一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法及装置与流程

本申请涉及燃料检测技术领域，尤其涉及一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法及装置。

背景技术：

在烧结生产过程中，通常采用固体燃料作为烧结燃料，例如焦粉和煤粉。固体的烧结燃料的消耗在烧结工序的总能耗中占据的比例最高，约为75％-80％，因此，为了减少烧结工序的能耗，需要降低烧结燃料的消耗。然而，烧结燃料的燃料粒度过大或过小，都将增加烧结燃料的用量，使烧结燃料的能耗升高，导致烧结质量变坏。不仅如此，如果烧结工序的每一烧结带中，烧结燃料的配加量、粒度组成和燃烧性质发生变化，也会直接影响烧结料层的温度与热量分布、燃烧带的厚度以及料层的透气性、烧结气氛、烧结质量等各方面，最终都会造成烧结燃料的消耗。而当烧结燃料的种类和配加量固定时，燃料粒度的大小就成为影响烧结过程燃料燃烧和热量传递的最重要因素，即影响烧结质量和造成燃料消耗的最重要因素。

可见，烧结燃料粒度是决定烧结过程的重要参数，烧结燃料粒度的波动造成烧结料层中烧结燃料燃烧动力学和热力学条件相应发生变化，影响燃烧速度，使烧结质量降低。例如：当燃料粒度过粗(>3mm)时，将造成燃烧带变宽，料层透气性变差；烧结燃料在料层中的分布不均匀，大颗粒周围过熔，离大颗粒远的地方则不能充分烧结；在无燃料处，空气得不到利用，使烧结速度降低；在布料时集中在料层下部，易产生偏析的现象，致使料层上部燃料不足、下部燃料过剩。而料层上部燃料不足易使烧结矿结构疏松，强度差；下部燃料过剩使烧结过程中烧结带变宽，料层透气性变差，造成烧结矿过熔，feo含量升高，还原性降低，增加高炉冶炼焦比。当燃料粒度过细(<0.5mm)时，使燃烧速度加快；在烧结料传热性能不好时，烧结燃料所产生的热量难于使烧结原料达到熔化温度，导致烧结原料粘结不好，从而使成品矿强度下降；烧结过程中燃烧产生的热量相对分散，不利于提高燃料的利用率，烧结燃料的能耗升高，燃烧带变窄，不能保证成品矿中生成液相所需要的时间，造成成品矿强度差，产量低，返矿率高；小粒度燃料在料层中会阻碍气流运动，降低烧结料层透气性，并有可能被气流带走。

烧结燃料粒度，是指烧结燃料的粒级、粒级含量和粒径等等，用于指导后续配料及四辊破碎机参数调节。在实际生产过程中即使燃料干燥和筛分步骤数据正常，因取样步骤为取到燃料皮带料流全断面或燃料某个点波动异常以及不可预计的原因造成燃料粒度组成检测结构明显不符合常理，不具备有效性，不能作为当前燃料粒度的有效表征数据，据此指导的后续配料和四辊破碎机不能完成预期的烧结工作。

技术实现要素：

本申请提供了一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法及装置，以解决烧结燃料样料不能有效指导后续配料和破碎机作业的问题。

第一方面，本申请提供了一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法，该方法包括：获取烧结燃料样料的燃料质量wdry；设置所述烧结燃料样料的粒度等级i，其中i＝1,2,3…；获取所述粒度等级i对应的等级燃料重量wi；根据所述燃料质量wdry，计算所述等级燃料重量wi在所述烧结燃料样料中的重量比ωi；依次判断所述重量比ωi是否大于预置比重阈值αi；如果任一判断结果为是，则确定所述烧结燃料样料为无效样料。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述设置所述烧结燃料样料的粒度等级i，包括：获取烧结燃料振筛机的筛层层数和筛孔孔径；确定所述粒度等级的等级数量为所述筛层层数加1；以所述筛孔孔径为节点，设置所述粒度等级i。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述筛层层数为4层；所述筛孔孔径分别为0.5mm、1mm、3mm、5mm。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述获取所述粒度等级i对应的等级燃料重量wi，包括：按照粒径从大到小的顺序筛选所述粒度等级i对应的等级燃料；称量所述等级燃料的等级燃料重量wi。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述获取所述粒度等级i对应的等级燃料重量wi之后，所述方法还包括：根据预置粒径公式，计算并记录所述烧结燃料样料的平均粒径；计算所述平均粒径与上一次记录的平均粒径相比的波动率；判断所述波动率是否大于预置波动阈值；如果判断结果为是，则生成报警提示，提示所述烧结燃料样料的粒径波动异常。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述确定所述烧结燃料样料为无效样料之后，所述方法还包括：将所述烧结燃料样料转移至弃样皮带，送回原料存贮仓。

