[0001] 本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体提供了一种烧结系统及其控制方法和计算机设备、可读存储介质。

[0002] 在钢铁冶炼技术领域，烧结工序作为整个钢铁冶炼工序中的源头，且由于烧结的原材料成本占用钢铁冶炼总成本中较高比例(其比例约为40％至60％)，且烧结工序又能够消化大部分钢铁冶炼过程中产生的副产品，因此，烧结工序在整个钢铁冶炼工序中尤为重要。

[0003] 为了提高烧结效率并降低烧结成本，烧结过程中燃烧是否充分成为操作人员的重点关注的问题之一，但由于烧结工序不完全可控、可见程度低、烧结环境较差等多种因素的影响，操作人员并不能对其进行精准的判断。

[0004] 因此，本发明提供一种能够对烧结系统整体是否燃烧充分的问题进行判断的控制方法，以解决上述问题。

[0038] 本领域技术人员应当理解的是，下文所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，该一部分实施例旨在用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。基于本发明提供的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所获得的其它所有实施例，仍应落入到本发明的保护范围之内。

[0039] 下面参照图1至图4来对本发明一些实施例中的烧结系统及控制方法进行详细说明。其中，图1是本发明一些实施例中烧结系统的控制方法的流程图；图2是本发明一些实施例中烧结系统的结构示意图；图3是本发明一些实施例中计算机系统的结构示意图；图4是本发明另一些实施例中计算机系统的结构示意图。

[0040] 在此之前需要说明的是，为了方便描述，以及为了使本领域技术人员能够快速地理解本发明的技术方案，后文仅对与本发明所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较强(直接相关或间接相关)的技术特征进行描述，对于与发明所要解决的技术问题和/或技术构思关联程度较弱的技术特征不再进行赘述。由于该关联程度较弱的技术特征属于本领域的公知常识，因此本发明即便是不描述该关联程度较弱的特征，也不会导致本发明的公开不充分。

[0041] 如图2所示，本发明提供一种烧结系统100，包括进料机构1、混合机构2、点火机构3和烧结机构4。通过将多种烧结原料通过进料机构1进行加料，再有混料机构将多种原料均匀混合并将混合后的原料输送到烧结机。再向点火机构3通入气体燃料后点火，使得混合后的原料在烧结机内烧结。

[0042] 其中，进料机构1包括进料口、给料机12和配重装置13，操作人员通过进料口投放物料(其中，物料包括固体燃料、石灰石、白云石和矿物质等)，再经由给料机12向给料，由配重装置13对给料机12供给的物料进行称重，以确定给料量。其中，配重装置13为计量秤，计量秤的量程为0～X，单位t/h。

[0043] 混合机构2包括进料口、进水口和出料口，进料口用于将称重后的物料经进料口导入混合机构2，根据物料与水的混合比例，加入一定量水使其通过进水口将水导入混合机构2，经由混合机构2将各物料混合均匀。为确保物料能够均匀混合，可控制对混合机构2的混合次数和混合时间进行控制，即可控制混合机构2延长混合时间并进行多次混合。优选地，本发明为了能够提高整体烧结效率且物料能够均匀混合，将混合机构2混合次数设置为两次混合。

[0044] 点火机构3包括气体燃料管道31、点火器32、助燃风机33和第一气体流量检测装置34，将气体燃料通入到气体燃料管道31内，气体燃料管道31与点火机构3连通，通过点火器
32进行点火，并通过助燃风机33对点火机构3进行助燃。第一气体流量检测装置34设置在气体燃料管道31内，在气体燃料稳定燃烧的过程中，第一气体流量检测装置34每隔一段时间检测一次气体气体燃料管道31内的气体燃料的流量并将检测到的流量值信息上传到计算机系统内，以通过气体燃料管道31内的气体流量值计算气体燃料管道31内的碳含量。为了提高检测/计算结果的准确性，可在气体燃料管道31内设置温度检测装置和压强检测装置，通过将检测气体燃料管道31内的温度压强与标准状态下的温度压强进行修正，使得检测结
3
果更加准确。其中，第一气体流量检测装置34的量程为0～X，单位Nm /h，其中第一气体流量检测装置34的量程可以调节。

[0045] 烧结机构4包括烧结筒、至少一个烟道和烟道净化模块46。烧结筒用于对物料进行烧结，并将燃烧后的烟气导向烟道内，使得温度较高的烟气能够在烟道内冷却并经由烟道净化装置对其进行净化。每一个烟道内均设置有二氧化碳分析仪44、一氧化碳分析仪45和第二气体流量检测装置43。其中，二氧化碳分析仪44用于检测二氧化碳占烟道内气流的百分比，一氧化碳分析仪45用于检测一氧化碳占烟道内气流的百分比，第二气体流量检测装置43用于检测气体流量值。通过二氧化碳、一氧化碳和气流流量值可以计算出烟道内总的含碳量即烧结设备的碳排放总量。

