用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其包括在造渣期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔體中PbO和PbS特征光譜發(fā)射強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行采集的造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元以及在造銅期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐煙道煙氣中的SO2氣體濃度信號(hào)進(jìn)行采集的造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元，數(shù)據(jù)處理單元分析處理造渣、造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元采集的信號(hào)判斷是否到達(dá)造渣、造銅終點(diǎn)并調(diào)控是否停風(fēng)吹煉。上述控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)銅轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中造渣終點(diǎn)、造銅終點(diǎn)的精確判斷，避免出現(xiàn)過(guò)吹、欠吹等現(xiàn)象，保證銅轉(zhuǎn)爐吹煉的安全生產(chǎn)，提高銅冶煉的效率。
【專利說(shuō)明】用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及銅精礦冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]銅锍吹煉主要采用PS轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)，目前全球礦產(chǎn)粗銅80%產(chǎn)能均采用PS轉(zhuǎn)爐吹煉。冰銅吹煉是分周期進(jìn)行的，分為造渣期和造銅期，在造渣期，從風(fēng)口向爐內(nèi)熔體中鼓入空氣或富氧空氣，通過(guò)空氣的攪拌，冰銅中的FeS被氧化，生成FeO和SO2 ；FeO再與添加的熔劑中的SiO2進(jìn)行造渣反應(yīng)。造渣反應(yīng)一結(jié)束，暫時(shí)停止送風(fēng)，進(jìn)行排渣操作。在造銅期，留在爐內(nèi)的白冰銅(主要以Cu2S的形式存在)與鼓入的空氣中的氧反應(yīng)，生成粗銅和S02。
[0003]銅锍吹煉過(guò)程中，對(duì)造渣期和造銅期終點(diǎn)的判斷極其重要，終點(diǎn)判斷誤差幾分鐘就會(huì)使得后續(xù)的處理延長(zhǎng)數(shù)小時(shí)，嚴(yán)重影響銅冶煉的效率。如在造渣期，渣過(guò)吹，會(huì)使FeO進(jìn)一步氧化成Fe3O4，渣欠吹，F(xiàn)e除不盡，易生成Fe3O4，產(chǎn)生鐵酸銅(Cu20.Fe2O3)均使得渣型惡化，渣含銅升高，同時(shí)粘度高的Fe3O4化合物易粘接在爐內(nèi)壁，縮小爐容積，使得銅轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力降低；若過(guò)吹(老銅)，含氧高，對(duì)后續(xù)工序陽(yáng)極爐作業(yè)還原時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，增加還原天然氣消耗；若欠吹(嫩銅)，含硫高，對(duì)后續(xù)工序陽(yáng)極爐作業(yè)影響是氧化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，增加燃燒天然氣消耗。同時(shí)，都會(huì)降低粗銅品位，影響粗銅質(zhì)量。另外，在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，發(fā)生的反應(yīng)幾乎全部是放熱反應(yīng)，為維持熱平衡，必須根據(jù)爐溫變化適時(shí)加入冷料減少溫度波動(dòng)，保護(hù)爐襯和延長(zhǎng)爐壽命。但是，目前關(guān)于銅轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)判斷所采用方法大多是人工取樣、目測(cè)渣樣、銅樣變化及火焰擺動(dòng)、飛濺火花變化情況判斷吹煉終點(diǎn)，爐溫的測(cè)定也是采取人工取樣目測(cè)其流動(dòng)性，或者觀察爐膛亮度。而人工取樣容易受操作工人的精神狀態(tài)以及個(gè)人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的影響，造成終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)、命中率低，容易造成過(guò)吹、“冷爐”或“噴爐”等安全隱患。