第二方面，本申请还提供了一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置，所述装置包括用于执行第一方面各种实现方式中方法步骤的模块。

第三方面，本申请还提供了一种终端，包括：处理器及存储器；所述处理器可以执行所述存储器中所存储的程序或指令，从而实现以第一方面各种实现方式所述基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法。

第四方面，本申请还提供了一种存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可实现包括本申请提供的基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法各实施例中的部分或全部步骤。

本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法及装置，通过获取烧结燃料样料的燃料质量，然后设置粒度等级，再获取粒度等级对应的等级燃料重量，再计算等级燃料在烧结燃料样料中的重量比，最后依次判断重量比是否大于预置比重阈值，如果判断结果为是，则确定烧结燃料样料为无效样料。本申请能够判断烧结燃料样料各个粒度等级对应的等级燃料质量的百分含量，对烧结燃料样料的粒度组成检测结构有效性进行及时诊断，避免因烧结燃料样料的粒度组成数据的错误所造成的损失，提供工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图；

图2为本申请提供的一种设置烧结燃料样料的粒度等级的方法流程图；

图3为本申请提供的一种振筛机分层结构的示意图；

图4为本申请提供的一种获取等级燃料重量的方法流程图；

图5为本申请提供的另一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图；

图6为本申请提供的再一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图；

图7为本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图；

图8为本申请提供的一种设置单元的组成框图；

图9为本申请提供的一种第二获取单元的组成框图；

图10为本申请提供的另一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图；

图11为本申请提供的再一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图。

具体实施方式

最常用的烧结燃料是焦粉和煤粉，而焦粉和煤粉的最初形状基本为块状，并非是粉状。因此，在钢铁厂内，通常需要对大块的焦煤和煤块进行破粉碎，将大块物料破粉碎成目标粒度的焦粉和煤粉。烧结燃料粒度是决定烧结过程的重要参数，烧结燃料粒度的波动造成烧结料层中烧结燃料燃烧动力学和热力学条件相应发生变化，影响燃烧速度，使烧结质量降低。烧结燃料粒度，是指烧结燃料的粒级、粒级含量和粒径等等，用于指导后续配料及四辊破碎机参数调节。在实际生产过程中即使燃料干燥和筛分步骤数据正常，因取样步骤为取到燃料皮带料流全断面或燃料某个点波动异常以及不可预计的原因造成燃料粒度组成检测结构明显不符合常理，不具备有效性，不能作为当前燃料粒度的有效表征数据，据此指导的后续配料和四辊破碎机不能完成预期的烧结工作。

参见图1，为本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图。如图1所示，该方法包括：

101、获取烧结燃料样料的燃料质量。

待处理的烧结燃料经破碎、干燥后取样，获取烧结燃料样料，然后称量烧结燃料样料的燃料质量，记为wdry。

102、设置烧结燃料样料的粒度等级。

烧结燃料样料中的粒度不可能完全一致，通过设置不同的粒度等级i，其中，用于区分不同的粒度范围。i＝1,2,3…，表示设置几个粒度等级，例如如果i＝3，那么在筛分的烧结燃料样料的粒度等级包括3级。

103、获取粒度等级对应的等级燃料重量。

等级燃料重量wi与粒度等级i是一一对应的，获取每一个粒度等级对应的等级燃料质量。

104、根据燃料质量，计算等级燃料重量在烧结燃料样料中的重量比。

其中重量比的计算公式为通过前述公式计算每个等级燃料重量wi对应的重量比ωi。

105、依次判断重量比是否大于预置比重阈值。

每个重量比ωi都具有其对应的比重阈值αi，依次进行比较判断重量比ωi是否大于预置比重阈值αi，获取所有的判断结果，然后在执行下一步。也可以每比较一次，获取一个判断结果，就执行下一步，直到出现判断结构为“是”或者完成所有的判断。

