专利名称：一种烧结终点预测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种烧结终点预测方法及系统。
技术背景
在钢铁冶炼技术中，烧结过程是一道很重要的工序。参见
图1，该工序涉及混合矿槽1、布料器2、烧结台车3、烧结风箱4、以及点火炉5。混合矿槽1中的混合料经布料器2， 铺于带式烧结机的烧结台车3上。通过点火炉5点火和烧结风箱4的负压抽风，预先混合在混合料中的焦粉燃烧，产生的热量使混合料部分熔融(或半熔融)，焙烧成块。随着烧结台车3向前移动，混合料料层自上而下逐渐烧透，并形成烧结矿。烧结终了的烧结矿由烧结台车3的尾部落下至冷却机。
图1所示的烧结工艺中，烧结过程中烧结状态直接影响到烧结矿的质量、产量、生产率、能耗以及工艺成本，是烧结工艺过程的重要指标。由烧结工艺可知，烧结状态可以通过烧结终点(BTP，Burning Through Point)的相关参数来反映。其中，烧结终点BTP用混合料层烧透时对应的风箱位置标识。
通常，实际生产是通过对烧结终点位置的调整来实现对烧结状态的控制，但是，由于烧结生产具有较大的时滞性和动态时变性，常规的烧结终点控制很难取得满意的效果。 因此，现有技术中一般通过事先对烧结终点状态进行预测与判断，并提前采取相应措施来实现对烧结终点的控制。
在实际生产过程中，烧结终点的预测技术五花八门，比较具有代表性的有烧结废气温度拐点预测技术、废气温度上升点(BRP)预测技术、废气温度上升段预测技术等。在烧结用料、混合料水分、点火及布料等烧结条件相对稳定时，前述烧结终点的预测技术在一定程度上是能够满足对烧结终点控制需要的，也能够达到控制效果。
但是在实际生产中，很难保证混合料特性和混合料布料的稳定。而混合料的变化， 都会使混合料的烧结终点发生变化，而现有技术中的烧结终点预测方法很难适应烧结条件变化，烧结终点的预测准确性低。发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种烧结终点预测方法及系统，能够提高烧结终点的预测准确性。
为此，本发明实施例采用如下技术方案
本发明实施例提供一种烧结终点预测方法，对应于烧结机台车上的混合料，分别设置N个预设温度对应的数据跟踪队列；N为大于1的整数；该方法还包括
检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线；
根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列；
从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列；
根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值IVp PKE ；所述上升区域是指该有效数据跟踪队列的预设温度值所属的上升区域。
对于每一预设温度，采用以下方式设置该预设温度对应的数据跟踪队列
沿烧结机台车传送方向将台车上的混合料划分成混合料块；
每个混合料块与一数据块对应，所述数据块按照混合料块在烧结机台车上的顺序排列，构成数据跟踪队列；所述数据跟踪队列的移动方向与烧结机台车的传送方向相同、移动速度与烧结机台车的传送速度相匹配。
根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列包括
根据检测得到的所述废气温度曲线，分别计算N个预设温度值对应的风箱位置值以及实际烧结终点对应的风箱位置值；
根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列。
数据根据队列中的数据块包含风箱位置参数Ypke和实际烧结终点I3btp ；根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列包括
对于每一预设温度值对应的数据跟踪队列，在数据跟踪队列的头部新建一数据块，风箱位置参数Ypke = 0、实际烧结终点Pbtp = 0 ；
根据该预设温度值对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的风箱位置参数Yppe修正为该风箱位置值；
根据实际烧结终点对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的实际烧结终点I3btp修正为该风箱位置值；
将数据跟踪队列尾部的数据块丢弃。
从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列包括
对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块；根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；
从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；所述满足第一预设条件的跟踪队列是指处于该预设温度值所属上升区域内的、风箱位置参数Ypke > 0的数据块的比率高于第一预设比率阈值，且，处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > 0且实际烧结终点I^btp > 0的数据块的比率高于第二预设比率阈值的数据跟踪队列。
根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块包括根据该预设温度值对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第一数量个数据块作为处于该预设温度值所属上升区域的数据块；
根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块包括根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第二数量个数据块作为处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；
从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列包括
