专利名称：高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法
技术领域：
本发明涉及钢铁厂高炉瓦斯泥处理过程中的一种成分快速估测方法，更具体地说，它涉及一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法。
背景技术：
在高炉炼铁过程中，产生大量含铁、碳的细微炉尘，经集尘、水洗等过程后会形成瓦斯泥。这种瓦斯泥是很好的炼铁原料，但由于瓦斯泥中锌的含量较高，直接回用会影响高炉的使用寿命。为挖掘其潜在经济效益并且避免因弃置瓦斯泥而造成严重的环境污染，近一、二十年来，国内外发展了一些高炉瓦斯泥脱锌回用的新技术，其中水力旋流法因其具有工艺简单，设备投资少，易于实施，维修方便，运行成本低，无二次污染等特点，受到了普遍关注。该方法对高炉瓦斯泥中的颗粒按粒径进行湿式分级，从而将瓦斯泥分离成含细颗粒的高锌泥(称为顶流)和含粗颗粒的低锌泥(称为底流)，前者经脱水后外送水泥厂等地方再利用，后者经脱水、烧结后作为炼铁的原料，达到废弃物减量和资源化的目的。该方法在炼铁流水线上实际运作时，由于来料的组份、浓度、流量可能经常变化，会影响水力旋流器的分离效果，为此需要对水力旋流器的工作情况进行实时监控，控制底流的含锌率和瓦斯泥的厂内回用率，其控制目标首先要满足高炉进料之低含锌率的要求，确保高炉安全，其次要使瓦斯泥厂内回用率达到最大限度。目前直接测定含锌率很难做到实时在线，普遍采用取样后离线测量，需要的时间长，直接影响了高炉运行的安全性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可实时监控水力旋流法高炉瓦斯泥脱锌回用工艺过程，提高高炉运行安全性，达到最大瓦斯泥厂内回用率，降低生产成本的高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率的实时估测方法。
本发明的技术方案是一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率的实时估测方法，其特点是，整个方法由以下几个步骤组成第一步用一种包括可控制瓦斯泥浓度的混流器和激光测粒仪的自动测控装置，调整合适遮光率，实时在线测量旋流器底流的颗粒粒径分布，算出特征值Pv10×D32，Pv10为小于10微米以下颗粒的体积百分比，D32为索太尔直径；首先取样测量遮光率OB值，理想测试状态的OB值有一个上限和下限，如果初始的OB值大于上限，则开大混流器水阀，增大进水量，反之则关小水阀，减少进水量；当OB值合适时自动采集颗粒分布信息。当水阀关至最小值时(但不能为零即不能断流)，OB值仍然小于下限并不断下降，则停止采集，进行统计计算，输出结果，同时继续监测OB值直至满足进入下一测量周期的条件；第二步根据底流颗粒测量结果，估算含锌率；钢铁厂炼铁原料配比的变化，会改变瓦斯泥的特性，即瓦斯泥在各粒径分段内的体积(或重量)百分比以及含锌率和含铁率，但一个时期内是相对稳定的。因此不可能有一成不变的估算公式，钢铁厂有定期的离线含锌率实测数据。大量的研究表明，对于底流，特征值Pv10×D32，和含锌率Hzn相关，所以含锌率可用下式估算Hzn＝a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由实测的底流含锌率Hzn和底流特征值Pv10×D32的历史数据回归得到，历史数据只取最近2个月。
第三步调节回用瓦斯泥特性；如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含锌率小于设定值，底流瓦斯泥可以进入高炉；不然就自动调节水力旋流器的工况参数，使得底流中小颗粒的比例下降，直至达到可以进入高炉的标准为止；相反，如果这部分泥浆的估算含锌率远远低于设定标准，则可适当提高瓦斯泥厂内回用率。
本发明的有益效果是本发明通过实时监控水力旋流法高炉瓦斯泥脱锌回用工艺的过程，提高了高炉运行的安全性，延长高炉的使用寿命，并且最大限度提高瓦斯泥的厂内回用率，从而降低生产成本。
图1为自动测量控制遮光率装置的示意图；图2为高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法的程序框图。
具体实施例方式
下面结合附图1、2对本发明作进一步的描述。
一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法，其特点是，整个方法由以下几个步骤组成第一步用一种包括可控制瓦斯泥浓度的混流器和激光测粒仪的自动测控装置，调整合适遮光率，实时在线测量旋流器底流的颗粒粒径分布，算出特征值Pv10×D32，Pv10为小于10微米以下颗粒的体积百分比，D32为索太尔直径；