106、如果任一判断结果为是，则确定烧结燃料样料为无效样料。

对于步骤105中判断结果，只要其中一个判断结果为“是”，就可以确定烧结燃料样料为无效样料。无效样料不能作为烧结燃料的特征样料，可以选择保存或者不保存该烧结燃料样料的数据信息。如果步骤105中判断结果全都为否，那么确定烧结燃料样料为有效样料。有效样料能够作为烧结燃料的特征样料，保存该烧结燃料样料的数据信息，并以此为参照设置后续烧结过程参数。

对于本发明实施例，具体的应用场景可以如下所示，但不限于此，包括：

获取烧结燃料样料的燃料质量wdry＝500g，设置烧结燃料样料的粒度等级包括(0,0.5],(0.5,1],(1,3],(3,5],(5,∞)，其中i＝1,2,3，4,5。获取粒度等级对应的等级燃料重量，具体包括：当i＝1时，获取第一粒度等级对应的等级燃料质量w1＝80g；当i＝2时，获取第二粒度等级对应的等级燃料质量w2＝100g；当i＝3时，获取第三粒度等级对应的等级燃料质量w3＝200g；当i＝4时，获取第四粒度等级对应的等级燃料质量w4＝60g；当i＝5时，获取第五粒度等级对应的等级燃料质量w5＝60g。计算等级燃料重量在烧结燃料样料中的重量比，具体包括：当等级燃料质量w1＝80g时，计算重量比当等级燃料质量w2＝100g时，计算重量比当等级燃料质量w3＝200g时，计算重量比当等级燃料质量w4＝60g时，计算重量比当等级燃料质量w5＝60g时，计算重量比预置比重阈值与粒度等级一一对应，优选地预置比重阈值，具体包括α1＝30；α2＝40；α3＝70；α4＝20；α5＝20。在同样的粒度等级下，比较重量比和预置比重阈值，具体包括：在i＝1第一粒度等级下，ω1＜α1，判断结果为否；在i＝2第二粒度等级下，ω2＜α2，判断结果为否；在i＝3第三粒度等级下，ω3＜α3，判断结果为否；在i＝4第四粒度等级下，ω4＜α4，判断结果为否；在i＝5第五粒度等级下，ω5＜α5，判断结果为否。所有的判断结果都为否，不能确定烧结燃料样料为无效样料，也就是说该烧结燃料样料为有效样料。

对于本发明实施例，具体的应用场景可以如下所示，但不限于此，包括：

获取烧结燃料样料的燃料质量wdry＝500g，设置烧结燃料样料的粒度等级包括(0,0.5],(0.5,1],(1,3],(3,5],(5,∞)，其中i＝1,2,3，4,5。获取粒度等级对应的等级燃料重量，具体包括：当i＝1时，获取第一粒度等级对应的等级燃料质量w1＝50g；当i＝2时，获取第二粒度等级对应的等级燃料质量w2＝100g；当i＝3时，获取第三粒度等级对应的等级燃料质量w3＝150g；当i＝4时，获取第四粒度等级对应的等级燃料质量w4＝120g；当i＝5时，获取第五粒度等级对应的等级燃料质量w5＝80g。计算等级燃料重量在烧结燃料样料中的重量比，具体包括：当等级燃料质量w1＝50g时，计算重量比当等级燃料质量w2＝100g时，计算重量比当等级燃料质量w3＝150g时，计算重量比当等级燃料质量w4＝120g时，计算重量比当等级燃料质量w5＝80g时，计算重量比预置比重阈值与粒度等级一一对应，优选地预置比重阈值，具体包括α1＝30；α2＝40；α3＝70；α4＝20；α5＝20。在同样的粒度等级下，比较重量比和预置比重阈值，具体包括：在i＝1第一粒度等级下，ω1＜α1，判断结果为否；在i＝2第二粒度等级下，ω2＜α2，判断结果为否；在i＝3第三粒度等级下，ω3＜α3，判断结果为否；在i＝4第四粒度等级下，ω4＞α4，判断结果为是；在i＝5第五粒度等级下，ω5＜α5，判断结果为否。在依次判断重量比和预置比重阈值的过程中，i＝4时判断结果为是，烧结燃料样料出现异常情况，确定烧结燃料样料为无效样料。

