專利名稱：調(diào)節(jié)豎爐的加料工序中的爐料的流速的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及豎爐(特別是鼓風(fēng)爐)的加料工序。更具體地，本發(fā)明涉及一種使用流量控制閥來(lái)調(diào)節(jié)從頂部料斗進(jìn)入到爐中的爐料(charge material)的流速的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，除了物料的適當(dāng)裝載以外，爐料在鼓風(fēng)爐中的幾何分布對(duì)熱金屬生產(chǎn)工序具有決定性的影響，因?yàn)槌藙e的以外其決定了氣體分布?？紤]到最佳工序，為了實(shí)現(xiàn)期望的分布剖面，兩個(gè)基本方面是重要的。首先，為了實(shí)現(xiàn)期望的圖案，將物料引導(dǎo)至料線 (stock line)上的適當(dāng)幾何軌跡，典型地，是一系列閉合同心環(huán)或螺旋線。第二，將每單位面積的適當(dāng)量的爐料加載到上述圖案上。關(guān)于第一方面，能使用裝配有布料槽的頂部加料設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)幾何上目標(biāo)明確的分布，上述布料槽可圍繞爐的軸線旋轉(zhuǎn)，并可圍繞與上述旋轉(zhuǎn)軸線垂直的軸線樞轉(zhuǎn)。在最近幾十年中，已發(fā)現(xiàn)這類通常被稱作無(wú)種爐頂(BELL LESS TOP )的加料設(shè)備廣泛地應(yīng)用于整個(gè)工業(yè)中，除了別的以外，因?yàn)槠湓试S通過(guò)槽的旋轉(zhuǎn)角和樞轉(zhuǎn)角的適當(dāng)調(diào)節(jié)來(lái)將爐料精確地引導(dǎo)至料線的任何位置。在授予PAUL WURTH的美國(guó)專利No. 3，693，812中公開(kāi)了這種加料設(shè)備的一個(gè)早期的實(shí)例。在實(shí)踐中，使用這類設(shè)備來(lái)借助于布料槽將循環(huán)重現(xiàn)的多批次爐料的序列卸載到爐中。典型地，從布置在槽的爐頂上游處的一個(gè)或多個(gè)頂部料斗(也被叫做料斗)為布料槽供料，上述料斗為每批爐料提供中間存儲(chǔ)并用作爐氣關(guān)閉器門(mén)?？紤]到第二方面，S卩，控制每單位面積的加料量，上述類型的加料設(shè)備通常裝配有用于每個(gè)頂部料斗的相應(yīng)的流量控制閥(也被叫做料門(mén)(material gate))，例如，根據(jù)美國(guó)專利No. 4，074，835。使用流量控制閥來(lái)調(diào)節(jié)經(jīng)由布料槽從相應(yīng)的料斗卸載到爐中的爐料的流速，以借助于可變的閥開(kāi)度(opening)來(lái)獲得每單位面積的適當(dāng)量的爐料。流速調(diào)節(jié)通常旨在于期望的圖案上獲得沿直徑對(duì)稱的且沿圓周均勻的重量分布， 這典型地需要恒定的流速。另一重要目的在于，使分批卸載的終止相對(duì)于由布料槽描繪的圖案的終止同步。否則，料斗可能在槽到達(dá)圖案的終止之前已排空(下沖)，或者，可能在槽已完全描繪出圖案之后仍留有待卸載的物料(過(guò)沖)。日本專利申請(qǐng)JP 04 198412、JP 56 047506及JP 59 229407提出了旨在避免下沖或過(guò)沖的方法。在這些方法的每個(gè)中，在指定批次爐料的卸載過(guò)程中，固定流量控制閥的閥開(kāi)度，但是，如果已出現(xiàn)過(guò)沖或下沖，則對(duì)后一卸載進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。作為重新調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的一種可替代方式，JP 56 047506還建議，在維持不變的閥開(kāi)度的同時(shí)，改變布料槽的轉(zhuǎn)速。如將理解的，盡管設(shè)法解決下沖或過(guò)沖的問(wèn)題，但在JP 04 198412.JP 56 047506及JP 59 229407中提出的方法并不能確保期望的圖案上的沿圓周均勻的重量分布所需的恒定的流速。事實(shí)上，當(dāng)在指定批次爐料的卸載過(guò)程中保持閥開(kāi)度恒定時(shí)，除了別的以外，由于留在料斗中的剩余質(zhì)量減小，因此流速在卸載過(guò)程中不可避免地改變。在其它已知的方法中，因此，閥開(kāi)度在指定批次爐料的卸載時(shí)間過(guò)程中改變。在一個(gè)典型的這類方法中，將流量控制閥初始地設(shè)置在預(yù)定的“平均”位置，即，與平均流速相對(duì)應(yīng)的“平均”閥開(kāi)度。在實(shí)踐中，根據(jù)儲(chǔ)存在相應(yīng)的頂部料斗中的這批爐料的初始體積及布料槽完全描繪期望的圖案所需的時(shí)間來(lái)確定平均流速。通常，相對(duì)應(yīng)的閥開(kāi)度從關(guān)于不同類型的物料的一組預(yù)定理論閥特性中的一個(gè)得出，特別是從畫(huà)出了流速與關(guān)于不同類型的物料的閥開(kāi)度的曲線得出。例如，如在歐洲專利EP 0 204 935中所論述的，可通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得關(guān)于指定類型的物料及指定閥的閥特性。EPO 204 935提出了在一批爐料的卸載過(guò)程中根據(jù)所監(jiān)測(cè)的卸載頂部料斗時(shí)的爐料的剩余重量或重量變化借助于“在線”反饋控制來(lái)調(diào)節(jié)流速。與更早期的美國(guó)專利No. 4，074，816及3，929，240相反，EP 0 204 935提出了這樣一種方法該方法以預(yù)定的平均閥開(kāi)度開(kāi)始，在流速不足的情況下增大閥開(kāi)度，但是在流速過(guò)大的情況下并不減小閥開(kāi)度。