同時(shí)命中率低，需重復(fù)取樣，迫使傾轉(zhuǎn)爐體頻繁，大量冶煉廢氣從爐口外排造成空氣污染，影響操作工人的身體健康。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)對(duì)銅轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中造渣終點(diǎn)、造銅終點(diǎn)的精確判斷，避免出現(xiàn)過(guò)吹、欠吹等現(xiàn)象，保證銅轉(zhuǎn)爐吹煉的安全生產(chǎn)，提高銅冶煉的效率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，包括在造渣期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔體中PbO和PbS特征光譜發(fā)射強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行采集的造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元，以及在造銅期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐煙道煙氣中的SO2氣體濃度信號(hào)進(jìn)行采集的造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元，數(shù)據(jù)處理單元分析處理造渣、造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元采集的信號(hào)判斷是否到達(dá)造渣、造銅終點(diǎn)并調(diào)控是否停風(fēng)吹煉；造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐爐口上方，其包括依次連接的光學(xué)導(dǎo)入裝置、第一光譜儀、光電探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集卡，第一光譜儀對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行分光，然后由光電探測(cè)器完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而由數(shù)據(jù)采集卡完成整個(gè)光譜數(shù)據(jù)采集工作，并將采集到的光譜數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行分析處理判斷是否到達(dá)造洛終點(diǎn)。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在造渣期接近終點(diǎn)時(shí)，銅轉(zhuǎn)爐內(nèi)的PbS開(kāi)始氧化反應(yīng)生成PbO，因此可通過(guò)檢測(cè)銅轉(zhuǎn)爐造渣冶煉過(guò)程中PbS、PbO濃度變化來(lái)對(duì)造渣終點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷；造銅期熔體主要成份是Cu2S,其冶煉任務(wù)是脫硫，生成氣體SO2濃度變化明顯。通過(guò)大量生產(chǎn)實(shí)踐表明，造銅期吹煉期間，煙氣中SO2濃度大約穩(wěn)定在10?15%之間，在造銅期后期，濃度下降到突變短暫時(shí)段區(qū)域即造銅期終點(diǎn)，濃度約在0.8?1.2%之間。因此本實(shí)用新型中通過(guò)在造渣期對(duì)銅轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔體中PbO和PbS以及在造銅期對(duì)銅轉(zhuǎn)爐煙道煙氣中SO2的數(shù)據(jù)采集，可實(shí)現(xiàn)對(duì)造渣、造銅終點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷，調(diào)控停風(fēng)吹煉，從而達(dá)到避免出現(xiàn)過(guò)吹、欠吹等現(xiàn)象，保證銅轉(zhuǎn)爐吹煉的安全生產(chǎn)，提高銅冶煉的效率。造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元采集的信號(hào)應(yīng)當(dāng)間接或者直接的能夠表征出熔體中PbO和PbS的濃度變化。在本實(shí)用新型中，具體操作時(shí)是利用造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元采集銅轉(zhuǎn)爐熔體中PbO和PbS的特征光譜發(fā)射強(qiáng)度信號(hào)，而該強(qiáng)度信號(hào)直接反應(yīng)出熔體中PbO和PbS的濃度變化最終可依據(jù)PbO、PbS的特征光譜發(fā)射強(qiáng)度變化曲線交點(diǎn)進(jìn)行造渣終點(diǎn)的準(zhǔn)確判斷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型光學(xué)導(dǎo)入裝置實(shí)施例一的光路示意圖；
