觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術屬于冶金技術領域，特別涉及一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)，用于高溫熔滴爐的高爐爐料熔滴過程包括軟化、熔融及滴落階段，在上述階段分別經(jīng)計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收高溫熔滴爐爐料試樣進入對應階段的時刻信息并在接收后控制X射線源發(fā)射X射線，在X射線穿過高溫熔滴爐爐料試樣后形成投影成像，探測器接收投影成像并轉化為投影數(shù)據(jù)信息，計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)將其轉化為圖像信息后顯示。本發(fā)明專利技術還提供一種觀測高爐爐料熔滴過程的系統(tǒng)。通過形成的圖像信息清晰觀測到爐料試樣在軟化階段、熔融階段及滴落階段中直接反映爐料試樣狀態(tài)的熔滴特征參數(shù)，直觀反映高爐軟熔帶的性狀，有助于高爐冶煉的高效、低耗和順行。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術屬于冶金
，特別涉及一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)，用于高溫熔滴爐的高爐爐料熔滴過程包括軟化、熔融及滴落階段，在上述階段分別經(jīng)計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收高溫熔滴爐爐料試樣進入對應階段的時刻信息并在接收后控制X射線源發(fā)射X射線，在X射線穿過高溫熔滴爐爐料試樣后形成投影成像，探測器接收投影成像并轉化為投影數(shù)據(jù)信息，計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)將其轉化為圖像信息后顯示。本專利技術還提供一種觀測高爐爐料熔滴過程的系統(tǒng)。通過形成的圖像信息清晰觀測到爐料試樣在軟化階段、熔融階段及滴落階段中直接反映爐料試樣狀態(tài)的熔滴特征參數(shù)，直觀反映高爐軟熔帶的性狀，有助于高爐冶煉的高效、低耗和順行?！緦＠f明】觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)
本專利技術屬于冶金
，特別涉及一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)。
技術介紹
高爐爐料（包括燒結礦、球團礦及塊礦）加入高爐后，在爐內(nèi)下降的過程中會被逐 漸加熱、還原。當高爐爐料達到一定溫度后開始軟化，進而變?yōu)榘肴刍癄畹恼吵砦?，隨著溫 度的繼續(xù)升高，高爐爐料被還原成液態(tài)的鐵水和爐渣。在此過程中，高爐爐料的熔滴性能決 定了高爐軟熔帶的形狀、高度及厚度，并直接影響爐身塊狀帶煤氣流的分布、爐料的間接還 原及料柱的透氣性、焦炭消耗量及高爐的順行。另外，準確的測定高爐爐料的熔滴性能有助 于煉鐵工作者正確預測高爐軟熔帶特性、合理評價鐵礦石及優(yōu)化配料，利于高爐的高效、低 耗、順行和環(huán)保。 目前，國內(nèi)外對高爐爐料的熔滴性的測定一般通過模擬高爐內(nèi)部工況條件，然后 檢測爐料樣品的位移變化量和壓差變化量，并測定爐料在軟化、熔融及滴落等過程中的各 種參數(shù)。爐料的軟化溫度是指料層在荷重下軟化收縮一定量時所對應的溫度，一般需確定 T 4，T1(^P T4(l。其中T4代表試樣高度減少4%對應的溫度，T1(l代表試樣高度減少10%對應的 溫度和Τ 4(ι代表試樣高度減少40%對應的溫度。將Τ4或Τ1(ι作為開始軟化的溫度，并將Τ ω 作為進入熔化的溫度。Τ4(ΓΤ4*Τ4(ΓΤ1(Ι對應的溫度區(qū)間代表軟化區(qū)間。以還原氣體壓差陡 升的拐點溫度表示開始熔化溫度，第一滴液滴落下時溫度表示滴落溫度；以氣體通過料層 的壓差變化表示軟熔帶對透氣性的影響；滴落在下部接收試樣盒內(nèi)的熔化產(chǎn)物，冷卻后經(jīng) 破碎分離出初渣和鐵，測定相應的回收率和化學成分，作為評價高爐爐料的滴落性能指標。 進而得到高爐爐料的熔滴性能。 當前針對爐料的熔滴性能檢測并沒有一套統(tǒng)一的標準，并且檢測的是與高爐爐料 的熔滴性相關聯(lián)的特性參數(shù)，即簡單地通過檢測位移和壓差變化來推測特征溫度，并不能 實時檢測爐料在軟化、熔融、滴落過程中單個爐料顆粒及整體料層內(nèi)部顯微結構的演化過 程，無法提取本質(zhì)的熔滴特性參數(shù)，所以對于不同爐料交互過程作用機制、熔滴性能結果差 異等不能從機理上予以解釋，不利于從根本上評判和改進高爐爐料熔滴性能。 因此，亟需一種觀測高爐爐料熔滴過程的裝置及方法，可得到直接反映高爐爐料 烙滴性的參數(shù)。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法及系統(tǒng)，以 實現(xiàn)實時、無損且直觀的觀測到高爐爐料在軟化、熔融及滴落過程的內(nèi)部顯微結構，直觀反 映高爐軟熔帶的性狀，確保高爐冶煉的高效、低耗、順行與環(huán)保。 為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法，用于高 溫熔滴爐的高爐爐料熔滴過程包括軟化階段、熔融階段及滴落階段，所述評價方法包括：步 驟a :與所述高溫熔滴爐連接的計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述高溫熔滴爐的爐料試樣 進入軟化階段的時刻信息，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入軟化階段的時刻信 息時轉至步驟b ;步驟b :所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并 在X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像并轉 化為第一投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第一投影數(shù)據(jù)信息并轉化 為第一圖像信息后顯示，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入熔融階段時轉至步驟 C ;步驟C :所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并在X射線穿過所 述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第二投影數(shù) 據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第二投影數(shù)據(jù)信息并轉化為第二圖像信息 后顯示，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入滴落階段時轉至步驟d;步驟d:所述 計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并在X射線穿過所述高溫熔滴爐 的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第三投影數(shù)據(jù)信息，所述 計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第三投影數(shù)據(jù)信息并轉化為第三圖像信息后顯示。 