EP 0 204 935還提出了根據(jù)從前一加料獲得的結(jié)果來(lái)更新表示閥位置的數(shù)據(jù)，上述閥位置是確保特定類型的物料的一定輸出(即，關(guān)于特定類型的物料的閥特性)所需要的。日本專利申請(qǐng)JP 2005 206848公開(kāi)了另一種在一批爐料的卸載時(shí)間過(guò)程中的閥開(kāi)度的“在線”反饋控制的方法。根據(jù)JP 2005 206848，借助于“動(dòng)態(tài)控制”來(lái)重新調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，上述“動(dòng)態(tài)控制”以離散的步驟或間隔而采用整體的且均衡的控制動(dòng)作。每個(gè)間隔與旋轉(zhuǎn)布料槽在卸載過(guò)程中的一次完整旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)。在卸載過(guò)程中，這種在線“動(dòng)態(tài)控制”根據(jù)待卸載的剩余重量及剩余卸載時(shí)間重新調(diào)節(jié)后一間隔的閥開(kāi)度。另外，JP 2005 206848 提出了應(yīng)用兩種計(jì)算(“前饋”校正及“反饋”校正)來(lái)更精確地確定第一卸載間隔(即第一槽旋轉(zhuǎn))所需的初始閥開(kāi)度。歐洲專利EP 0 488 318公開(kāi)了另一種借助于流量控制閥的開(kāi)啟程度的實(shí)時(shí)控制的流速調(diào)節(jié)的方法，并且還建議了與上述閥特性類似地根據(jù)不同類型的材料采用代表了開(kāi)啟程度與流速之間的關(guān)系的表?？紤]到實(shí)現(xiàn)更均勻的氣流分布，EP 0 488 318提出了一種旨在于卸載過(guò)程中獲得流速與(平均)粒徑的恒定比值的方法。目前，根據(jù)EP 0 204 935的“在線”流量調(diào)節(jié)的實(shí)踐是普遍的。盡管其在沿圓周均勻的重量分布方面明顯是有利的，但是，此方法仍留有改進(jìn)空間。例如，并不認(rèn)為其足以適應(yīng)于更多種類的批次特性，例如，適應(yīng)于由不同爐料的混合物組成的各批次，或者適應(yīng)于頂部加料設(shè)備的更多種類的工作條件。此外，已知的“在線”反饋控制的方法(例如根據(jù)EP 0 204 935或JP 2005 206848)需要對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行精確的選擇和調(diào)整(tune)，以獲得良好的結(jié)果。技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的第一目的是提供調(diào)節(jié)豎爐加料時(shí)的爐料的流速的簡(jiǎn)化方法及簡(jiǎn)化系統(tǒng)。此目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法及根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)豎爐(特別是鼓風(fēng)爐)的加料工序中的爐料的流速的方法。 這種加料工序典型地涉及多個(gè)批次的爐料的循環(huán)連續(xù)，其形成加料循環(huán)，并使用流量控制閥從頂部料斗卸載到爐中。如將理解的，因此，一個(gè)批次代表將在構(gòu)成加料循環(huán)的幾個(gè)操作中的一個(gè)操作中加載到爐中的指定量的或大量的爐料，例如，一個(gè)料斗的裝料或負(fù)載。根據(jù)所提出的方法，儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的相應(yīng)的一組多個(gè)閥設(shè)置(setting)。如將理解的，在本上下文中，多個(gè)閥設(shè)置意味著不止一個(gè)設(shè)置，且典型地是多個(gè)設(shè)置。一組中的每個(gè)閥設(shè)置均與關(guān)于所儲(chǔ)存的這組的相應(yīng)批次的卸載的不同階段相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，將每個(gè)批次的卸載工序分成連續(xù)的階段或周期，從而使得每個(gè)階段與用于分布所卸載的批次的布料裝置(distribution device)的不同工作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。特別地，每個(gè)階段優(yōu)選地與布料裝置的布料槽的不同樞轉(zhuǎn)位置相對(duì)應(yīng)。根據(jù)所提出的方法，根據(jù)與所討論的階段相關(guān)聯(lián)的閥設(shè)置用對(duì)于每個(gè)階段所設(shè)置的流量控制閥來(lái)卸載指定批次的加料循環(huán)。因此，在卸載的每個(gè)階段的過(guò)程中，閥開(kāi)度分別保持恒定，同時(shí)閥開(kāi)度從一個(gè)階段到另一個(gè)階段能改變。此外，在每個(gè)不同階段，確定卸載爐料時(shí)的實(shí)際平均流速。根據(jù)所提出的方法，調(diào)節(jié)流速的主要方面在于，校正用于操作流量控制閥的多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。更具體地，以離線方式校正對(duì)于指定批次的每個(gè)閥設(shè)置，例如，正好在卸載的指定階段結(jié)束之后，或者在完全卸載所述批次之后，或者甚至正好在指定批次的后一次卸載之前。對(duì)于每個(gè)閥設(shè)置，根據(jù)對(duì)于與閥設(shè)置相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速來(lái)進(jìn)行校正。