[发明专利]高炉炉内物料跟踪方法及预警装置

权利要求书

1.一种高炉炉内物料跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、采集入炉料批的重量信息，从MES系统获取每种物料的化验信息和堆密度信息，在已知高炉炉型的基础上，根据料批的重量和该料批的堆密度计算出料批在炉外的实际体积，再根据炉外的实际体积以及入炉压缩率计算出料批在炉内的实际体积；

S2、根据设置在高炉炉内的位置传感器实时采集料批入炉后的料线，根据料线高度、料批在炉内的实际体积以及料批所处位置的炉型，利用卡当公式计算出此料批在炉内的下沿位置；

S3、将该料批在炉内的下沿位置作为前料批的上沿位置，结合前料批在炉内的实际体积以及前料批所处位置的炉型，利用卡当公式计算出前料批的下沿位置；

S4、循环步骤（3）的操作，直至风口某料批的下沿低于风口料线，这样可计算出高炉炉内所有料批的位置信息；

S5、根据最近入炉的的三批料批的在高炉内下行的总耗时，可计算出炉内料批的下行速度，再根据炉内某一料批和炉身下沿之间的料批数量，将料线高度与料批数量相乘可以得出料批的下行距离，再将料批的下行距离除以料批的下行速度就可以计算出此料批到达风口的时间。

2.根据权利要求1所述的一种高炉炉内物料跟踪方法，其特征在于：所述高炉包括炉候、炉身、炉腰、炉腹和炉缸，所述炉候部分、炉腰部分和炉缸部分均为圆柱，所述炉身部分为圆台，所述炉腹部分为倒圆台。

3.根据权利要求1所述的一种高炉炉内物料跟踪方法，其特征在于：所述步骤S2包括：

S21、炉喉的半径为r₁，炉喉的高度为h₁，该料批上沿高度为h，炉身的母线与炉身底面直径的夹角为α，根据公式V₁=πr₁（h₁-h）计算出料批上沿到炉喉下沿高度的体积V₁，然后根据公式∑t*s计算出料批的体积V，将料批的体积V与料批上沿到炉喉下沿高度的体积V₁进行比较；

S22、当料批的体积V小于料批上沿到炉喉下沿高度的体积V₁时，根据圆柱的体积公式可以得出料批在炉喉中所占的高度H₁=V/πr₁，再根据公式x=（h+H）就可以计算出料批下沿的高度x；

S23、当料批的体积V大于料批上沿到炉喉下沿高度的体积V₁时，炉身上沿的半径为r₂，根据公式V₂=（V-V₁）可以计算出料批落在炉身的体积V₂，然后根据公式R=r₂+H₂/tanα可以计算出料批下沿处的半径R，再根据圆台的体积公式，从而可以计算出料批在炉身的体积V₂={πH₂[（r₂+H₂/tanα）^2+ （r₂+H₂/tanα）r₂+r₂^2]}/3；

S24、根据料批在炉身的体积V₂得到料批在炉身所占高度H₂的值，再根据公式x=（h₁+H₂）得出料批下沿的高度x。

4.一种高炉炉内物料预警装置，其特征在于：包括传感器模块、PLC控制器、数据分析服务器、炉内模拟客户端和声光报警器，所述传感器模块通过PLC控制器、数据分析服务器与炉内模拟客户端连接，所述声光报警器与PLC控制器连接。

5.根据权利要求4所述的一种高炉炉内物料预警装置，其特征在于：所述传感器模块包括重量传感器、位置传感器、流量计和压力传感器，所述传感器模块将采集到的炉内的数据传输到PLC控制器，PLC控制器对现场模拟量传感器的电流电压信号采集并转换为数值，然后传输到数据分析服务器，数据分析服务器将数值进行计算，然后将计算结果传输到炉内模拟客户端，炉内模拟客户端再以高炉炉型的方式显示高炉炉内物料的位置，所述声光报警器与PLC控制器连接，PLC控制器完成对声光报警器的控制信号输出，从而使声光报警器获取报警信息。