[0046] 为了提高检测结果的准确性，可以在烟道内增设温度检测装置和压强检测装置用于检测烟道内的温度和压强，通过标准状态下的温度和压强对检测到的温度和压强进行修正，以使得烟道内的碳排放量更加精准。

[0047] 其中，二氧化碳分析仪44的量程为0～20％；一氧化碳分析仪45的量程为0～20％；3
第二气体流量检测装置43的量程为0～X，单位为Nm /h，并且第二气体流量检测装置43的量程可以调节。

[0048] 在本发明的一些实施例中，烧结系统100还包括显示屏模块，显示模块用于显示文字信息和图像信息，其中文字信息包括提醒用户分析燃烧不充分的原因的信息、烧结参数以及历史烧结参数数据。图像信息包括烧结参数和历史烧结参数数据绘制的变化曲线。

[0049] 在本发明的一些实施例中，烧结系统100还包括语音提醒模块，配置为当烧结不充分时或烧结参数出现异常时，可通过语音提醒模块发出蜂鸣声、警示音或语音提醒来提醒操作人员烧结不充分或烧结参数出现异常。

[0050] 在本发明的一些实施例中，烧结系统100还包括LED/RGB灯，配置为当烧结不充分时或烧结参数出现异常时，LED灯闪烁或常亮来提醒操作人员烧结不充分或烧结参数出现异常；或者，RGB灯变换颜色，例如由绿色灯光变为红色灯光，以提醒操作人员烧结不充分或烧结参数出现异常。

[0051] 供电模块用于向烧结系统100内各机构电连接，以向其进行供电。供电模块包括各级断路器和配电盘。

[0052] 信号隔离转换装置用于获取第一气体流量检测装置34、第二气体流量检测装置43、二氧化碳分析仪44、一氧化碳分析仪45、温度检测装置和压强检测装置的检测参数并将其上传到计算机系统。

[0053] 本发明还提供一种计算机系统，计算机系统用于控制烧结系统100进行进料、称重、混合、烧结以及烟气净化。计算机系统包括PLC系统、机柜、交换机和模件。

[0054] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务端，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性和/或易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的设备端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种钢渣检测方法服务端侧的功能或步骤。

[0055] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是设备端，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部服务器通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种钢渣检测方法设备端侧的功能或步骤。

[0056] 在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现烧结设备中碳消耗量的计算和燃烧充分与否的判断的相关步骤。

[0057] 如图1所示，本发明还提供一种烧结系统100的控制方法，上文所述的计算机系统能够运行下文的控制方法并在上文的烧结系统100内执行。控制方法一般性地包括：

[0058] 步骤S110，基于进料机构1处的原料质量和点火机构3处的气体燃料气体流量确定烧结系统100的碳输入总量；

[0059] 步骤S120，基于烟道内的气体流量值、二氧化碳含量和一氧化碳含量确定烧结系统100的碳排放总量；

[0060] 步骤S130，将碳输入总量和碳排放总量作差得到碳消耗量；

[0061] 步骤S140，判断碳消耗量是否小于碳输入总量的预设阈值。其中，预设阈值可以设置为85％至90％，即碳输入总量的85％至90％。优选地，将预设阈值设置为90％。

[0062] 步骤S150，若碳消耗量小于碳输入总量的预设阈值时，则判定烧结过程燃烧不充分，并生成提醒信息。

[0063] 在本发明其他实施例中，步骤S110还包括：

[0064] 步骤S111，基于进料机构1处的原料质量确定第一碳输入量C入1。步骤S111包括：

[0065] 获取进料口处固体燃料的质量W1、石灰石的质量W2和白云石的质量W3。通过进料口出设置多个配重装置13，多个配重装置13与不同物料的进料口对应设置，每个进料口允许一种物料经过，以使得每一个配种装置检测一各进料口的物料质量，并将各物料的质量上传到计算机系统。

[0066] 根据获取的质量分别计算固体燃料的含碳量C1、石灰石的含碳量C2和白云石的含碳量C3；

[0067] 将固体燃料的含碳量C1、石灰石的含碳量C2和白云石的含碳量C3得到第一碳输入量C入1，计算公式如下：

[0068] C入1＝C1+C2+C3；

[0069] 其中，

[0070] C1＝W1×c1，W1＝W01A+W01B+……+W01N，

[0071] 其中，c1是固体燃料的含碳量百分比，根据燃料的种类由工厂化验处获得；W01A是第一进料口处的固体燃料的质量，通过在第一进料口对应位置处增设配重装置13，以检测固体燃料的质量而得到；W01B是第二进料口处的固体燃料的质量，通过在第二进料口对应位置处增设配重装置13，以检测第二进料口处的固体燃料的质量而得到；W01N是第N进料口处的固体燃料的质量，通过在第N进料口对应位置处增设配重装置13，以检测第N进料口处的固体燃料的质量而得到。