將理解的是，簡(jiǎn)化了流速調(diào)節(jié)，并且依靠根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)置校正的“離線”特性而導(dǎo)致更穩(wěn)定。除了別的以外，消除了對(duì)選擇并微調(diào)控制參數(shù)(如現(xiàn)有技術(shù)“在線”反饋控制方法所需要的)的需要。所提出的方法不會(huì)由于不適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)或批次特性的改變而遭受不穩(wěn)定性和令人不滿意的結(jié)果。此外，雖然根據(jù)EP 0 204 935或JP 2005 206848的原理的“在線”調(diào)節(jié)涉及需要適當(dāng)?shù)卮_定開(kāi)始卸載時(shí)的初始閥開(kāi)度，但是，所提出的方法消除了此需求。另外，所提出的流速調(diào)節(jié)的方法自動(dòng)地適應(yīng)于頂部加料設(shè)備在卸載過(guò)程中從一個(gè)階段到另一個(gè)階段的工作條件的變化，例如，流量控制閥的關(guān)閉，并且還在各批次之間。在權(quán)利要求8中提出了一種相對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)流速的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，本系統(tǒng)主要包括存儲(chǔ)裝置，儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的相應(yīng)的一組多個(gè)閥設(shè)置；以及適當(dāng)?shù)目删幊逃?jì)算裝置(例如，計(jì)算機(jī)或PLC)，可編程為執(zhí)行如上文所總結(jié)的所提出的方法的關(guān)鍵步驟。在從屬權(quán)利要求2-7及9-14中分別定義了所提出的方法及系統(tǒng)的優(yōu)選特征。


現(xiàn)在將參考附圖以實(shí)例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，附圖中圖1是與鼓風(fēng)爐加料設(shè)備的頂部料斗相關(guān)聯(lián)的流量控制閥的示意性垂直橫截面圖；圖2是示出了一族預(yù)定特性曲線的圖表，其圖示出如通過(guò)對(duì)不同類型的物料和特定的流量控制閥進(jìn)行測(cè)量所確定的流速與閥設(shè)置；圖3是示意性地示出了與獲得并校正每個(gè)批次的爐料的特定閥特性相關(guān)的數(shù)據(jù)流的流程圖；圖4是表示成一系列離散的閥設(shè)置值(圖1的開(kāi)度角α )及相關(guān)聯(lián)的一系列離散的平均流速值的特定閥特性的表格；圖5是示出了圖4的特定閥特性的曲線的圖表；圖6是示出了初始的特定閥特性的曲線(實(shí)線)及校正的特定閥特性的曲線(虛線)的圖表；
圖7是示意性地示出了與根據(jù)本發(fā)明的調(diào)節(jié)流速相關(guān)的數(shù)據(jù)流的流程圖；圖8是示出了與校正并更新在指定批次的卸載中使用的多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)相關(guān)地使用的步驟的特定閥特性的圖表。
具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出了位于鼓風(fēng)爐頂部加料設(shè)備中的頂部料斗12的出口處的流量控制閥10，例如，根據(jù)PCT申請(qǐng)No. WO 2007/0擬630。在爐料的分批卸載過(guò)程中，使用流量控制閥10來(lái)控制(質(zhì)量或體積的)流速。如眾所周知的，為了適當(dāng)?shù)募恿掀拭?，必須使流速與布料裝置的操作相配合，如圖1所示的，將物料以料流(flow) 14的形式供應(yīng)至上述布料裝置。典型地，應(yīng)使流速與旋轉(zhuǎn)并樞轉(zhuǎn)布料槽(未示出)的操作相配合。如將理解的，流速是主要通過(guò)閥10的閥開(kāi)度(孔面積/開(kāi)啟橫截面)確定的工序變量。在圖1所示的實(shí)施方式中，根據(jù)美國(guó)專利No. 4，074，835的普遍原理來(lái)構(gòu)造流量控制閥10，S卩，具有可樞轉(zhuǎn)的節(jié)流關(guān)閉器(throttling shutter) 16，上述節(jié)流關(guān)閉器在具有總體上為八角形或橢圓形的橫截面的通道件18前方回轉(zhuǎn)。在此實(shí)施方式中，可控的閥設(shè)置 (操縱變量)是閥10的開(kāi)度角(opening angle) α，上述開(kāi)度角決定關(guān)閉器16的樞轉(zhuǎn)位置并由此決定閥開(kāi)啟。在下文中，例如，用]表示符號(hào)“α ”，并且，僅出于圖示的目的， 其代表圖1的閥10的閥設(shè)置。事實(shí)上，本發(fā)明不限于將其應(yīng)用于特定類型的流量控制閥。 其可同樣地應(yīng)用于任何其它適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，諸如那些在歐洲專利No. EP 0 088 253中公開(kāi)的設(shè)計(jì)，在這些設(shè)計(jì)中，操縱變量是插塞式閥的軸向位移，或者，諸如那些在歐洲專利No. EP 0 062 770中公開(kāi)的設(shè)計(jì)，在這些設(shè)計(jì)中，操縱變量是虹彩光圈式閥的孔。圖2示出了圖示出對(duì)于指定類型的流量控制閥分別關(guān)于不同類型的物料(即，成團(tuán)微粒、焦炭、顆粒及礦石)的流速與閥設(shè)置的曲線(圖2的曲線是如在EP 088 253中所公開(kāi)的類型的插塞式流量控制閥)。