从处于中间的预设温度值的数据跟踪队列开始，判断处于中间的预设温度值的数7据跟踪队列是否满足第一预设条件，如果满足，则确定处于中间的预设温度值的数据跟踪队列为有效跟踪队列；否则，
根据当前烧结机烧结废气温度曲线确定温度上升点，判断该温度上升点低于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；
判断该温度上升点高于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列。
根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值包括
根据处于该温度值所属上升区域数据块的风箱位置参数计算得到第一风箱位置参数平均值根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据块的风箱位置参数5计算得到第二风箱位置参数平均值ζ:.根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据5块的实际烧结终点计算实际烧结终点平均值‘ ·根据计算得到的平均值，利用公式5PBTP_PRE =P^p +k* ()计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值Pbtp toe ；k为比例系数，取值为0 1。
所述第一风箱位置参数平均值匸等于，处于温度值所属上升区域内的、风箱位置参数Ypke > 0的所有数据块的风箱位置参数Ypke的平均值；所述第二风箱位置参数平均值ζ:等于，处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > 0且实际烧结终点 Pbtp > 0的所有数据块的风箱位置参数Ypke的平均值；所述实际烧结终点平均值‘等于， 处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > O且实际烧结终点Pbtp > 0的所有数据块的实际烧结终点I3btp的平均值。
检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线包括
检测每个风箱上方的废气温度值；
根据检测得到的废气温度值作最小二乘曲线拟合，绘制废气温度曲线。
本发明实施例提供一种烧结终点预测系统，该系统包括
设置单元，用于对应于烧结机台车上的混合料，分别设置N个预设温度对应的数据跟踪队列；N为大于1的整数；
检测单元，用于检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线；
更新单元，用于根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列；
选择单元，用于从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列；
计算单元，用于根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值Ι\ΤΡ—ΡΚΕ ；所述上升区域是指该有效数据跟踪队列的预设温度值所属的上升区域。
对于每一预设温度，设置单元采用以下方式设置该预设温度对应的数据跟踪队列
沿烧结机台车传送方向将台车上的混合料划分成混合料块；
每个混合料块与一数据块对应，所述数据块按照混合料块在烧结机台车上的顺序排列，构成数据跟踪队列；所述数据跟踪队列的移动方向与烧结机台车的传送方向相同、移动速度与烧结机台车的传送速度相匹配。
更新单元包括
计算子单元，用于根据检测得到的所述废气温度曲线，分别计算N个预设温度值对应的风箱位置值以及实际烧结终点对应的风箱位置值；
更新子单元，用于根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列。
数据根据队列中的数据块包含风箱位置参数Ypke和实际烧结终点I3btp ；更新子单元具体用于
对于每一预设温度值对应的数据跟踪队列，在数据跟踪队列的头部新建一数据块，风箱位置参数Ypke = 0、实际烧结终点Pbtp = 0 ；
根据该预设温度值对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的风箱位置参数Ypke修正为该风箱位置值；
根据实际烧结终点对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的实际烧结终点I3btp修正为该风箱位置值；
将数据跟踪队列尾部的数据块丢弃。
选择单元包括
第一确定子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块；
第二确定子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；
查找子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；所述满足第一预设条件的跟踪队列是指处于该预设温度值所属上升区域内的、风箱位置参数Ypke > 0的数据块的比率高于第一预设比率阈值，且，处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > 0且实际烧结终点Pbtp > 0的数据块的比率高于第二预设比率阈值的数据跟踪队列。
第一确定子单元具体用于根据该预设温度值对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第一数量个数据块作为处于该预设温度值所属上升区域的数据块；
第二确定子单元具体用于根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第二数量个数据块作为处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；
查找子单元具体用于
从处于中间的预设温度值的数据跟踪队列开始，判断处于中间的预设温度值的数据跟踪队列是否满足第一预设条件，如果满足，则确定处于中间的预设温度值的数据跟踪队列为有效跟踪队列；否则，