本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法，通过获取烧结燃料样料的燃料质量，然后设置粒度等级，再获取粒度等级对应的等级燃料重量，再计算等级燃料在烧结燃料样料中的重量比，最后依次判断重量比是否大于预置比重阈值，如果判断结果为是，则确定烧结燃料样料为无效样料。本申请能够判断烧结燃料样料各个粒度等级对应的等级燃料质量的百分含量，对烧结燃料样料的粒度组成检测结构有效性进行及时诊断，避免因烧结燃料样料的粒度组成数据的错误所造成的损失，提供工作效率。

参见图2，为本申请提供的一种设置烧结燃料样料的粒度等级的方法流程图，如图2所示，设置烧结燃料样料的粒度等级i，包括：

201、获取烧结燃料振筛机的筛层层数和筛孔孔径。

振筛机，是配合试验筛进行物料粒度分析的，主要有拍击筛、顶击式振筛机、标准检验筛等种类。在本申请实施例中，对振筛机的种类不做限定。参见图3，为本申请提供的一种振筛机分层结构的示意图。烧结燃料振筛机，是指用于振筛烧结燃料的振筛机。筛层层数为4层，筛孔孔径分别为0.5mm、1mm、3mm、5mm。

202、确定粒度等级的等级数量为筛层层数加1。

筛层层数加1即为粒度等级的等级数量，也就是i的最大数值。

203、以筛孔孔径为节点，设置粒度等级。

粒度等级以筛分烧结燃料样料的筛孔孔径做节点设置。例如筛孔孔径分别为0.5mm、1mm、3mm、5mm，粒度等级分别为0-0.5mm、0.5mm-1mm、1mm-3mm、3mm-5mm、5mm-∞，共5个等级。

以烧结燃料振筛机的筛层层数和筛孔孔径，设置粒度等级，筛分结果与判断标准相对应，能够保证判断结果的准确性。

参见图4，为本申请提供的一种获取等级燃料重量的方法流程图，如图4所示，获取粒度等级i对应的等级燃料重量wi，包括：

401、按照粒径从大到小的顺序筛选粒度等级对应的等级燃料。

粒径，是指烧结燃料样料的单个颗粒的直径。通过烧结燃料振筛机的筛孔筛选不同粒径的烧结燃料样料。烧结燃料振筛机的筛孔孔径从上到下，逐渐减小，在振筛结束后，留在筛层上的烧结燃料以及经过各层筛层后筛出的小于最小筛孔的烧结燃料构成了全部的等级燃料。

402、称量等级燃料的等级燃料重量。

在烧结燃料振筛机的筛层上获取等级燃料，并对等级燃料称重，称量等级燃料的等级燃料重量wi。

以烧结燃料振筛机为依托，根据粒径的大小，分别获取等级燃料，能够保证获取的等级燃料重量的准确度。

参见图5，为本申请提供的另一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图，如图5所示，获取粒度等级i对应的等级燃料重量wi之后，该方法还包括：

501、根据预置粒径公式，计算并记录烧结燃料样料的平均粒径。

预置粒径公式，用于计算烧结燃料样料的平均粒径。假设烧结燃料样料的粒度等级包括0-0.5mm、0.5mm-1mm、1mm-3mm、3mm-5mm、5mm-∞，共5个等级。也就是粒度等级i，包括(0,0.5],(0.5,1],(1,3],(3,5],(5,∞)，其中i＝1,2,3，4,5。获取粒度等级对应的等级燃料重量，具体包括：当i＝1时，获取第一粒度等级对应的等级燃料质量w1；当i＝2时，获取第二粒度等级对应的等级燃料质量w2；当i＝3时，获取第三粒度等级对应的等级燃料质量w3；当i＝4时，获取第四粒度等级对应的等级燃料质量w4；当i＝5时，获取第五粒度等级对应的等级燃料质量w5。那么该预置粒径公式为根据预置粒径公式，和各个粒径等级的等价燃料重量，计算烧结燃料样料的平均粒径。