以已知的方式根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得每條曲線，即，基于使用具有典型特性(特別是粒度測(cè)定及總批次重量)的指定物料類型的代表性批次的關(guān)于不同閥設(shè)置的流速測(cè)量結(jié)果。因此，如圖2所示的曲線表示與特定物料類型有關(guān)的預(yù)定普通閥特性。閥特性校ιΗ模式這部分參考圖3至圖6描述了獲得并校正特定批次的閥特性的優(yōu)選模式，被叫做 “閥特性校正模式”。如圖3所示，提供有限數(shù)量的預(yù)定閥特性20，以表示如與特定類型的物料有關(guān)的流速與流量控制閥10的閥設(shè)置之間的關(guān)系。例如，如圖3所示，僅提供兩種主要特性，一種關(guān)于焦炭類型物料(C)，一種關(guān)于含鐵類型物料(0)，雖然并不排除其它可能的預(yù)定特性， 例如，分別關(guān)于熔渣類型物料及顆粒類型物料(參見(jiàn)圖幻。根據(jù)在期望的加料循環(huán)中使用的和以已知的方式獲得的(例如，如以上關(guān)于圖2所闡述的)物料類型來(lái)提供預(yù)定閥特性 20。將預(yù)定特性20以任何適當(dāng)?shù)母袷絻?chǔ)存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(例如，實(shí)現(xiàn)用于用戶與鼓風(fēng)爐加料操作的工序控制的相互作用的人機(jī)接口(HMI)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤(pán)中)或工序控制系統(tǒng)的可編程邏輯控制器(PLC)的記憶存儲(chǔ)器中。圖3進(jìn)一步示出了標(biāo)有“接口(HMI)數(shù)據(jù)”的第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22的圖表，上述接口數(shù)據(jù)包括與加料工序的工序控制相關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)。在HMI中使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22，并且，上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存當(dāng)前的一組特定用戶設(shè)置及參數(shù)，即，用于控制加料工序的“方案(recipe)”。可能具有任何適當(dāng)?shù)母袷?，以包含適合于加料設(shè)備的工序控制的數(shù)據(jù)(列“BLT”中的“…”)， 例如，用于選擇期望的加料圖案，并包含適合于自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的工序控制的數(shù)據(jù)(列“倉(cāng)庫(kù)” 中的“…”)，例如，用于供應(yīng)多個(gè)批次的期望的重量、物料組成及布置。對(duì)于每個(gè)批次，提供如圖3中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22的表格圖中的行所示的相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄(參見(jiàn)標(biāo)識(shí)符“批次#1”… “批次#4”)。為了倉(cāng)庫(kù)控制的目的，每個(gè)批次數(shù)據(jù)記錄至少包括表示與數(shù)據(jù)記錄相關(guān)聯(lián)的這個(gè)批次的物料組成的數(shù)據(jù)。出于顯示的目的，措辭“記錄”指的是任意數(shù)量的作為單元處理的信息的相關(guān)項(xiàng)，而不管是什么特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(即，并非必須意味著使用數(shù)據(jù)庫(kù))。如圖3所示，對(duì)于每個(gè)批次，儲(chǔ)存特定閥特性“特定VC1”、“特定VC2”、“特定VC3”、 “特定VC4”，從而使得相應(yīng)的特定閥特性是專用的，S卩，與每個(gè)批次雙射地相關(guān)聯(lián)，每個(gè)特定閥特性還表示流速與閥設(shè)置之間的關(guān)系。更具體地，每個(gè)特定特性“特定VC1”…“特定 VC4”表示平均流速值與用作用于控制流量控制閥10的設(shè)置的操縱輸入之間的關(guān)系。事實(shí)上，由于閥關(guān)閉器16的磨損，在流量控制閥10的使用期限過(guò)程中，對(duì)于同一閥設(shè)置α，實(shí)際的閥開(kāi)度可能變化。如將理解的，與關(guān)于特定類型的物料不同，每個(gè)閥特性“特定VC1”…“特定VC4” 對(duì)于一個(gè)批次來(lái)說(shuō)是特定的，即，其表示同與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)特定批次的上述關(guān)系。可通過(guò)將特定閥特性儲(chǔ)存為相應(yīng)數(shù)據(jù)記錄“批次#1”…“批次#4”(為了如圖3所示的實(shí)施方式中的相關(guān)聯(lián)批次而存在的)的數(shù)據(jù)項(xiàng)，以簡(jiǎn)單的方式執(zhí)行此雙射。當(dāng)然，其它儲(chǔ)存特定閥特性(例如，儲(chǔ)存在分開(kāi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中)的適當(dāng)方式落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。