一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，用于对物料传输装置上的物料进行取样并检测，包括：支撑装置，还包括：取料装置，传动装置，集料装置，检测装置，和卸料装置，传动装置，与支撑装置相连接，用于水平和/或竖直方向的传动；取料装置，与传动装置相连接，用于接取物料传输装置上的物料，并将该物料通过传动装置输送至集料装置中；集料装置，与支撑装置相连接，用于接收并储存传动装置输送的物料；检测装置，与集料装置相连接，用于对集料装置中的物料的氧化亚铁含量进行检测，得到检测结果，并进行结果输出；卸料装置，与检测装置相连接，用于检测完成后，将物料卸载至物料传输装置中。
【专利说明】
一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备
技术领域
[0001]本发明涉及冶金技术领域，具体地说，是涉及一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备。
【背景技术】
[0002]目前，钢铁厂在高炉炼铁生产时大量使用烧结矿作为主要原料，烧结矿是通过将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合或造球后在高温烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块获得。
[0003]烧结矿中氧化亚铁的含量是烧结生产的一项综合性指标，其含量与原料配比与烧结过程控制有直接关系。FeO是在熔融状态下高温产生的，FeO产生的越多需要的热量越多，因此烧结矿中FeO越高，燃料消耗会升高；同时它与烧结矿的转鼓强度、低温还原粉化率、还原性的相关性很大，是影响高炉炉况的一个重要参数。烧结矿中FeO的含量的准确、快速测定对指导烧结生产过程控制和提高高炉性能具有重要的意义。
[0004]现有技术中，测量或判断氧化亚铁含量的主要方法有以下几种:
[0005](I)烧结机尾直接观察法，即“看火”；
[0006](2)化学分析法(重铬酸法)；测量烧结废气检测法；
[0007](3)烧结矿氧化亚铁含量图像智能检测法；
[0008](4)运用径向基函数神经网络(RBFUN)法和模糊C均值聚类相结合的方法来适时预报烧结氧化亚铁含量。
[0009]但是，人工看火受到人为因素的影响，导致检测结果不稳定，且偏差大;化学分析法虽准确，但耗时长，与被测物料的适时性不够。不利于生产流程的自动化控制；测量烧结废气检测法，受到亚铁含量与废气温度的关系复杂性影响，不易测准；图像智能检测法在减轻人工劳动强度和测量结果准确性上有所提高，但是现场恶劣的环境不利于系统数据的采集;径向基函数神经网络(RBFUN)法和模糊C均值聚类相结合的方法，由于烧结的过程参数很多，而且都与亚铁含量相关，所以很难运用一般数学建模方法对亚铁含量进行预测。
[0010]因此，如何研发一种烧结矿氧化亚铁含量的在线检测设备，便成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0011]本发明所要解决的技术问题是提供一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，以解决无法实现的在结矿氧化亚铁含量的在线快速检测、重现性好、绿色环保、结果准确、成本低等问题。
[0012]为解决上述技术问题，本发明提供了一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，用于对物料传输装置上的物料进行取样并检测，包括:支撑装置，其特征在于，还包括:取料装置，传动装置，集料装置，检测装置，和卸料装置，其中，
[0013]所述传动装置，与所述支撑装置相连接，用于水平和/或竖直方向的传动；
[0014]所述取料装置，与所述传动装置相连接，用于接取所述物料传输装置上的物料，并将该物料通过所述传动装置输送至集料装置中；
[0015]所述集料装置，与所述支撑装置相连接，用于接收并储存所述传动装置输送的物料；
[0016]所述检测装置，与所述集料装置相连接，用于对所述集料装置中的物料的氧化亚铁含量进行检测，得到检测结果，并进行结果输出；
[0017]所述卸料装置，与所述检测装置相连接，用于检测完成后，将所述物料卸载至所述物料传输装置中。
[0018]进一步地，所述传动装置，包括:水平传动臂，竖直传动臂，用于提供传动动力的伺服电机，及用于控制所述水平传动臂和/或竖直传动臂的传动控制器。
[0019]进一步地，所述取料装置，包括:取料斗，及用于控制所述取料斗的动力电机，其中，
[0020]所述取料斗，设置于所述竖直传动臂的下端，且相对于所述竖直传动臂做定向旋转运动。
[0021 ]进一步地，所述取料装置，还包括:探料传感器，和/或第一定位传感器，其中，
[0022]所述探料传感器，设置于所述取料斗的端部，用于物料的感应；