首先取样测量遮光率OB值，理想测试状态的OB值有一个上限和下限，如果初始的OB值大于上限，则开大混流器水阀，增大进水量；反之则关小水阀，减少进水量。当OB值合适时自动采集颗粒分布信息。当水阀关至最小值时(但不能为零即不能断流)，OB值仍然小于下限并不断下降，则停止采集，进行统计计算，输出结果，同时继续监测OB值直至满足进入下一测量周期的条件；第二步根据底流颗粒测量结果，估算含锌率；含锌率可用下式估算Hzn＝a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由实测的底流含锌率Hzn和底流特征值Pv10×D32的历史数据回归得到，历史数据只取最近2个月。
第三步调节回用瓦斯泥特性；如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含锌率小于设定值，底流瓦斯泥可以进入高炉；不然就自动调节水力旋流器的工况参数，使得底流中小颗粒的比例下降，直至达到可以进入高炉的标准为止；相反，如果这部分泥浆的估算含锌率远远低于设定标准，则可适当提高瓦斯泥厂内回用率。
本发明的实施由于高炉瓦斯泥的含锌率与颗粒粒径分布之间存在相关关系，即锌主要存在于小颗粒中，借助于通过实时在线测量颗粒粒径分布以达到间接估测含锌率。实验证明，底流瓦斯泥中小于10μm颗粒的体积份额Pv10和索太尔直径D32的乘积与含锌率Hzn有较好的，因此可用Pv10×D32作为特征值估测含锌率。
本发明在工作时，如图1所示，高炉产生的瓦斯泥由进口端1进入水力旋流分离器2，旋流分离器底流管路中设有三通3和两个联动的取样阀4和5，在“正常输送”和“取样”两个状态间切换，当进入取样状态时，在一定时间内进行取样。经过调整器6分散后，再经三通式混流器7进一步稀释，由激光测粒仪8测量遮光率OB值(通常用遮光率OB＝1-I/I0作为测量时浓度控制的指标，理想测试状态的OB值有一个上限和下限范围)，如果初始的OB值大于上限，则开大水阀9，增大进水量，反之则关小水阀，减少进水量。当OB值合适时激光测粒仪自动采集颗粒分布信息。如水阀7关至最小值(但不能为零即不能断流)，OB值仍然小于下限并不断下降，则停止采集，说明本周期即将结束，进行统计计算，输出结果，同时继续监测OB值直至满足进入下一测量周期的条件。根据颗粒测量结果，估算含锌率Hzn＝a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d，其中a、b、c、d值由实测的底流含锌率Hzn和底流特征值Pv10×D32的历史数据回归得到，历史数据只取最近2个月，故可以随时修正估算含锌率的相关式，以适应来流组份变化的影响。比较估算含锌率与设定值，对底流瓦斯泥特性进行控制调节，如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含锌率小于设定值，则这部分泥浆经处理后作为精矿粉就可以进入高炉；不然就自动调节水力旋流器的工况参数，降低厂内回用率，强化分离效果，使得底流中小颗粒的比例下降，直至达到可以进入高炉的标准为止；相反，如果这部分泥浆的估算含锌率远远低于设定标准，则可适当提高瓦斯泥厂内回用率。
权利要求
1.一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法，其特征在于整个方法由以下几个步骤组成第一步用一种以混流器为主体的可自动测控激光测粒仪的遮光率OB值的装置实现激光测粒仪实时在线测量颗粒粒径分布，特别是旋流器底流的颗粒粒径分布；首先取样测量遮光率OB值，理想测试状态的OB值有一个上限和下限，如果初始的OB值大于上限，则开大混流器水阀，增大进水量；反之则关小水阀，减少进水量。当OB值合适时自动采集颗粒分布信息。当水阀关至最小值时(但不能为零即不能断流)，OB值仍然小于下限并不断下降，则停止采集，进行统计计算，特别是算出特征值Pv10×D32，Pv10为小于10微米以下颗粒的体积百分比，D32为索太尔直径，并输出结果，同时继续监测OB值直至满足进入下一测量周期的条件；第二步根据底流颗粒测量结果，估算含锌率；含锌率可用下式估算Hzn＝a(Pv10×D32)3+b(Pv10×D32)2+c(Pv10×D32)+d其中a、b、c、d值由实测的底流含锌率Hzn和底流特征值Pv10×D32的历史数据回归得到，历史数据只取最近2个月。第三步调节回用瓦斯泥特性；如果水力旋流器底流瓦斯泥的估算含锌率小于设定值，底流瓦斯泥可以进入高炉；不然就自动调节水力旋流器的工况参数，使得底流中小颗粒的比例下降，直至达到可以进入高炉的标准为止；相反，如果这部分泥浆的估算含锌率远远低于设定标准，则可适当提高瓦斯泥厂内回用率。
全文摘要
本发明公开了一种高炉瓦斯泥旋流脱锌后含锌率实时估测方法，旨在提供一种可实时监控底流高炉瓦斯泥含锌率和厂内回用率的测试调整方法，其整个方法由三个步骤组成首先用激光测粒仪测量颗粒粒径分布，特别是旋流器底流的颗粒粒径分布，并用一种以混流器为主体的可自动测控激光测粒仪的遮光率OB值的装置实现激光测粒仪的实时在线测量；然后根据颗粒测量结果，估算含锌率Hzn＝a(Pv
文档编号G01N21/17GK1601257SQ20041002554
公开日2005年3月30日 申请日期2004年6月28日 优先权日2004年6月28日
发明者章立新, 杨茉, 林宗虎, 郑刚, 耿丽萍, 殷俊, 顾建武 申请人:上海理工大学