如圖3中的箭頭23進(jìn)一步示出的，當(dāng)產(chǎn)生批次數(shù)據(jù)時(shí)(例如，通過(guò)用戶輸入)，對(duì)每個(gè)特定閥特性“特定 VCl"…“特定VC4”進(jìn)行初始化，以反映一個(gè)預(yù)定閥特性(0/C)，優(yōu)選地，根據(jù)所討論的批次中所包含的物料的主要類型，對(duì)其進(jìn)行選擇。后一信息可從數(shù)據(jù)記錄“批次#1”…“批次 #4”的倉(cāng)庫(kù)控制數(shù)據(jù)中得出，如所陳述的，其至少包括表示物料組成的數(shù)據(jù)。如果使用兼容格式(參見(jiàn)下文)，那么，可簡(jiǎn)單地將特定閥特性“特定VC1”…“特定VC4”初始化為適當(dāng)?shù)念A(yù)定閥特性20的拷貝。如將指出的，僅需要一次如由箭頭23所示出的初始化，即，在第一次將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22的內(nèi)容所反映的“方案”投入到產(chǎn)生中之前，即，當(dāng)更早的特定閥特性不可用時(shí)(參見(jiàn)下文)。如在圖3中進(jìn)一步看到的，在箭頭25所示的步驟中，從第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22得出標(biāo)有“工序控制數(shù)據(jù)”的臨時(shí)性的第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)24。根據(jù)HMI的設(shè)計(jì)特性及待使用的工序控制系統(tǒng)，可將第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M初始化為第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22的相同的或相似的拷貝，并將其儲(chǔ)存在可編程計(jì)算裝置(例如，實(shí)現(xiàn)HMI的PC型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、本地服務(wù)器或工序控制系統(tǒng)的PLC)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，典型地，非記憶存儲(chǔ)器。出于實(shí)際工序控制的目的，將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 24的內(nèi)容用作“工作拷貝”。與第一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)22類似，第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M包括幾條數(shù)據(jù)記錄 “批次#1”…“批次#4”，每條數(shù)據(jù)記錄均定義了待加載的批次的特性及爐頂加料參數(shù)(列 “BLT”)，其包括關(guān)于每個(gè)所定義的批次(由圖3的表格圖中的灰色陰影行示出)的專用特定閥特性“特定VC1” ... “特定VC4”。圖3示意性地示出了已知結(jié)構(gòu)的工序控制系統(tǒng)沈，例如，與適當(dāng)?shù)姆?wù)器連接的 PLC的網(wǎng)絡(luò)。以已知的方式，工序控制系統(tǒng)沈與倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)部件(例如，計(jì)量箱、計(jì)量斗、 提取器、傳送器等)及頂部加料設(shè)備(例如，可旋轉(zhuǎn)并可樞轉(zhuǎn)布料槽的驅(qū)動(dòng)單元、料斗密封閥、計(jì)量設(shè)備等)相通信，如箭頭27所指示的。如圖3所示，工序控制系統(tǒng)沈控制流量控制閥10，典型地，經(jīng)由相關(guān)的閥控制器觀。因此，如箭頭四示意性地示出的，工序控制系統(tǒng) 26提供用作由控制器觀控制流量控制閥10的設(shè)置的操縱輸入。 在箭頭31所示的步驟中，工序控制所需的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)自數(shù)據(jù)記錄，例如，如圖3所示的臨時(shí)性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M的“批次#1”，并將該數(shù)據(jù)提供給工序控制系統(tǒng)26。為此目的，可將第二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M儲(chǔ)存在工序控制系統(tǒng)沈的外部或其內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，例如，儲(chǔ)存在工序控制系統(tǒng)沈本身的PLC內(nèi)。關(guān)于對(duì)于指定批次例如根據(jù)如圖3所示的數(shù)據(jù)記錄“批次#1”獲得并校正特定批次的閥特性，執(zhí)行以下數(shù)據(jù)處理步驟a)確定流速設(shè)定點(diǎn)(setpoint)(在卸載之前)；b)從適當(dāng)?shù)奶囟ㄩy特性得出與流速設(shè)定點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的所要求的閥設(shè)置(在卸載之
、產(chǎn).\