[0023]所述第一定位传感器，设置于所述取料斗的侧面，用于根据预设的第一预定位对所述取料斗的定向旋转运动进行定位。
[0024]进一步地，所述集料装置，包括:集料斗，储料仓，及第二定位传感器，其中，
[0025]所述第二定位传感器，设置于所述储料仓中的第二预定位，用于对所述物料在所述储料仓中的位置进行感应，并将感应结果发送至所述检测装置。
[0026]进一步地，所述检测装置，包括:信号检测器，和信号处理器，其中，
[0027]所述信号检测器，用于采集物料的导磁率，得到磁信号，并将该磁信号转换为电流信号发送至信号处理器；
[0028]所述信号处理器，用于接收所述电流信号，并按照预定算法得出氧化亚铁含量值，然后将该含量值输出。
[0029]进一步地，所述信号检测器包括:空心电感线圈和信号放大器，其中，
[0030]所述空心电感线圈，与所述储料仓相连接，其包括:漆包线，和用于缠绕所述漆包线的中空线圈架；
[0031]所述中空线圈架，包括:中空筒，和设置于所述中空筒两端的支架。
[0032]进一步地，所述检测装置连接有显示装置，所述显示装置用于接收所述含量值，并进行输出显示。
[0033]进一步地，所述卸料装置，包括:卸料翻板阀，第三定位传感器，和卸料动力电机。
[0034]进一步地，所述支撑装置，包括:支撑柱，升降桅，和手摇柄。
[0035]与现有技术相比，本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，达到了如下效果:
[0036](I)利用氧化亚铁物质固有的磁化特性，磁化强度与氧化亚铁含量成一正比函数关系，建立烧结矿与导磁率的直接定量关系并做成氧化亚铁含量依据磁化率影响装置，从而实现烧结矿中氧化亚铁的快速测量；
[0037](2)设备安装方便，操作简单，目前已有的国外同类设备采用在筛分机上打洞，采用重力自由落体运动方式，安装非常困难，本发明的设备，在返矿皮带旁边，直接吊装即可，安装容易；
[0038](3)重现性好:取样量大，采用磁导系数法，无需要化学分析的专门人员操作完成，直接在现场返矿皮带上取样，无需制样，直接得出检测结果；
[0039](4)绿色环保:由于采用物理特性的测试原理方法，不存在化学分析的使用有毒有害的重铬酸钾等酸碱试剂和重金属环保污染，非常环保；
[0040](5)降低成本:大大的降低生产的成本，不仅节省了人力资源而且节省了材料成本；
[0041](6)在线实时检测:完成检测过程只需几秒钟，分析时间短，快捷方便，为烧结矿电炉生产的全过程自动化提供基础；
[0042](7)结果准确:化学分析方法中人为因素和环境因素对实验结果存在较大影响，本发明中不存在人为因素的影响，且温度等环境因素可人为控制，实验结果更加准确。
【附图说明】
[0043]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0044]图1为本发明实施例所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备的整体结构图；
[0045]图2为本发明实施例所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备的部分结构示意图；
[0046]图3为本发明实施例所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备的部分结构示意图；
[0047]图4为本发明实施例所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备的空心电感线圈的结构图；
[0048]图5为本发明实施例所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备的结构框图。
【具体实施方式】
[0049]以下将配合图式及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
[0050]实施例1
[0051]如图1所示，本实施例提供一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，用于对物料传输装置8上的物料进行取样并检测，包括:支撑装置I，其特征在于，还包括:取料装置2，传动装置3，集料装置4，和检测装置5，其中，
[0052]所述传动装置3，与所述支撑装置I相连接，用于水平和/或竖直方向的传动；
[0053]所述取料装置2，与所述传动装置3相连接，用于接取所述物料传输装置8上的物料，并将该物料通过所述传动装置3输送至集料装置4中；
[0054]所述集料装置4，与所述支撑装置I相连接，用于接收并储存所述传动装置3输送的物料；
[0055]所述检测装置5，与所述集料装置4相连接，用于对所述集料装置4中的物料的氧化亚铁含量进行检测，得到检测结果，并进行结果输出。
[0056]所述卸料装置7，与所述检测装置5相连接，用于检测完成后，将所述物料卸载至所述物料传输装置8中。