[0009]圖3是本實(shí)用新型光學(xué)導(dǎo)入裝置實(shí)施例二的光路示意圖；
[0010]圖4是本實(shí)用新型光學(xué)導(dǎo)入裝置實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖5是圖4的A-A剖視圖；
[0012]圖6是圖4的B-B剖視圖；
[0013]圖7為數(shù)據(jù)處理單元對(duì)造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理的結(jié)果；
[0014]圖8為數(shù)據(jù)處理單元對(duì)造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元采集的信號(hào)進(jìn)行分析處理的結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合圖1至圖8,對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述。
[0016]參閱圖1，本實(shí)用新型提供的銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其包括在造渣期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐10內(nèi)熔體中PbO和PbS特征光譜發(fā)射強(qiáng)度進(jìn)行信號(hào)采集的造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元20，以及在造銅期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐煙道煙氣中的SO2氣體濃度信號(hào)進(jìn)行采集的造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元30，數(shù)據(jù)處理單元50分析處理造渣、造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元20、30采集的信號(hào)判斷是否到達(dá)造渣、造銅終點(diǎn)并調(diào)控是否停風(fēng)吹煉。數(shù)據(jù)處理單元50可為一計(jì)算機(jī)構(gòu)成，顯示分析處理的數(shù)據(jù)和結(jié)果，操作人員可根據(jù)結(jié)果手動(dòng)調(diào)節(jié)是否停止吹煉，或者通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)控執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)是否停止吹煉。
[0017]具體操作時(shí)，造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元20設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐10爐口上方，其包括依次連接的光學(xué)導(dǎo)入裝置21、第一光譜儀22、光電探測(cè)器23、數(shù)據(jù)采集卡24，第一光譜儀22對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行分光，然后由光電探測(cè)器23完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而由數(shù)據(jù)采集卡24完成整個(gè)光譜數(shù)據(jù)采集工作，最后通過(guò)RS232串口與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信，將采集到的光譜數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理單元50進(jìn)行分析處理判斷是否到達(dá)造渣終點(diǎn)。第一光譜儀22的波長(zhǎng)范圍為495?628nm，光譜分辨率為0.5nm。這里的光電探測(cè)器23可選用PDA系列的，數(shù)據(jù)采集卡24使用基于DSP (數(shù)字信號(hào)處理器)設(shè)計(jì)的。
