冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置，該裝置在電解槽（6）中設置若干個等溫區(qū)（5），每個等溫區(qū)（5）中均設有至少兩個熱電偶套管（1），用于實時檢測電解槽（6）底部和側(cè)部溫度的熱電偶（2）插入熱電偶套管（1）中，熱電偶（2）通過有線或無線方式與溫度控制系統(tǒng)（3）連接，溫度控制系統(tǒng)（3）與焙燒專家系統(tǒng)（4）連接；焙燒專家系統(tǒng)（4）包括推理機和知識庫；溫度控制系統(tǒng)（5）包括自動調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機構(gòu)。本實用新型通過焙燒專家系統(tǒng)和焙燒溫度控制系統(tǒng)對實時檢測冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度數(shù)據(jù)結(jié)合推理機和知識庫，自動調(diào)節(jié)燃氣供給量或供電負荷，確保各等溫區(qū)熱量供給均勻，解決爐窯內(nèi)襯欠焙燒或過焙燒等技術(shù)問題。
【專利說明】
冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]焙燒啟動是冶金爐窯生產(chǎn)的重要工作，內(nèi)襯焙燒質(zhì)量的好壞直接影響爐窯壽命和冶金生產(chǎn)。傳統(tǒng)的冶金爐窯焙燒啟動時均不對焙燒過程溫度及其熱場分布實時檢測，只按照事先確定的工藝參數(shù)和曲線進行焙燒，不僅時間和溫度等確定不變，而且焙燒過程不按照爐窯內(nèi)溫度分布調(diào)節(jié)燃氣供給量和供電負荷。鑒于現(xiàn)場生產(chǎn)條件、材料來源、環(huán)境溫度等都可能發(fā)生變化，致使傳統(tǒng)的焙燒啟動可能會呈現(xiàn)以下問題:一方面，可能導致爐窯中內(nèi)襯欠焙燒，內(nèi)襯材料焦化和理化指標等在還沒有達到預定的目標時，焙燒過程就結(jié)束了，此時進行投料生產(chǎn)，極易造成爐窯早期破損等；另一方面，可能導致爐窯中內(nèi)襯過焙燒，此種情況下雖然內(nèi)襯材料焦化和理化指標等都已達到了預定的目標，但焙燒過程還在進行，造成能源、材料浪費與排放增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置，以解決現(xiàn)有的焙燒啟動方法存在的爐窯中內(nèi)襯欠焙燒或者過焙燒等技術(shù)問題。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0005]本實用新型采用這樣一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置，它是在電解槽中設置若干個等溫區(qū)，每個等溫區(qū)中均設有至少兩個熱電偶套管，用于實時檢測電解槽底部和側(cè)部溫度的熱電偶插入熱電偶套管中，熱電偶通過有線或無線方式與溫度控制系統(tǒng)連接，溫度控制系統(tǒng)與焙燒專家系統(tǒng)連接;焙燒專家系統(tǒng)包括推理機和知識庫;溫度控制系統(tǒng)包括自動調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機構(gòu)。
[0006]本實用新型的冶金爐窯數(shù)字焙燒啟動方法是這樣的:焙燒時，熱電偶插入熱電偶套管中實時檢測爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實時傳送至溫度控制系統(tǒng)和焙燒專家系統(tǒng)，通過溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)爐窯內(nèi)的熱量供給，實現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量;通過焙燒專家系統(tǒng)及時推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達到焙燒預定目標，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達到節(jié)能、降耗、減排和可焙燒的目的。
[0007]其中，針對不同冶金爐窯生產(chǎn)工藝和擬采用內(nèi)襯材料的理化指標，分析內(nèi)襯焙燒需要的時間和溫度，并進行試驗，確定內(nèi)襯焙燒參數(shù)和焙燒曲線，形成焙燒啟動工藝。
[0008]進一步的，冶金爐窯設計時，分析爐窯內(nèi)襯焙燒時的熱平衡過程，規(guī)劃等溫區(qū)，并確定能檢測各等溫區(qū)溫度的最佳測溫位置，施工時將耐高溫、耐磨的剛性材料制成熱電偶套管，預埋在確定位置的內(nèi)襯中，焙燒啟動時插入熱電偶檢測各等溫區(qū)溫度，焙燒完成后取出熱電偶。
[0009]本實用新型的焙燒專家系統(tǒng)根據(jù)不同材料的理化指標和焦化溫度、時間指標，構(gòu)建知識庫;根據(jù)不同冶金爐窯焙燒工藝和制度，建立基于規(guī)則或案例推理的推理機;推理機通過實時檢測冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，跟蹤焙燒啟動過程，確定爐窯是否需要進一步延長焙燒時間，或者結(jié)束焙燒，并對焙燒過程的異常情況及時進行報警。溫度控制系統(tǒng)通過實時檢測冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，自動調(diào)節(jié)各燃氣設備或供電設備的燃氣供給量或供電負荷，確保各等溫區(qū)熱量供給均勻，從而解決了傳統(tǒng)的焙燒啟動時爐窯內(nèi)襯欠焙燒或過焙燒等技術(shù)問題。