IIJ )；c)確定卸載指定批次時(shí)的實(shí)際平均流速(在卸載之后)；d)如果適當(dāng)?shù)脑?，即，?duì)于流速設(shè)定點(diǎn)與所確定的實(shí)際平均流速之間的所規(guī)定的偏差，校正與指定批次相關(guān)聯(lián)的所儲(chǔ)存的特定閥特性。優(yōu)選地，通過(guò)在提供HMI的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的軟件模塊32來(lái)執(zhí)行以上步驟d)。 優(yōu)選地，在如圖3所示的現(xiàn)有工序控制系統(tǒng)沈上實(shí)現(xiàn)以上步驟a)至c)。步驟a)至d)在工序控制系統(tǒng)沈或服1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的其它實(shí)現(xiàn)或者分配給這兩者也落在本公開(kāi)的范圍內(nèi)。在閥特性校正模式中，模塊32特別地對(duì)待卸載的指定批次的特定閥特性起作用。 為此目的，特定閥特性“特定VC1”…“特定VC4”在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面可具有任何適當(dāng)?shù)母袷健?可將其以有序的形式儲(chǔ)存起來(lái)，例如，多對(duì)代表接近真實(shí)特性曲線的離散化的流速值和閥設(shè)置值的陣列型集合。以甚至更簡(jiǎn)單的形式，而不是儲(chǔ)存一對(duì)的兩個(gè)值，其可足以將閥設(shè)置值α i的單元素序列(有序序列)(圖4中的表格圖的右手列)儲(chǔ)存為在固定流速間隔冰=I1-R下所得到的離散點(diǎn)或樣本，或者，反之亦然，因?yàn)樾蛄邢聵?biāo)(index) i允許確定相對(duì)應(yīng)的固定間隔序列。出于圖示的目的，在下文中，考慮如圖4所示的多對(duì)下標(biāo)數(shù)組
的形式的特定閥特性，其中，用固定步驟妒^Vm-V1 (例如，為0. 05m3/S的)表示流
速，同時(shí)，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，考慮數(shù)字化特性的其它適當(dāng)形式。以上步驟a)至d)的優(yōu)選實(shí)施方式如下所述a)確定流速設(shè)定點(diǎn)在卸載指定批次之前，計(jì)算流速設(shè)定點(diǎn)&，典型地，通過(guò)以下方式來(lái)計(jì)算用所述批次的凈重除以目標(biāo)總批卸載時(shí)間，將結(jié)果乘以此批次的平均密度(對(duì)于體積流速)。典型地，使用適當(dāng)?shù)牧隙酚?jì)量設(shè)備確定凈重，例如，如在美國(guó)專利No. US 4，071，166及US 4，074，816中所公開(kāi)的。與計(jì)量設(shè)備連接的工序控制系統(tǒng)沈?qū)⒂?jì)量結(jié)果或所計(jì)算的流速設(shè)定點(diǎn)輸入至模塊32，如箭頭33所示出的。目標(biāo)卸載時(shí)間與布料裝置完成期望的加料圖案所需的時(shí)間相對(duì)應(yīng)。通過(guò)計(jì)算預(yù)先確定此時(shí)間，例如，根據(jù)期望的加料圖案的長(zhǎng)度及槽運(yùn)動(dòng)速度。將目標(biāo)卸載時(shí)間及平均密度作為數(shù)據(jù)項(xiàng)包含在臨時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)M的相應(yīng)記錄中，例如，“批次#1”，并按照箭頭31將其輸入至控制系統(tǒng)沈，或者按照箭頭35輸入至模塊32，取決于在哪里執(zhí)行步驟a)。b)從特定閥特件得出所要求的閥設(shè)置為了卸載特定批次，按照箭頭35，將目前所儲(chǔ)存的相關(guān)聯(lián)的特定閥特性(例如，圖 3中的關(guān)于“批次#1”的“特定VC1”)輸入至模塊32。已確定了流速設(shè)定點(diǎn)(參見(jiàn)以上部分a))，通過(guò)線性插值，從指定批次的特定閥特性得出與流速設(shè)定點(diǎn)&相對(duì)應(yīng)的所要求的閥設(shè)置α，如在圖4至圖5中最佳地示出的。更具體地，根據(jù)以下不等式確定特定閥特性(其間包括流速設(shè)定點(diǎn)中的相鄰流速值H1 V1^VsKVm(1)根據(jù)以下等式，與關(guān)于所要求的閥設(shè)置值α的插值的其相關(guān)閥設(shè)置值Cii ;ai+1 一起使用
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)豎爐且特別是鼓風(fēng)爐的加料工序中的爐料的流速的方法， 其中使用流量控制閥從頂部料斗將多個(gè)批次的爐料卸載到所述爐中，所述流量控制閥與所述頂部料斗相關(guān)聯(lián)，用于控制爐料的流速，所述方法包括儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的相應(yīng)的一組多個(gè)閥設(shè)置，一組中的每個(gè)閥設(shè)置與相應(yīng)批次的卸載中的不同階段相關(guān)聯(lián)； 對(duì)于指定批次的卸載 在所述指定批次的卸載中的每個(gè)階段-基于與所述階段相關(guān)聯(lián)的閥設(shè)置以恒定的閥開(kāi)度操作所述流量控制閥； -確定在所述階段過(guò)程中卸載爐料時(shí)的實(shí)際平均流速；以及根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速離線地校正對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速并根據(jù)所要求的流速設(shè)定點(diǎn)離線地校正對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括 