高炉出渣沟熔渣流量实时检测系统研究

摘要

20世纪80年代，国内外高炉自动化水平得到快速发展，许多国家越来越重视高炉检测方法的研究，研制新的炉况动态模型和建立综合的控制管理系统。高炉熔渣作为炼铁生产的副产品，过去一直作为废物而扔掉，但经二次资源综合利用技术的研究发现，高炉熔渣可以用于水泥原料，制造陶瓷、空心砖、多孔吸声材料等用途，实现了废物利用，减少了环境污染，提高了经济效益。
　　至今，在我国高炉冶炼生产中，主要以水淬粒化工艺作为高炉熔渣的处理工艺，即用高压水冲熔渣，使熔渣淬成小颗粒，然后通过过滤上皮带，去水渣细磨，作为水泥原料。在铁渣与冷却水混合过程中，熔渣流量与冷却水流量比例的大小、熔渣温度的高低等对水渣质量影响很大。为了监测熔融铁渣流量和提高水渣质量，对出渣沟中流动的熔渣进行流量检测是非常必要的。通过对熔渣流量的检测，还可以得出铁水和熔渣的比例关系，从而监测铁水会不会流入熔渣中；也可以得出其他参数信息，如熔渣流速、温度等，对高炉炉内熔渣的管理也有重要的参考价值。
　　目前，国内还没有出现对出渣沟中熔渣流量检测技术的研究。要实现熔渣流量的检测，必须分别对熔渣流速、温度、液面宽度和液位高度四个参数进行检测，根据熔渣特性和出渣沟受熔渣冲刷、腐蚀等特点，要实现准确测量是非常困难的。本文经过研究与实地考察，提出一种检测出渣沟熔渣实时流量的方法，该方法采用图像处理技术对熔渣表面流速和液面宽度进行检测，采用超声波时差法对熔渣液位高度进行检测，采用钨铼热电偶对高温熔渣温度进行间歇式检测，进而通过检测出的参数推导出流量计算公式，在推导公式的基础上进行流量标定得出使用的流量计算公式，从而得出熔渣实时流量。并且使用工业监控软件-组态王实现熔渣流量和各个参数实时监测功能，利用历史趋势曲线可以方便的分析熔渣流量和各个参数的变化情况，进而更好的分析与管理熔渣信息，对炼铁生产工艺具有指导性意义。
　　通过理论验证，本文提出的出渣沟熔渣流量实时检测的方法切实可行，可以达到设计要求。

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Contents

1 绪 论

1.1 选题背景及意义

1.2 高炉概述

1.3 研究内容及论文组织

1.4 本章小结

2 系统总体方案设计

2.1 系统功能及要求

2.2 系统结构组成

2.3 本章小结

3 熔渣流量实时检测系统的硬件设计

3.1 熔渣表面流速和液面宽度检测

3.2 熔渣液位高度检测

3.3 熔渣温度检测

3.4 本章小结

4 软件设计

4.1 表面流速软件设计

4.2 液面宽度软件设计

4.3 液位高度软件设计

4.4 温度软件设计

4.5 流量软件设计

4.6 出渣沟熔渣流量实时监测系统设计

4.7 本章小结

5 熔渣流量的标定

5.1 熔渣表面流速和液面宽度的标定

5.2 熔渣液位高度的标定

5.3 熔渣流量的标定

5.4 本章小结

6 创新与展望

6.1 主要创新点

6.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况

附录A 熔渣表面流速和液面宽度检测系统原理图

附录B 熔渣液位高度检测系统原理图

附录C 熔渣温度检测系统原理图