【附圖說明】

[0010]圖1是本實用新型的數(shù)字焙燒裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011 ]圖2是本實用新型的數(shù)字焙燒方法原理圖；
[0012]圖3是焙燒啟動專家系統(tǒng)原理；
[0013]圖4是等溫區(qū)溫度控制原理。
[0014]附圖標記說明:1_熱電偶套管，2-熱電偶，3-溫度控制系統(tǒng)，4-焙燒專家系統(tǒng)，5-等溫區(qū)，6-電解槽。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0016]實施例1:
[0017]如圖1所示，某種冶金爐窯的數(shù)字焙燒方法是這樣的:冶金爐窯設計時，分析爐窯內(nèi)襯焙燒時的熱平衡過程，規(guī)劃等溫區(qū)5，并確定能檢測各等溫區(qū)5溫度的最佳測溫位置，施工時將耐高溫、耐磨的剛性材料制成熱電偶套管I，預埋在確定位置的內(nèi)襯中，焙燒啟動時插入熱電偶2檢測各等溫區(qū)5溫度，焙燒完成后取出熱電偶2。
[0018]如圖2所示，焙燒時，熱電偶2插入熱電偶套管I中實時檢測爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實時傳送至溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專家系統(tǒng)4，通過溫度控制系統(tǒng)3調(diào)節(jié)爐窯內(nèi)的熱量供給，實現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量;通過焙燒專家系統(tǒng)4及時推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達到焙燒預定目標，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達到節(jié)能、降耗、減排和可焙燒的目的。
[0019]如圖3所示，焙燒專家系統(tǒng)4包括推理機和知識庫，其中，根據(jù)不同材料的理化指標和焦化溫度、時間等，構(gòu)建知識庫;根據(jù)不同冶金爐窯焙燒工藝和制度，建立基于規(guī)則或案例推理的推理機。推理機通過實時檢測冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，跟蹤焙燒啟動過程，確定爐窯是否需要進一步延長焙燒時間，或者結(jié)束焙燒，并對焙燒過程的異常情況及時進行報警。
[0020]如圖4所示，溫度控制系統(tǒng)3包括自動調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機構(gòu)，并與燃氣系統(tǒng)或供電系統(tǒng)連鎖，通過實時檢測冶金爐窯內(nèi)襯側(cè)部和底部的溫度，自動調(diào)節(jié)各燃氣設備或供電設備的燃氣供給量或供電負荷，確保各等溫區(qū)5熱量供給均勻。
[0021]實施例2:
[0022]如圖1所示，下面給出一個具體的電解槽6中使槽陰極表面和陰極碳塊下面分別加熱900 0C和7500C焙燒啟動方法的【具體實施方式】。類似的，裝置系統(tǒng)包括熱電偶套管1、熱電偶2、溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專家系統(tǒng)4。其中，熱電偶2設在熱電偶套管I中并且設置在電解槽6中劃定的五個等溫區(qū)5中；焙燒時，熱電偶2插入套管I實時檢測電解槽6內(nèi)襯側(cè)部和底部溫度，并將數(shù)據(jù)實時傳送至溫度控制系統(tǒng)3和焙燒專家系統(tǒng)4，通過溫度控制系統(tǒng)3調(diào)節(jié)電解槽6內(nèi)的熱量供給，實現(xiàn)內(nèi)襯焙燒溫度的均勻性，確保焙燒質(zhì)量;通過焙燒專家系統(tǒng)4及時推理判斷內(nèi)襯材料焦化效果和是否已達到焙燒預定目標，決定是否繼續(xù)焙燒或者停止焙燒，達到節(jié)能、降耗、減排和可靠焙燒的目的。
[0023]焙燒過程結(jié)束的標志之一是槽內(nèi)襯表面溫度或平均溫度達到某一預設的標準值。實踐中該標準值可在780?950°C范圍，其決定因素主要取決于升溫速度(焙燒周期)、焙燒質(zhì)量和啟動(后電解質(zhì)液體量的生成)方法。
[0024]當然，以上只是本實用新型的具體應用范例，本實用新型還有其他的實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種冶金爐窯數(shù)字焙燒裝置，其特征在于:在電解槽(6)中設置若干個等溫區(qū)(5)，每個等溫區(qū)(5)中均設有至少兩個熱電偶套管(I)，用于實時檢測電解槽(6)底部和側(cè)部溫度的熱電偶(2)插入熱電偶套管(I)中，熱電偶(2)通過有線或無線方式與溫度控制系統(tǒng)(3)連接，溫度控制系統(tǒng)(3)與焙燒專家系統(tǒng)(4)連接;焙燒專家系統(tǒng)(4)包括推理機和知識庫;溫度控制系統(tǒng)(3)包括自動調(diào)節(jié)模塊和執(zhí)行機構(gòu)。
【文檔編號】C25C3/06GK205710951SQ201620621392
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】曹斌, 楊朝紅, 陳杰
【申請人】貴陽鋁鎂設計研究院有限公司