根据当前烧结机烧结废气温度曲线确定温度上升点，判断该温度上升点低于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；
判断该温度上升点高于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列。
计算单元具体用于
根据处于该温度值所属上升区域数据块的风箱位置参数计算得到第一风箱位置参数平均值匸·根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据块的风箱位置参数5计算得到第二风箱位置参数平均值ζ:.根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据5块的实际烧结终点计算实际烧结终点平均值‘；根据计算得到的平均值，利用公式
权利要求
1.一种烧结终点预测方法，其特征在于，对应于烧结机台车上的混合料，分别设置N个预设温度对应的数据跟踪队列；N为大于1的整数；该方法还包括检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线；根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列； 从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列； 根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值IVP—PKE ；所述上升区域是指该有效数据跟踪队列的预设温度值所属的上升区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每一预设温度，采用以下方式设置该预设温度对应的数据跟踪队列沿烧结机台车传送方向将台车上的混合料划分成混合料块；每个混合料块与一数据块对应，所述数据块按照混合料块在烧结机台车上的顺序排列，构成数据跟踪队列；所述数据跟踪队列的移动方向与烧结机台车的传送方向相同、移动速度与烧结机台车的传送速度相匹配。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据检测得到的所述废气温度曲线，更新 N个预设温度对应的数据跟踪队列包括根据检测得到的所述废气温度曲线，分别计算N个预设温度值对应的风箱位置值以及实际烧结终点对应的风箱位置值；根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，数据根据队列中的数据块包含风箱位置参数\皿和实际烧结终点Pbtp ；根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列包括对于每一预设温度值对应的数据跟踪队列，在数据跟踪队列的头部新建一数据块，风箱位置参数Ypke = 0、实际烧结终点Pbtp = 0 ；根据该预设温度值对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的风箱位置参数Ypke修正为该风箱位置值；根据实际烧结终点对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的实际烧结终点IVp修正为该风箱位置值； 将数据跟踪队列尾部的数据块丢弃。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列包括对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块；根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；所述满足第一预设条件的跟踪队列是指处于该预设温度值所属上升区域内的、风箱位置参数Ypke > 0的数据块的比率高于第一预设比率阈值，且，处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > 0且实际烧结终点I\TP > 0的数据块的比率高于第二预设比率阈值的数据跟踪队列。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块包括根据该预设温度值对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第一数量个数据块作为处于该预设温度值所属上升区域的数据块；根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块包括根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第二数量个数据块作为处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列包括从处于中间的预设温度值的数据跟踪队列开始，判断处于中间的预设温度值的数据跟踪队列是否满足第一预设条件，如果满足，则确定处于中间的预设温度值的数据跟踪队列为有效跟踪队列；否则，根据当前烧结机烧结废气温度曲线确定温度上升点，判断该温度上升点低于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；判断该温度上升点高于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值包括根据处于该温度值所属上升区域数据块的风箱位置参数计算得到第一风箱位置参数平均值
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一风箱位置参数平均值
9.根据权利要求1至8任一项所述的控制方法，其特征在于，检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线包括检测每个风箱上方的废气温度值；根据检测得到的废气温度值作最小二乘曲线拟合，绘制废气温度曲线。
