烧结料水分控制系统的应用效果

结论

参考文献

致谢