[0072] C2＝W2×(Mc1/M石灰石)，Mc1是石灰石中碳的相对原子质量；M石灰石是石灰石的相对分子质量；

[0073] C3＝W3×(Mc2/M白云石)，Mc2是白云石中碳的相对原子质量；M白云石是白云石的相对分子质量。

[0074] 步骤S112，基于点火机构3处的气体燃料气体流量确定第二碳输入量C入2。步骤S112包括：

[0075] 获取气体燃料管道31内的气流流量Q燃；

[0076] 根据获取的气流流量Q燃计算第二碳输入量C入2，公式如下：

[0077] C入2＝Q燃×α2×ε3，

[0078] 其中，α2是气体燃料的含碳百分比，可由工厂检化验处获得；ε3是不同气体燃料的特征系数。

[0079] 其中，ε3＝(Mc3/M气)×(M气/22.4)＝Mc3/22.4；Mc3为气体燃料中碳的相对原子质量；M气是气体燃料的相对分子质量。

[0080] 步骤S113，将第一碳输入量和第二碳输入量相加得到烧结系统100的碳输入总量C入，即C入＝C入1+C入2。

[0081] 在本发明其他实施例中，步骤S120还包括：

[0082] 步骤S121，基于每一个烟道的气体流量值、二氧化碳含量和一氧化碳含量确定每一个烟道的碳排放量。其中，步骤S121还包括：

[0083] 基于第一烟道41内的二氧化碳的百分含量γ1、一氧化碳的百分含量η1和气体流量值Q1，按照如下公式计算得到第一烟道41的碳排放量C1A：

[0084] C1＝(Mc1/MCO2)×(Q1A×γ1)×MCO2/22.4+(Mc2/MCO)×(Q1×η1)×MCO/22.4；

[0085] 其中，Mc1是二氧化碳中碳的相对原子质量，Mc2是一氧化碳中碳的相对原子质量，MCO2是二氧化碳的相对分子质量，MCO是一氧化碳的相对分子质量。

[0086] 由于Mc1＝Mc2，因此，C1＝(Mc1/22.4)×Q1×(γ1+η1)，C1是第一烟道41内的碳排放量。

[0087] 其中，二氧化碳的百分含量γ1由第一烟道41内的二氧化碳分析仪44检测得到；一氧化碳的百分含量η1由第一烟道41内的一氧化碳分析仪45检测得到；气体流量值Q1由第一烟道41内的气体流量检测装置检测获得。

[0088] 基于第二烟道42内的二氧化碳的百分含量γ2、一氧化碳的百分含量η2和气体流量值Q2，按照如下公式计算得到第二烟道42的碳排放量C2：

[0089] C2＝(Mc1/MCO2)×(Q2×γ2)×MCO2/22.4+(Mc2/MCO)×(Q2×η2)×MCO/22.4；

[0090] 由于Mc1＝Mc2，因此，C1B＝(Mc1/22.4)×Q2×(γ2+η2)，C2是第二烟道42内的碳排放量；

[0091] 其中，二氧化碳的百分含量γ2由第二烟道42内的二氧化碳分析仪44检测得到；一氧化碳的百分含量η2由第二烟道42内的一氧化碳分析仪45检测得到；气体流量值Q2由第二烟道42内的气体流量检测装置检测获得。

[0092] 基于第N烟道内的二氧化碳的百分含量γN、一氧化碳的百分含量ηN和气体流量值QN，按照如下公式计算得到第N烟道的碳排放量CN：

[0093] CN＝(Mc/MCO2)×(QN×γN)×MCO2/22.4+(Mc/MCO)×(QN×ηN)×MCO/22.4；

[0094] 由于Mc1＝Mc2，因此，CN＝(Mc1/22.4)×QN×(γN+ηN)，CN是第N烟道内的碳排放量；

[0095] 其中，二氧化碳的百分含量γN由第N烟道内的二氧化碳分析仪44检测得到；一氧化碳的百分含量ηN由第N烟道内的一氧化碳分析仪45检测得到；气体流量值QN由第N烟道内的气体流量检测装置检测获得。