[0018]數(shù)據(jù)處理單元50對(duì)造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元20檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行如下處理:將造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元20檢測(cè)的PbO、PbS特征光譜發(fā)射強(qiáng)度信號(hào)在同一坐標(biāo)系下分別繪制生成PbO光強(qiáng)曲線和PbS的光強(qiáng)曲線，曲線坐標(biāo)的橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為光強(qiáng)，如圖7所示，判斷兩條曲線是否相交，如果相交，則該交點(diǎn)前后五分鐘的時(shí)間區(qū)間為造渣終點(diǎn)區(qū)間，在該造渣終點(diǎn)區(qū)間內(nèi)進(jìn)行停風(fēng)吹煉作業(yè)；否則繼續(xù)造渣吹煉操作。
[0019]造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元30設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐10的煙道壁上，包括煙道同一高度相對(duì)的兩側(cè)壁處對(duì)應(yīng)設(shè)置的發(fā)射光源31和第二光譜儀32，第二光譜儀32對(duì)發(fā)射光源31發(fā)出的經(jīng)煙氣吸收后的光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的光信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理單元50進(jìn)行分析處理判斷否到達(dá)造銅終點(diǎn)。所述發(fā)射光源31為氘燈，發(fā)射波長(zhǎng)為200nm?260nm的紫外光，第二光譜儀32及數(shù)據(jù)處理單元50對(duì)該波段的經(jīng)煙氣吸收后的光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)計(jì)算。
[0020]數(shù)據(jù)處理單元50對(duì)造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元30檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行如下處理:將造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元30采集的煙氣中SO2的體積濃度信號(hào)繪制成曲線并進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，如圖8所示。當(dāng)SO2體積濃度達(dá)到造銅期終點(diǎn)區(qū)間，造銅期終點(diǎn)區(qū)間是指煙道煙氣中SO2體積濃度范圍為
0.8%?1.2%的時(shí)期，則進(jìn)行停風(fēng)操作，否則繼續(xù)造銅吹煉；
[0021]造銅終點(diǎn)信號(hào)采集單元30的發(fā)射光源31為氘燈，氘燈發(fā)出的紫外光經(jīng)過(guò)測(cè)量池吸收后，通過(guò)光纖進(jìn)入第二光譜儀32，經(jīng)過(guò)第二光譜儀32分光輸出至數(shù)據(jù)處理單元50進(jìn)行處理。發(fā)射光源31采用氘燈，光譜波段為185nm?400nm，滿足測(cè)量所需的200nm?260nm的需要。氘燈直接耦合輸入，光纖輸出。本實(shí)用新型中的造銅終點(diǎn)信號(hào)采集單元30能適應(yīng)煙氣中SO2體積濃度的波動(dòng)變化，解決了因光纖多次耦合效率低、傳輸能量損失大、信號(hào)減弱、數(shù)據(jù)延遲等關(guān)鍵技術(shù)難題，克服普通SO2煙氣分析儀無(wú)法長(zhǎng)期適應(yīng)轉(zhuǎn)爐工況問(wèn)題，具體檢測(cè)流程為:
[0022]1、當(dāng)爐內(nèi)煙氣經(jīng)過(guò)測(cè)量池時(shí)，發(fā)光光源31發(fā)射的紫外光照射在被測(cè)氣體上，其中200nm?260nm波長(zhǎng)的光被SO2氣體吸收。
[0023]2、吸收后的紫外光信號(hào)通過(guò)光纖傳送到第二光譜儀32中的分光系統(tǒng)進(jìn)行分光后，出射光譜由光敏二級(jí)管陣列按波長(zhǎng)接收，由前置放大器放大并由采集卡采集。
[0024]3、最終經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)化后輸入數(shù)據(jù)處理單元50進(jìn)行處理，得到爐內(nèi)煙氣中SO2體積濃度。
[0025]進(jìn)一步的，在本實(shí)用新型提供的銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)中，還包括對(duì)造渣期、造銅期對(duì)銅轉(zhuǎn)爐10內(nèi)熔體溫度進(jìn)行信號(hào)采集的溫度檢測(cè)單元40，數(shù)據(jù)處理單元50分析處理溫度檢測(cè)單元40采集的信號(hào)并調(diào)控冷料的投加，防止“冷爐”或“噴爐”的現(xiàn)象發(fā)生以及延長(zhǎng)銅轉(zhuǎn)爐壽命。