10.一种烧结终点预测系统，其特征在于，该系统包括设置单元，用于对应于烧结机台车上的混合料，分别设置N个预设温度对应的数据跟踪队列；N为大于1的整数；检测单元，用于检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线；更新单元，用于根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列；选择单元，用于从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列；计算单元，用于根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值 Pbtp—pke;所述上升区域是指该有效数据跟踪队列的预设温度值所属的上升区域。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，对于每一预设温度，设置单元采用以下方式设置该预设温度对应的数据跟踪队列沿烧结机台车传送方向将台车上的混合料划分成混合料块；每个混合料块与一数据块对应，所述数据块按照混合料块在烧结机台车上的顺序排列，构成数据跟踪队列；所述数据跟踪队列的移动方向与烧结机台车的传送方向相同、移动速度与烧结机台车的传送速度相匹配。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，更新单元包括计算子单元，用于根据检测得到的所述废气温度曲线，分别计算N个预设温度值对应的风箱位置值以及实际烧结终点对应的风箱位置值；更新子单元，用于根据计算得到的风箱位置值更新N个预设温度值对应的数据跟踪队列。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，数据根据队列中的数据块包含风箱位置参数Ypke和实际烧结终点I3btp ；更新子单元具体用于对于每一预设温度值对应的数据跟踪队列，在数据跟踪队列的头部新建一数据块，风箱位置参数Ypke = 0、实际烧结终点Pbtp = 0 ；根据该预设温度值对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的风箱位置参数Ypke修正为该风箱位置值；根据实际烧结终点对应的风箱位置值，将数据跟踪队列中该风箱位置值对应数据块的实际烧结终点IVp修正为该风箱位置值； 将数据跟踪队列尾部的数据块丢弃。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，选择单元包括第一确定子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据该预设温度值对应的风箱位置值确定处于该预设温度值所属上升区域的数据块；第二确定子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；查找子单元，用于对于每个预设温度值对应的数据跟踪队列，从一预设温度值的数据跟踪队列开始按照预设顺序，查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；所述满足第一预设条件的跟踪队列是指处于该预设温度值所属上升区域内的、风箱位置参数Ypke > 0的数据块的比率高于第一预设比率阈值，且，处于实际烧结终点所属烧透区域内的、风箱位置参数Ypke > 0且实际烧结终点Pbtp > 0的数据块的比率高于第二预设比率阈值的数据跟踪队列。
15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，第一确定子单元具体用于根据该预设温度值对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第一数量个数据块作为处于该预设温度值所属上升区域的数据块；第二确定子单元具体用于根据实际烧结终点对应的风箱位置值确定该风箱位置值对应的数据块，将该数据块前后的预设第二数量个数据块作为处于该实际烧结终点所属烧透区域的数据块；查找子单元具体用于从处于中间的预设温度值的数据跟踪队列开始，判断处于中间的预设温度值的数据跟踪队列是否满足第一预设条件，如果满足，则确定处于中间的预设温度值的数据跟踪队列为有效跟踪队列；否则，根据当前烧结机烧结废气温度曲线确定温度上升点，判断该温度上升点低于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列；判断该温度上升点高于所述处于中间的预设温度值时，按照先查找比所述处于中间的预设温度值高的预设温度值对应的数据跟踪队列、再查找比所述处于中间的预设温度值低的预设温度值对应的数据跟踪队列的顺序查找得到满足第一预设条件的数据跟踪队列。
16.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，计算单元具体用于根据处于该温度值所属上升区域数据块的风箱位置参数计算得到第一风箱位置参数平均值匸；根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据块的风箱位置参数计算得到第二风箱位置参数平均值ζ:.根据处于该实际烧结终点所属烧透区域数据块的实际烧结终点
17.根据权利要求10至16任一项所述的系统，其特征在于，检测单元包括 检测子单元，用于检测每个风箱上方的废气温度值；绘制子单元，用于根据检测得到的废气温度值作最小二乘曲线拟合，绘制废气温度曲线。
全文摘要
本发明公开了一种烧结终点预测方法及系统，该方法中，对应于烧结机台车上的混合料，分别设置N个预设温度对应的数据跟踪队列；N为大于1的整数；该方法还包括检测得到当前烧结机烧结废气温度曲线；根据检测得到的所述废气温度曲线，更新N个预设温度对应的数据跟踪队列；从更新后的数据跟踪队列中选择一个数据跟踪队列作为有效数据跟踪队列；根据有效数据跟踪队列计算处于上升区域的混合料的烧结终点预测值PBTP_PRE；所述上升区域是指该有效数据跟踪队列的预设温度值所属的上升区域。本申请能够提高烧结终点预测的准确性。
文档编号G05B13/04GK102540889SQ20111045660
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者丁勇, 刘跃辉, 王付其, 陈猛胜 申请人:中冶长天国际工程有限责任公司