[0057]优选地，所述传动装置3，包括:水平传动臂310，竖直传动臂320，用于提供传动动力的伺服电机330，及用于控制所述水平传动臂310和/或竖直传动臂320的传动控制器340。
[0058]具体地，所述水平传动臂310与竖直传动臂320为垂直设置，本实施例中，优选所述水平传动臂310与竖直传动臂320通过分别设置于其内部的螺杆移动装置进行水平方向和竖直方向的传动，当然，本领域技术人员也可根据实际情况设置所述水平传动臂310与竖直传动臂320的移动方式，例如:通过滑轨移动，气压移动或其他移动方式，在此不再累述;所述传动控制器340优选为PLC控制器(Programmable Logic Controller)，用于实现对所述水平传动臂310与竖直传动臂320的控制。
[0059]优选地，所述取料装置2，包括:取料斗210，及用于控制所述取料斗210的动力电机220，其中，所述取料斗210，设置于所述竖直传动臂320的下端，且相对于所述竖直传动臂320做定向旋转运动。
[0060]具体地，所述取料斗210用于兜取所述物料传输装置8上的物料，所述定向旋转运动包括:当取到目标物料时，所述取料斗210相对于所述竖直传动臂320由第一位置转变为第二位置，然后开始物料传输，当物料传输至目标位置时，所述取料斗210相对于所述竖直传动臂320由第二位置转变为第三位置，然后进行放料，将物料放置所述集料装置4中。本实施例中，优选所述第一位置为所述取料斗210的开口与所述物料传输装置8上的物料传输方向平行，便于物料的兜取;优选所述第二位置为所述取料斗210的开口为竖直向上，以防物料在传输过程中掉落;优选所述第三位置为所述取料斗210的开口为竖直向下，便于物料的卸放;当然，本发明所述的定向旋转运动不仅限于以上所述，本领域技术人员可根据实际情况进行设置，在此不再累述。
[0061 ]优选地，所述取料装置2，还包括:探料传感器230，和/或第一定位传感器240，其中，所述探料传感器230，设置于所述取料斗210的端部，用于物料的感应;所述第一定位传感器240，设置于所述取料斗210的侧面，用于根据预设的第一预定位对所述取料斗210的定向旋转运动进行定位。
[0062]具体地，所述探料传感器230用于在所述取料斗210的取料过程中进行探料感应并发送相应信号，该相应信号包括但不限于:当所述取料斗210靠近物料时的感应信号，当取料斗210装满物料时的感应信号，和/或所述取料斗210中无物料时的感应信号;所述第一预定位，包括但不限于:所述取料斗210的开口与所述物料传输装置8上的物料传输方向平行位置，所述取料斗210的开口竖直向下，和所述取料斗210的开口竖直向上。所述第一定位传感器240与所述第一预定位匹配设置，本实施例中，优选所述第一定位传感器240为三个，其分别为取料斗开口水平传感器，取料斗开口竖直向上传感器，和取料斗开口竖直向下传感器。
[0063]优选地，所述集料装置4，包括:集料斗410，储料仓420，及第二定位传感器430，其中，所述第二定位传感器430，设置于所述储料仓420中的第二预定位，用于对所述物料在所述储料仓420中的位置进行感应，并将感应结果发送至所述检测装置5。
[0064]具体地，所述集料斗410与所述储料仓420依次连接，且所述集料斗410的开口竖直向上，用于接收所述取料斗210在目标位置卸下的物料，该物料通过所述集料斗410流向所述储料仓420，当物料在所述储料仓420中积蓄到第二预定位时，触发所述第二定位传感器430，此时，所述第二定位传感器430将信号发送至所述检测装置5，开始检测。
[0065]优选地，所述检测装置5，包括:信号检测器510，和信号处理器520，其中，所述信号检测器510，用于采集物料的导磁率，得到磁信号，并将该磁信号转换为电流信号发送至信号处理器520;所述信号处理器520，用于接收所述电流信号，并按照预定算法得出氧化亚铁含量值，然后将该含量值输出。
[0066]优选地，所述信号检测器510包括:相连接的空心电感线圈511和信号放大器，其中，所述空心电感线圈511，与所述储料仓420相连接，其包括:漆包线512，和用于缠绕所述漆包线的中空线圈架513;所述中空线圈架513，包括:中空筒514，和设置于所述中空筒514两端的支架515(请参照图4)。
[0067]具体地，所述空心电感线圈511，可以与所述储料仓420的下端相连通，也可以设置于所述储料仓420内部，当物料依次通过所述储料仓420和空心电感线圈511;所述空心电感线圈511为空心的电感线圈，其由漆包线缠绕在一个中空线圈架制成;所述中空线圈架513，包括:中空筒514，和设置于所述中空筒514两端的支架515;所述中空筒514为内部设有空腔的筒状或柱状结构，优选其为非金属的无磁性材料制成，例如:塑料、尼龙、陶瓷等材质，避免磁性物质影响测量结果;所述中空筒514的两端分别设置有支架515，所述支架515为设置于所述中空筒514两端外侧的凸起结构，用于将所述漆包线进行隔离，避免设备的其他连接部件对所述空心电感线圈511的干扰，使其他部件处于电感线圈磁力线的范围外，避免检测过程和检测结果的外界干扰因素，提高检测结果的准确性。