在指定批次的卸載之前獲得對(duì)于所述指定批次的所要求的流速設(shè)定點(diǎn)；根據(jù)所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)更新對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其中，使用用于控制爐料在所述爐內(nèi)的分布的布料裝置且特別是包括可旋轉(zhuǎn)且可樞轉(zhuǎn)的布料槽的布料裝置來(lái)卸載多個(gè)批次的爐料，并且其中，一個(gè)批次的卸載中的每個(gè)不同階段均與所述布料裝置在所述批次的卸載過(guò)程中的不同工作狀態(tài)且特別是所述布料槽在所述批次的卸載過(guò)程中的不同樞轉(zhuǎn)位置相對(duì)應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的方法，進(jìn)一步包括提供對(duì)于每個(gè)批次的爐料的一個(gè)特定閥特性，每個(gè)特定閥特性均與一個(gè)批次相關(guān)聯(lián)， 并表示對(duì)于該相關(guān)聯(lián)批次的流速與所述流量控制閥的閥設(shè)置之間的關(guān)系，其中，根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速并根據(jù)所要求的流速設(shè)定點(diǎn)離線地校正對(duì)于指定批次所儲(chǔ)存的這組中的一所儲(chǔ)存的閥設(shè)置包括-確定所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)與對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的所述實(shí)際平均流速之間的流速偏差；并且，萬(wàn)一所述流速偏差超出預(yù)定偏差容差-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置相對(duì)應(yīng)的第一流速；-確定作為所述第一流速與所述流速偏差之和的第二流速；-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述第二流速相對(duì)應(yīng)的第二閥設(shè)置；-根據(jù)所述第二閥設(shè)置與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置之間的差值確定校正項(xiàng)； -對(duì)所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置應(yīng)用所述校正項(xiàng)，以獲得校正的所儲(chǔ)存的閥設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中根據(jù)所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)更新對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組中的一所儲(chǔ)存的閥設(shè)置包括-獲得用于指定批次的前一次卸載的前一流速設(shè)定點(diǎn)；-確定所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)與所述前一流速設(shè)定點(diǎn)之間的流速變化；并且，萬(wàn)一所述流速變化超出預(yù)定變化容差-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置相對(duì)應(yīng)的第一流速；-確定作為所述第一流速與所述流速變化之和的第二流速；-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述第二流速相對(duì)應(yīng)的第二閥設(shè)置；-使用所述第二閥設(shè)置來(lái)更新所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，校正對(duì)于指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)進(jìn)一步包括-對(duì)所述組的所有所述多個(gè)閥設(shè)置確定平均閥設(shè)置值；-確保所述組的每個(gè)校正的閥設(shè)置均落在所述平均閥設(shè)置值附近的預(yù)定范圍內(nèi)。
8.一種調(diào)節(jié)豎爐且特別是鼓風(fēng)爐的加料設(shè)備中的爐料的流速的系統(tǒng)，所述設(shè)備包括 頂部料斗，用于儲(chǔ)存待卸載到所述爐中的多個(gè)批次的爐料；以及流量控制閥，與所述料斗相關(guān)聯(lián)，用于控制進(jìn)入到所述爐中的爐料的流速，所述系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的相應(yīng)的一組多個(gè)閥設(shè)置，一組中的每個(gè)閥設(shè)置均與相應(yīng)批次的卸載中的不同階段相關(guān)聯(lián)；可編程計(jì)算裝置，編程為對(duì)于指定批次的卸載執(zhí)行以下各項(xiàng)在所述指定批次的卸載中的每個(gè)階段-基于與所述階段相關(guān)聯(lián)的閥設(shè)置以恒定的閥開(kāi)度操作所述流量控制閥；-確定在所述階段過(guò)程中卸載爐料時(shí)的實(shí)際平均流速；以及根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速離線地校正對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述可編程計(jì)算裝置編程為根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速并根據(jù)所要求的流速設(shè)定點(diǎn)離線地校正對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述可編程計(jì)算裝置編程為在指定批次的卸載之前執(zhí)行以下各項(xiàng)獲得對(duì)于所述指定批次的所要求的流速設(shè)定點(diǎn)；根據(jù)所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