[0096] 步骤S122，根据每一个烟道内的碳排放量得到碳排放总量C出，公式如下：C出＝C1+C2+……+CN。

[0097] 需要说明一下的是，由于烟道内存在大量的气体，直接通过对气体流量的获取作为碳排放的因变量，极易存在较大误差，因此，可利用对烟道内的压强和温度进行获取与标准状态下的压强和温度进行标定，以提高碳排放量的修正值，提高数据的准确性。具体地步骤包括：获取每一个烟道内的压强和温度；将获取到的所有烟道内压强和温度分别求平均值，得到平均温度T平均和平均压强P平均；再根据获取到的平均压强P平均和平均温度T平均对检测得到的气体流量值进行修正，修正公式如下：气体流量值Q1、Q2……QN分别与相对应的标定后压强温度值[即(P标准V标准T平均/P平均T标准)]相乘得到标定后的气体流量值，并将标定后的气体流量值带入到上文步骤S121中的公式中进行计算。其中，P标准为标准状态下的压力值，即101.325KPa，T标准为标准状态下气体的温度值，即273.15K(0℃)。

[0098] 其中，每一个烟道内的压强和温度由每一个烟道内的温度检测装置和压强检测装置检测获得。

[0099] 需要说明的是，燃料管道内的气体燃料也可采用上述标定方法进行标定，以提高气体燃料的碳含量值的精确度。具体地，获取燃料管道内的压强和温度，再根据获取到的压强P燃和温度T燃对检测得到的气体流量值Q燃进行修正，修正公式如下：修正后的气体燃料值＝Q燃×(P标准V标准T燃/P燃T标准)，并将修正后的气体流量值带入到步骤S112中计算，以得到气体燃料的含碳量。

[0100] 在本发明其他实施例中，步骤S110还包括：

[0101] 基于环境空气中的碳含量C空对碳输入总量C入进行修正，得到修正后的碳输入总量值C入‑修正，修正公式如下：

[0102] C入‑修正＝C入+C空。

[0103] 其中，C空的获取步骤为：

[0104] 获取环境空气的气体流量；

[0105] 根据环境空气的气体流量检测装置算空气中的碳含量，计算公式如下：

[0106] C空＝(Mc/MCO2)×Q总×βCO2×(MCO2/22.4)＝(Mc/22.4)×Q总×βCO2，

[0107] 其中，Mc是二氧化碳中碳原子的相对原子质量；Q总是烟道内的气体流量总值；βCO2是空气中二氧化碳的含量百分比；

[0108] Q总＝Q1+Q2+……+QN，

[0109] Q1是第一烟道内的气体流量值；Q2是第二烟道42内的气体流量值；QN是第N个烟道内的气体流量值。其中，本公式中的气体流量值均为步骤S121张标定后的气体流量值进行运算。

[0110] 其中，步骤S150还包括：

[0111] 步骤S151，获取预设时间段内烧结系统100的碳输入总量、碳排放总量和碳消耗量的历史数据；

[0112] 步骤S152，根据历史数据绘制的碳输入总量、碳排放总量和碳消耗量对应的变化曲线；

[0113] 步骤S153，根据每一个变化曲线的变化趋势判断在预设时间段内碳输入总量和碳排放总量是否出现异常；

[0114] 步骤S154，若碳输入总量或碳排放总量中任一项出现异常，则生成提醒信息，以提醒用户分析出现异常的原因。

[0115] 其中，提醒信息设置为由LED灯发出的光、声音信息或文字信息。

[0116] 与步骤S154同时进行的步骤还包括：

[0117] 步骤S155，获取烧结过程中的烧结参数和烧结参数对应的历史数据；

[0118] 步骤S156，根据历史数据绘制烧结参数的变化曲线，将变化曲线显示在显示区域内；

[0119] 其中，烧结参数包括矿原料的投料量、矿原料与碳输入总量的比例、烟道锅炉中的加水量、气体燃料的消耗量和烧结机的转速。

[0120] 在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

[0121] 需要说明的是，上述关于计算机可读存储介质或计算机设备所能实现的功能或步骤，可对应参阅前述方法实施例中，服务端侧以及设备端侧的相关描述，为避免重复，这里不再一一描述。

[0122] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

[0123] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

[0124] 本领域技术人员能够理解的是，本发明通过获取烧结系统100的碳输入总量和碳排放总量来计算烧结系统100的碳消耗量，并通过判断碳消耗量是否小于碳输入总量的预设阈值来判断烧结过程是否燃烧完全，若不完全则生成提醒信息以提醒操作人员分析燃烧不充分的原因。本发明开创性地通过计算烧结系统100的整体碳消耗量来判断烧结是否完全，并提醒用户对烧结不完全的原因进行分析，进而对烧结系统100进行优化调节，提高烧结系统100的烧结效率并降低烧结的成本。

[0125] 至此，已经结合前文的多个实施例描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围并不仅限于这些具体实施例。在不偏离本发明技术原理的前提下，本领域技术人员可以对上述各个实施例中的技术方案进行拆分和组合，也可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，凡在本发明的技术构思和/或技术原理之内所做的任何更改、等同替换、改进等都将落入本发明的保护范围之内。