[0068]实际应用中，当物料由所述储料仓420进入所述空心电感线圈511中时，物料阻挡住线圈的磁力线，会产生一个导磁率，所述空心电感线圈511用于将该导磁率转换为电感信号，并经过信号放大器将电感信号转换为电流信号输出，该电流信号发送至所述信号处理器520;所述的信号放大器用于将电感信号放大，并转换为稳定的4mA?20mA的电流信号，便于信号处理器使用。所述信号处理器520，优选为单片机，用于接收所述电流信号，并按照预定算法得出氧化亚铁含量值，然后将该含量值输出。
[0069]进一步地，所述预定算法为根据保存导磁率的满度信号和零位信号之间的线性关系，并经过磁性指数和氧化亚铁的含量的线性关系，得到实时变化信号的氧化亚铁含量值。
[0070](I)Imax-----满度电流信号；
[0071](2)10-----零位电流信号；
[0072](3)1------适时检测信号；
[0073](4)CZ-----磁性指数;
[0074](5)Fe0-----亚铁含量；
[0075](6)A，B------常用系数，(通过2组样品料的比对，计算得出)；
[0076](7)Cmax-----满度时磁性指数(由实验室化学方法得到的满度标准棒测出)；
[0077](S)CO——零位时的磁性指数(由实验室化学方法得到的零度标准棒测出)；
[0078](9)根据磁性指数的线性公式(CZ-C0)/(1-10) = (CmaX-C0)/(ImaX-10);
[0079 ] (10)氧化亚铁含量同磁性指数的线性公式FeO = CZ*A+B;
[0080](11)计算结果一送显示人机界面显示，二输出至外部接口，三保存为历史数据备查。
[0081]优选地，所述检测装置5连接有显示装置6，所述显示装置6用于接收所述含量值，并进行输出显示。
[0082]具体地，所述显示装置6包括:显示屏或设有显示屏的电脑。进一步地，所述显示屏可以为LED显示屏(Liquid Crystal Display)，液晶显示屏，触摸显示屏，或其他任意显示屏，在此不再累述。
[0083]优选地，所述卸料装置7，包括:卸料翻板阀710，第三定位传感器720，和卸料动力电机730。
[0084]具体地，所述卸料装置7与所述检测装置5相连接，其可以设置于所述检测装置5的下端，当其闭合时，所述集料装置4与所述检测装置5形成上端开口，中空，下端闭合的结构，用于集料和/或检测，当其开启时，所述集料装置4与所述检测装置5形成上端开口，中空，下端开口的结构，用于卸料;在使用中，所述卸料装置7根据所述含量值的输出信号，启动卸料程序，通过卸料动力电机730和第三定位传感器720配合，完成卸料翻板阀710的开合，使所述物料卸放至所述物料传输装置8上，实现物料的回收利用。
[0085]优选地，所述支撑装置I，包括:支撑柱110，升降桅120，和手摇柄130。
[0086]具体地，所述升降桅120嵌套于所述支撑柱110的上端，且相对于所述支撑柱110做竖直方向的运动，用于控制所述水平传动臂310的高度。本实施例中，优选升降桅120与支撑柱110通过分别设置于其内部的螺杆移动装置进行竖直方向的运动，当然，也可以为滑轨运动，气压运动或其他移动方式，在此不再累述。进一步地，本实施例中，优选所述升降桅120的升降运动通过手摇柄130进行控制，当然也可以设置为自动电气控制或其他形式的开关控制，在此不再累述。
[0087]在实际应用中，由于氧化亚铁高低对应磁化率变化，在几何体积、密度一定的情况下，对空心电感线圈的磁通量干扰情况取决于氧化亚铁含量变化。电感线圈的电感变化，通过信号放大器转换为电流信号，送入到信号处理器，并根据相应磁性指数线性算法和磁性指数同氧化亚铁的线性关系，推算出待测烧结矿样品中氧化亚铁浓度。
[0088]在使用中，目标物料为放置于物料传输装置8上的烧结矿，优选所述物料传输装置8为返矿皮带，所述取料装置2通过取料斗210从返矿皮带上抓取样品料，经过传动装置3将样品料传送到所述集料装置4，进入所述储料仓420，经过所述储料仓420后流经所述信号检测器510的采集信号后，经过所述信号处理器520处理得到FeO含量后，再经过所述卸料装置7后送回到烧结矿的返矿皮带上。
[0089]与现有技术相比，本发明提供的一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，达到了如下效果:
[0090](I)利用氧化亚铁物质固有的磁化特性，磁化强度与氧化亚铁含量成一正比函数关系，建立烧结矿与导磁率的直接定量关系并做成氧化亚铁含量依据磁化率影响装置，从而实现烧结矿中氧化亚铁的快速测量；
[0091](2)设备安装方便，操作简单，目前已有的国外同类设备采用在筛分机上打洞，采用重力自由落体运动方式，安装非常困难，本发明的设备，在返矿皮带旁边，直接吊装即可，安装容易；