)更新對(duì)于所述指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8、9或10所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于控制爐料在所述爐內(nèi)的分布的布料裝置，特別是包括可旋轉(zhuǎn)且可樞轉(zhuǎn)的布料槽的布料裝置，并且，所述可編程計(jì)算裝置編程為使得一個(gè)批次的卸載中的每個(gè)不同階段均與所述布料裝置在所述批次的卸載過(guò)程中的不同工作狀態(tài)且特別是所述布料槽在所述批次的卸載過(guò)程中的不同樞轉(zhuǎn)位置相對(duì)應(yīng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的爐料的一個(gè)特定閥特性，每個(gè)特定閥特性均與一個(gè)批次相關(guān)聯(lián)，并表示對(duì)于相關(guān)聯(lián)批次的流速與所述流量控制閥的閥設(shè)置之間的關(guān)系，并且其中，所述可編程計(jì)算裝置編程為使得根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段確定的實(shí)際平均流速并根據(jù)所要求的流速設(shè)定點(diǎn)離線地校正對(duì)于指定批次所儲(chǔ)存的這組中的一所儲(chǔ)存的閥設(shè)置包括-確定所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)與對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的所述實(shí)際平均流速之間的流速偏差；并且，萬(wàn)一所述流速偏差超出預(yù)定偏差容差-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置相對(duì)應(yīng)的第一流速；-確定作為所述第一流速與所述流速偏差之和的第二流速；-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述第二流速相對(duì)應(yīng)的第二閥設(shè)置；-根據(jù)所述第二閥設(shè)置與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置之間的差值確定校正項(xiàng)； -對(duì)所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置應(yīng)用所述校正項(xiàng)，以獲得校正的所儲(chǔ)存的閥設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述可編程計(jì)算裝置編程為使得根據(jù)所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)更新對(duì)于指定批次所儲(chǔ)存的這組中的一所儲(chǔ)存的閥設(shè)置包括獲得用于指定批次的前一次卸載的前一流速設(shè)定點(diǎn)；-確定所述所要求的流速設(shè)定點(diǎn)與所述前一流速設(shè)定點(diǎn)之間的流速變化； 并且，萬(wàn)一所述流速變化超出預(yù)定變化容差-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置相對(duì)應(yīng)的第一流速；-確定作為所述第一流速與所述流速變化之和的第二流速；-使用與所述指定批次相關(guān)聯(lián)的特定閥特性來(lái)確定與所述第二流速相對(duì)應(yīng)的第二閥設(shè)置；-使用所述第二閥設(shè)置來(lái)更新所述所儲(chǔ)存的閥設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述可編程計(jì)算裝置編程為使得校正對(duì)于指定批次所儲(chǔ)存的這組的所述多個(gè)閥設(shè)置中的每個(gè)進(jìn)一步包括-對(duì)所述組的所有所述多個(gè)閥設(shè)置確定平均閥設(shè)置值；-確保所述組的每個(gè)校正的閥設(shè)置均落在所述平均閥設(shè)置值附近的預(yù)定范圍內(nèi)。
全文摘要
在豎爐且特別是鼓風(fēng)爐的加料工序中，典型地，使用流量控制閥從頂部料斗將多批爐料以循環(huán)序列卸載到爐中。提出了調(diào)節(jié)這種工序中的爐料的流速的方法及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，儲(chǔ)存對(duì)于每個(gè)批次的相應(yīng)的一組多個(gè)閥設(shè)置，一組中的每個(gè)閥設(shè)置均與所述批次的卸載中的不同階段相關(guān)聯(lián)。將本方法及系統(tǒng)構(gòu)造成卸載指定批次，從而使得在指定批次的卸載中的每個(gè)階段，根據(jù)與該階段相關(guān)聯(lián)的閥設(shè)置以恒定的閥開(kāi)度來(lái)操作流量控制閥，并使得對(duì)于該階段確定卸載爐料時(shí)的實(shí)際平均流速。進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，將本方法及系統(tǒng)構(gòu)造成根據(jù)對(duì)于相關(guān)聯(lián)的階段所確定的實(shí)際平均流速離線地校正多個(gè)閥設(shè)置。
文檔編號(hào)C21B7/20GK102317478SQ201080007461
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月11日
發(fā)明者保羅·托克爾特, 埃米爾·布雷登, 埃米爾·洛納爾迪, 達(dá)米安·邁爾 申請(qǐng)人:保爾伍斯股份有限公司