502、计算平均粒径与上一次记录的平均粒径相比的波动率。

波动率的计算公式为η＝|d-d上|/d,其中η为波动率，d为上一步骤计算得到的平均粒径，d上为上一次记录的平均粒径。波动率越小，表示两次计算的平均粒径差距越小。

503、判断波动率是否大于预置波动阈值。

优选地选取预置波动预置为0.4，然后比较波动率和预置波动阈值，判断两者之间的关系。

504、如果判断结果为是，则生成报警提示，提示烧结燃料样料的粒径波动异常。

报警提示，可以启动报警提示音、启动报警灯、生成告警参数并随着烧结燃料的一起传至下一处理流程等等。在本申请实施例中对报警提示的类型不做限定。生成报警提示，是为了提示烧结燃料样料的粒径波动异常，说明该次取的样品不具备代表性，报警提醒注意。

由于粒径的分布也影响烧结过程，以此能够监控烧结燃料的破碎情况。

参见图6，为本申请提供的再一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法流程图，如图6所示，确定烧结燃料样料为无效样料之后，该方法还包括：

601、将烧结燃料样料转移至弃样皮带，送回原料存贮仓。

将无效的烧结燃料样料转移至弃样皮带，并送回原料存贮仓，以避免无效样料对检测结果以及后续处理过程的影响。

参见图7，为本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图；参见图8，为本申请提供的一种设置单元的组成框图；参见图9，为本申请提供的一种第二获取单元的组成框图；参见图10，为本申请提供的另一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图；参见图11，为本申请提供的再一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置组成框图。如图7所示，该装置包括：

第一获取单元71，用于获取烧结燃料样料的燃料质量wdry；

设置单元72，用于设置烧结燃料样料的粒度等级i，其中i＝1,2,3…；

第二获取单元73，用于获取粒度等级i对应的等级燃料重量wi；

第一计算单元74，用于根据燃料质量wdry，计算等级燃料重量wi在烧结燃料样料中的重量比ωi；

第一判断单元75，用于依次判断重量比ωi是否大于预置比重阈值αi；

确定单元76，用于如果任一判断结果为是，则确定烧结燃料样料为无效样料。

进一步地，如图8所示，设置单元72，包括：

获取模块721，用于获取烧结燃料振筛机的筛层层数和筛孔孔径；

确定模块722，用于确定粒度等级的等级数量为筛层层数加1；

设置模块723，用于以筛孔孔径为节点，设置粒度等级i。

进一步地，筛层层数为4层；筛孔孔径分别为0.5mm、1mm、3mm、5mm。

进一步地，如图9所示，第二获取单元73，包括：

筛选模块731，用于按照粒径从大到小的顺序筛选粒度等级i对应的等级燃料；

称量模块732，用于称量等级燃料的等级燃料重量wi。

进一步地，如图10所示，该装置还包括：

第二计算单元77，还用于获取粒度等级i对应的等级燃料重量wi之后，根据预置粒径公式，计算并记录烧结燃料样料的平均粒径；

第二计算单元77，还用于计算平均粒径与上一次记录的平均粒径相比的波动率；

第二判断单元78，用于判断波动率是否大于预置波动阈值；

生成单元79，用于如果判断结果为是，则生成报警提示，提示烧结燃料样料的粒径波动异常。

进一步地，如图11所示，该装置还包括：

转移单元710，用于确定烧结燃料样料为无效样料之后，将烧结燃料样料转移至弃样皮带，送回原料存贮仓。

本申请提供的一种基于粒度判断烧结燃料样料有效性的装置，通过获取烧结燃料样料的燃料质量，然后设置粒度等级，再获取粒度等级对应的等级燃料重量，再计算等级燃料在烧结燃料样料中的重量比，最后依次判断重量比是否大于预置比重阈值，如果判断结果为是，则确定烧结燃料样料为无效样料。本申请能够判断烧结燃料样料各个粒度等级对应的等级燃料质量的百分含量，对烧结燃料样料的粒度组成检测结构有效性进行及时诊断，避免因烧结燃料样料的粒度组成数据的错误所造成的损失，提供工作效率。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的基于粒度判断烧结燃料样料有效性的方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：rom)或随机存储记忆体(英文：randomaccessmemory，简称：ram)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。