進一步的，所述步驟b中所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第一投影數(shù)據(jù)信 息并轉化為第一圖像信息后顯示之后還包括旋轉所述高溫熔滴爐，然后所述計算機數(shù)據(jù)圖 像處理系統(tǒng)控制X射線源發(fā)射X射線，所述X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成 投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第四投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處 理系統(tǒng)接收所述第四投影數(shù)據(jù)信息并依據(jù)濾波反投影算法結合第一投影數(shù)據(jù)信息及第四 投影數(shù)據(jù)信息轉化為第四圖像信息后顯示。 進一步的，所述步驟c中所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第二投影數(shù)據(jù)信 息并轉化為第二圖像信息后顯示之后還包括旋轉所述高溫熔滴爐，然后所述計算機數(shù)據(jù)圖 像處理系統(tǒng)控制X射線源發(fā)射X射線，所述X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成 投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第五投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處 理系統(tǒng)接收所述第五投影數(shù)據(jù)信息并依據(jù)濾波反投影算法結合第二投影數(shù)據(jù)信息及第五 投影數(shù)據(jù)信息轉化為第五圖像信息后顯示。 進一步的，所述步驟d中所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第三投影數(shù)據(jù)信 息并轉化為第三圖像信息后顯示之后還包括旋轉所述高溫熔滴爐，然后所述計算機數(shù)據(jù)圖 像處理系統(tǒng)控制X射線源發(fā)射X射線，所述X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成 投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第六投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處 理系統(tǒng)接收所述第六投影數(shù)據(jù)信息并依據(jù)濾波反投影算法結合第三投影數(shù)據(jù)信息及第六 投影數(shù)據(jù)信息轉化為第六圖像信息后顯示。 進一步的，所述步驟d之后還包括從所述第一圖像信息至所述第六圖像信息中提 取料層的孔隙率信息、渣相生成體積量信息及爐料間交互作用深度信息。 進一步的，所述第一圖像信息至所述第六圖像信息包括橫截面信息、縱截面信息 及二維圖像彳目息。 本專利技術提供的一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法，通過分別在高溫熔滴爐的爐料 試樣處于軟化階段、熔融階段及滴落階段時經(jīng)X射線源對爐料試樣進行投影成像，并經(jīng)探 測器將其轉化為投影數(shù)據(jù)信息，最后經(jīng)計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)轉化為圖像信息并顯示， 進而清晰的觀測到單個爐料顆粒及整體料層的空隙率、渣相生成體積量及爐料間交互作用 深度等參數(shù)的變化過程，進而實時、無損并直觀地觀測到爐料試樣在不同狀態(tài)下的內(nèi)部顯 微結構，準確的評價出高爐爐料的熔滴性能；其次由于評價的環(huán)境本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種觀測高爐爐料熔滴過程的方法，用于高溫熔滴爐的高爐爐料熔滴過程包括軟化階段、熔融階段及滴落階段，其特征在于，所述評價方法包括：步驟a：與所述高溫熔滴爐連接的計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入軟化階段的時刻信息，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入軟化階段的時刻信息時轉至步驟b；步驟b：所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并在X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第一投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第一投影數(shù)據(jù)信息然后轉化為第一圖像信息后顯示，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入熔融階段時轉至步驟c；步驟c：所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并在X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像并轉化為第二投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第二投影數(shù)據(jù)信息然后轉化為第二圖像信息后顯示，并在接收到所述高溫熔滴爐的爐料試樣進入滴落階段時轉至步驟d；步驟d：所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)控制所述X射線源發(fā)射X射線，并在X射線穿過所述高溫熔滴爐的爐料試樣后形成投影成像，探測器接收所述投影成像然后轉化為第三投影數(shù)據(jù)信息，所述計算機數(shù)據(jù)圖像處理系統(tǒng)接收所述第三投影數(shù)據(jù)信息并轉化為第三圖像信息后顯示。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：馬麗，郭和寶，陳秀昆，青格勒，田筠清，蔡皓宇，
申請(專利權)人：首鋼總公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11