[0026]溫度檢測(cè)單元40設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐10爐口上方，溫度檢測(cè)單元40為雙色紅外測(cè)溫儀，該測(cè)溫儀包括比色測(cè)溫探頭，測(cè)溫儀的測(cè)溫范圍:600?2000°C。轉(zhuǎn)爐煉銅熔體溫度高且吹煉過(guò)程中攪動(dòng)劇烈，高塵、飛渣，傳統(tǒng)測(cè)溫?zé)o法連續(xù)檢測(cè)。本實(shí)用新型根據(jù)比色測(cè)溫原理，將帶有自動(dòng)清理功能的雙色紅外測(cè)溫裝置安裝在爐口上方合適位置，測(cè)溫探頭伸縮與爐體傾轉(zhuǎn)連鎖控制，避免因爐膛內(nèi)飛濺的銅渣粘附力在探頭表面形成了一層堅(jiān)固的廢渣層導(dǎo)致采集孔逐漸變小、信號(hào)逐漸變?nèi)?，提高設(shè)備使用壽命和減小維修成本。[0027]采用雙色紅外測(cè)溫儀，即一個(gè)雙色探測(cè)器測(cè)定兩個(gè)紅外光譜的能量，其比值確定目標(biāo)溫度。另由于測(cè)量結(jié)果靠近測(cè)量視場(chǎng)中的最高溫度，而不是平均溫度，因此雙色比色測(cè)溫可以安裝的更遠(yuǎn)，適宜于對(duì)銅轉(zhuǎn)爐熔體溫度的測(cè)量。
[0028]總之，本實(shí)用新型提供的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)對(duì)銅轉(zhuǎn)爐10吹煉過(guò)程中造渣終點(diǎn)、造銅終點(diǎn)的精確判斷以及爐溫的準(zhǔn)確控制，避免出現(xiàn)過(guò)吹、冷爐、噴爐等現(xiàn)象，保證銅轉(zhuǎn)爐吹煉的安全生產(chǎn)，提高銅冶煉的效率。下面對(duì)造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元20中的光學(xué)導(dǎo)入裝置21作進(jìn)一步詳細(xì)敘述:
[0029]參閱圖2、圖3、圖4，所述的導(dǎo)入光學(xué)裝置21包括設(shè)置在鏡筒211內(nèi)的透鏡212、平面反射鏡213以及反射鏡214，所述的透鏡212布置在鏡筒211前段或中段位置處，光線自鏡筒211的前端進(jìn)入，鏡筒211的后端布置所述的平面反射鏡213，平面反射鏡213將經(jīng)過(guò)透鏡212聚集的光線反射至透鏡212 —側(cè)，透鏡212靠近平面反射鏡213的一側(cè)或透鏡212的周邊相鄰布置所述的反射鏡214用于接收平面反射鏡213反射的光線，反射鏡214相對(duì)應(yīng)位置處的鏡筒211筒壁上開(kāi)設(shè)通孔用于布置光纖217輸出光信號(hào)至所述的第一光譜儀22。這里，通過(guò)在透鏡211的一側(cè)設(shè)置平面反射鏡213，將透鏡212聚集的光線再反射回透鏡212那一側(cè)，通過(guò)巧妙地布置透鏡212、平面反射鏡213、反射鏡214，充分利用透鏡212后側(cè)的區(qū)域，減小鏡筒211的長(zhǎng)度；同時(shí)該設(shè)計(jì)中，光線反射次數(shù)較少，能量損耗少。平面反射鏡213將透鏡212聚集的光線反射至透鏡212 —側(cè)，其反射的角度與反射鏡214的布置位置有關(guān)。
[0030]實(shí)施例一中，所述的反射鏡214貼合透鏡212靠近平面反射鏡213的一側(cè)布置，透鏡212、平面反射鏡213以及反射鏡214的中心位于同一直線上，光路圖如圖1所示。當(dāng)反射鏡214設(shè)置在透鏡212的一側(cè)而不是周邊位置時(shí)，反射鏡214對(duì)入射光線有一定的阻擋，但是由于反射鏡214的尺寸很小，其阻擋掉的光線非常少，可以忽略不計(jì)；采用這種光路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，鏡筒211的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，光纖217的布置更為簡(jiǎn)便。
[0031]實(shí)施例二中，所述的反射鏡214位于透鏡212的周邊相鄰布置，所述的平面反射鏡213與鏡筒211的軸芯呈一定夾角，該夾角使得平面反射鏡213將光線發(fā)射到所述的反射鏡214上，光路圖如圖2所示。使用這種光路設(shè)計(jì)時(shí)，由于斜線長(zhǎng)于直線，鏡筒211可以進(jìn)一步縮短，且反射鏡214布置在透鏡212的周邊，不會(huì)對(duì)入射光線產(chǎn)生阻擋，但由于反射鏡214也布置在鏡筒211的筒壁處，所以鏡筒211的結(jié)構(gòu)、光纖217的布置比實(shí)施例一中繁瑣一些。