[0092](3)重现性好:取样量大，采用磁导系数法，无需要化学分析的专门人员操作完成，直接在现场返矿皮带上取样，无需制样，直接得出检测结果；
[0093](4)绿色环保:由于采用物理特性的测试原理方法，不存在化学分析的使用有毒有害的重铬酸钾等酸碱试剂和重金属环保污染，非常环保；
[0094](5)降低成本:大大的降低生产的成本，不仅节省了人力资源而且节省了材料成本；
[0095](6)在线实时检测:完成检测过程只需几秒钟，分析时间短，快捷方便，为烧结矿电炉生产的全过程自动化提供基础；
[0096](7)结果准确:化学分析方法中人为因素和环境因素对实验结果存在较大影响，本发明中不存在人为因素的影响，且温度等环境因素可人为控制，实验结果更加准确。
[0097]上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种烧结矿氧化亚铁含量检测设备，用于对物料传输装置上的物料进行取样并检测，包括:支撑装置，其特征在于，还包括:取料装置，传动装置，集料装置，检测装置，和卸料装置，其中， 所述传动装置，与所述支撑装置相连接，用于水平和/或竖直方向的传动； 所述取料装置，与所述传动装置相连接，用于接取所述物料传输装置上的物料，并将该物料通过所述传动装置输送至集料装置中； 所述集料装置，与所述支撑装置相连接，用于接收并储存所述传动装置输送的物料； 所述检测装置，与所述集料装置相连接，用于对所述集料装置中的物料的氧化亚铁含量进行检测，得到检测结果，并进行结果输出； 所述卸料装置，与所述检测装置相连接，用于检测完成后，将所述物料卸载至所述物料传输装置中。2.根据权利要求1所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述传动装置，包括:水平传动臂，竖直传动臂，用于提供传动动力的伺服电机，及用于控制所述水平传动臂和/或竖直传动臂的传动控制器。3.根据权利要求2所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述取料装置，包括:取料斗，及用于控制所述取料斗的动力电机，其中， 所述取料斗，设置于所述竖直传动臂的下端，且相对于所述竖直传动臂做定向旋转运动。4.根据权利要求3所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述取料装置，还包括:探料传感器，和/或第一定位传感器，其中， 所述探料传感器，设置于所述取料斗的端部，用于物料的感应； 所述第一定位传感器，设置于所述取料斗的侧面，用于根据预设的第一预定位对所述取料斗的定向旋转运动进行定位。5.根据权利要求1所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述集料装置，包括:集料斗，储料仓，及第二定位传感器，其中， 所述第二定位传感器，设置于所述储料仓中的第二预定位，用于对所述物料在所述储料仓中的位置进行感应，并将感应结果发送至所述检测装置。6.根据权利要求1所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述检测装置，包括:信号检测器，和信号处理器，其中， 所述信号检测器，用于采集物料的导磁率，得到磁信号，并将该磁信号转换为电流信号发送至信号处理器； 所述信号处理器，用于接收所述电流信号，并按照预定算法得出氧化亚铁含量值，然后将该含量值输出。7.根据权利要求6所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述信号检测器包括:空心电感线圈和信号放大器，其中， 所述空心电感线圈，与所述储料仓相连接，其包括:漆包线，和用于缠绕所述漆包线的中空线圈架； 所述中空线圈架，包括:中空筒，和设置于所述中空筒两端的支架。8.根据权利要求6所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述检测装置连接有显示装置，所述显示装置用于接收所述含量值，并进行输出显示。9.根据权利要求8所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述卸料装置，包括:卸料翻板阀，第三定位传感器，和卸料动力电机。10.根据权利要求1所述的烧结矿氧化亚铁含量检测设备，其特征在于，所述支撑装置，包括:支撑柱，升降桅，和手摇柄。
【文档编号】G01N27/72GK106066361SQ201610397368
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月7日 公开号201610397368.5, CN 106066361 A, CN 106066361A, CN 201610397368, CN-A-106066361, CN106066361 A, CN106066361A, CN201610397368, CN201610397368.5
【发明人】范清云
【申请人】北京顺泰克科技有限公司