[0032]參閱圖4、圖5、圖6,相較而言,米用實(shí)施例一中的方案,光纖217的布置以及鏡筒211的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、方便設(shè)計(jì)，下面以實(shí)施例一為例進(jìn)行詳細(xì)敘述。作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，為了便于透鏡212與反射鏡214之間的安裝，所述的透鏡212為K9玻璃材料制作的平凸透鏡，其平面一側(cè)朝向平面反射鏡213，所述的反射鏡214為45°棱鏡反射鏡，45°棱鏡反射鏡的一個(gè)直角面粘合在平凸透鏡的平面上。由于平凸透鏡和45°棱鏡反射鏡相貼合的面都是平面，兩者直接粘合即可，安裝非常的方便。
[0033]由于本裝置主要用于銅冶煉過(guò)程發(fā)射光譜分析系統(tǒng)中，其工作環(huán)境非常差，灰塵、雜質(zhì)很多，很容易對(duì)透鏡212造成損害，因此，更優(yōu)選地，所述鏡筒211的光線入射端與透鏡212之間設(shè)置有防護(hù)窗片215用于保護(hù)所述的透鏡212。防護(hù)窗片215就選用普通的通透的玻璃即可，當(dāng)防護(hù)窗片215污染嚴(yán)重，無(wú)法清理時(shí)，可以更換一塊新的，其更換成本遠(yuǎn)低于更換透鏡212的成本。
[0034]由于鏡筒211內(nèi)要安裝防護(hù)窗片215、透鏡212以及平面反射鏡213，為了便于各鏡片的安裝，所述的鏡筒211包括前段、后段以及端蓋，前段與后段一端通過(guò)螺紋連接，后段的另一端通過(guò)端蓋密封，所述的防護(hù)窗片215設(shè)置在鏡筒211的前段的后端位置處，透鏡212布置在鏡筒211的后段的前端位置處，平面反射鏡213固定在端蓋上。通過(guò)將鏡筒211分為多段，方便裝配透鏡212、平面反射鏡213以及防護(hù)窗片215 ;同時(shí)，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，將透鏡212、平面反射鏡213以及反射鏡214密封在鏡筒211中，防止各鏡片受到環(huán)境的污染。
[0035]設(shè)置了防護(hù)窗片215后，可以保護(hù)透鏡212不受灰塵、雜質(zhì)的污染，但是，防護(hù)窗片215本身需要經(jīng)常更換，也是比較麻煩的。這里，在所述鏡筒211的光線入射端與防護(hù)窗片215之間的筒壁上設(shè)置有吹氣單元216。所述的吹氣單元216有兩組，其中一組靠近鏡筒211的光線入射端布置，該組吹氣單元216朝鏡筒211外吹氣且其氣簾呈錐狀，另外一組靠近防護(hù)窗片215且其吹氣方向垂直鏡筒211的軸芯布置，每組吹氣單元216包括三個(gè)吹氣孔，三個(gè)吹氣孔沿鏡筒211筒壁的周向間隔均勻布置，如圖5所示。吹氣單元216的設(shè)置，避免灰塵、雜質(zhì)進(jìn)入鏡筒211，有效保護(hù)防護(hù)窗片215。
【權(quán)利要求】
1.一種用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括在造渣期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐(10)內(nèi)熔體中PbO和PbS特征光譜發(fā)射強(qiáng)度信號(hào)進(jìn)行采集的造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元(20)，以及在造銅期在線對(duì)銅轉(zhuǎn)爐煙道煙氣中的SO2氣體濃度信號(hào)進(jìn)行采集的造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元(30)，數(shù)據(jù)處理單元(50)分析處理造渣、造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元(20、30)采集的信號(hào)判斷是否到達(dá)造渣、造銅終點(diǎn)并調(diào)控是否停風(fēng)吹煉； 造渣終點(diǎn)檢測(cè)單元(20)設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐(10)爐口上方，其包括依次連接的光學(xué)導(dǎo)入裝置(21)、第一光譜儀(22)、光電探測(cè)器(23)、數(shù)據(jù)采集卡(24)，第一光譜儀(22)對(duì)接收到的光信號(hào)進(jìn)行分光，然后由光電探測(cè)器(23)完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而由數(shù)據(jù)采集卡(24)完成整個(gè)光譜數(shù)據(jù)采集工作，并將采集到的光譜數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)處理單元(50 )進(jìn)行分析處理判斷是否到達(dá)造渣終點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:造銅終點(diǎn)檢測(cè)單元(30)設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐(10)的煙道壁上，包括煙道同一高度相對(duì)的兩側(cè)壁處對(duì)應(yīng)設(shè)置的發(fā)射光源(31)和第二光譜儀(32) ，第二光譜儀(32)對(duì)發(fā)射光源(31)發(fā)出的經(jīng)煙氣吸收后的光進(jìn)行光強(qiáng)檢測(cè)，并將檢測(cè)到的光強(qiáng)信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)處理單元(50 )進(jìn)行分析處理判斷是否到達(dá)造銅終點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括在造渣期、造銅期對(duì)銅轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔體溫度進(jìn)行信號(hào)采集的溫度檢測(cè)單元(40)，數(shù)據(jù)處理單元(50)分析處理溫度檢測(cè)單元(40)采集的信號(hào)并調(diào)控冷料的投加；所述的溫度檢測(cè)單元(40)設(shè)置在銅轉(zhuǎn)爐(10 )爐口上方，溫度檢測(cè)單元(40 )為雙色紅外測(cè)溫儀。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的光學(xué)導(dǎo)入裝置(21)包括設(shè)置在鏡筒(211)內(nèi)的透鏡(212)、平面反射鏡(213)以及反射鏡(214)，所述的透鏡(212)布置在鏡筒(211)前段或中段位置處，光線自鏡筒(211)的前端進(jìn)入，鏡筒(211)的后端布置所述的平面反射鏡(213)，平面反射鏡(213)將經(jīng)過(guò)透鏡(212)聚集的光線反射至透鏡(212)—側(cè)，透鏡(212)靠近平面反射鏡(213)的一側(cè)或透鏡(212)的周邊相鄰布置所述的反射鏡(214)用于接收平面反射鏡(213)反射的光線，反射鏡(214)相對(duì)應(yīng)位置處的鏡筒(211)筒壁上開(kāi)設(shè)通孔用于布置光纖(217)輸出光信號(hào)至所述的第一光譜儀(22)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的反射鏡(214)貼合透鏡(212)靠近平面反射鏡(213)的一側(cè)布置，透鏡(212)、平面反射鏡(213)以及反射鏡(214)的中心位于同一直線上。
6.如權(quán)利要求4所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的反射鏡(214)位于透鏡(212)的周邊相鄰布置，所述的平面反射鏡(213)與鏡筒(211)的軸芯呈一定夾角，該夾角使得平面反射鏡(213)將光線反射到所述的反射鏡(214)上。
7.如權(quán)利要求5所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的透鏡(212)為K9玻璃材料制作的平凸透鏡，其平面一側(cè)朝向平面反射鏡(213)，所述的反射鏡(214)為45°棱鏡反射鏡，45°棱鏡反射鏡的一個(gè)直角面粘合在平凸透鏡的平面上。
8.如權(quán)利要求7所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述鏡筒(211)的光線入射端與透鏡(212)之間設(shè)置有防護(hù)窗片(215)用于保護(hù)所述的透鏡(212)。
9.如權(quán)利要求8所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的鏡筒(211)包括前段、后段以及端蓋，前段與后段一端通過(guò)螺紋連接，后段的另一端通過(guò)端蓋密封，所述的防護(hù)窗片(215 )設(shè)置在鏡筒(211)的前段的后端位置處，透鏡(212)布置在鏡筒(211)的后段的前端位置處，平面反射鏡(213)固定在端蓋上。
10.如權(quán)利要求8或9所述的用于銅轉(zhuǎn)爐吹煉的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述鏡筒(211)的光線入射端與防護(hù)窗片(215)之間的筒壁上設(shè)置有吹氣單元(216);所述的吹氣單元(216)有兩組，其中一組靠近鏡筒(211)的光線入射端布置，該組吹氣單元(216)朝鏡筒(211)外吹氣且其氣簾呈錐狀，另外一組靠近防護(hù)窗片(215)且其吹氣方向垂直鏡筒(211)的軸芯布置，每組吹氣單元(216)包括三個(gè)吹氣孔，三個(gè)吹氣孔沿鏡筒(22)筒壁的周向間隔均勻布置。
【文檔編號(hào)】C22B15/06GK203700464SQ201320823885
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】吳華峰, 高閩光, 王鋒平, 張玉鈞, 李相賢, 劉文清, 常國(guó)濤, 宋修明, 吳文明, 盛放, 魏慶農(nóng), 黃永峰 申請(qǐng)人:合肥金星機(jī)電科技發(fā)展有限公司