基于图像识别的高温熔渣流量测量及调节规律研究

发布时间：2021-10-08 02:05

　　高炉渣作为钢铁生产中的重要副产物,排放温度极高,蕴含大量的余热资源,尚未得到妥善利用。目前水淬急冷是高炉渣处理的主要方式,但该技术浪费了大量的余热和水资源,对环境造成了污染。因此,高炉渣干式余热回收成为了当前的研究重点,离心粒化法因其余热回收品质高、粒化效果佳、装置可靠性强等优势,成为了目前最可行的高炉渣干式余热回收技术。然而,目前该技术尚不成熟,高炉熔渣流量测量及调节是尚未解决的问题之一,而粒化效果和余热回收率均与流量直接相关。因此,本文针对高温熔融高炉渣的流量测量及调节问题展开了研究,以期为离心粒化余热回收系统的应用提供理论指导。本文基于图像识别技术,利用Python语言,在Anaconda环境下进行了高炉渣流量测量程序的开发,并分别利用低温模拟工质和高温熔渣进行了相关研究。首先探讨了利用图像识别进行高温熔融高炉渣流量测量的可行性,对熔渣液柱图像的特征进行了分析,以此为基础设计了针对熔渣液柱流量的算法,研究了冷却条件、拍摄光圈、熔渣初温等参数对熔渣流量测量精度的影响。随后,利用与熔融高炉渣物性相似的甘油溶液为工质,系统地研究了拍摄参数及数据处理手法对测量精度的影响。最后,基于塞棒控... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1日本六大钢铁公司联合开发的高炉渣风淬余热回收流程示意图[13]

重庆大学硕士学位论文1绪论5③机械搅拌法机械搅拌法利用机械搅拌破碎熔渣。以日本住友金属工业[15]于20世纪80年代开发的机械搅拌造粒装置为例，此法将高炉熔渣从上端注入，在叶片的搅拌作用下进行破碎，形成直径20mm左右的粒化渣，从装置下端排出，整个粒化装置由外部水套进行冷却，以此保证装置运行的稳定性。此装置处理能力达到30t·h-1，因排渣温度高达900℃，此装置的热回收率仅为50%左右，且所得冷态高炉渣玻璃体含量低，无法到达制作水泥熟料的要求，经济价值较低。图1.3住友金属工业机械搅拌工艺系统图[15]Fig.1.3TheMechanicalstirringprocessofKawasakisteelindustries[15]④离心粒化法离心粒化法[16-19]最初由英国的Pickering等人于1985年提出，该方法的基本原理是将高温熔渣引至高速旋转的粒化器上，利用离心力促使高温熔渣破碎成细小液滴，液滴凝结成固体后进入换热装置进行余热回收利用。以英国钢铁公司（BSC）设计建造的离心粒化余热回收系统为例，高温熔渣从渣沟流入高速旋转的转杯中心，受离心力作用，熔渣从转杯边缘被甩出，破碎为小液滴，熔渣液滴飞行过程中，与环境冷空气换热后冷却凝固，撞击内部水冷壁后落入底部流化床，初步换热后溢流至二级流化床进行深度换热，换热完成后的高炉渣粒最终从底部排渣管中排出。在实验室条件下，该系统实现了渣粒平均粒径2mm且玻璃体含量大于95%，除此之外，该系统达到了60%左右的余热回收率。

重庆大学硕士学位论文1绪论6图1.4英国钢铁公司离心粒化余热回收系统图[16-19]Fig.1.4SchematicdiagramcentrifugalgranulationsystemdevelopedbyBSC[16-19]不同干式粒化方法的比较如表1.3所示，与风淬法、转鼓法、机械搅拌法等其他干式粒化法相比，离心粒化法具有操作简单、可靠性高、设备紧凑等优势，同时，由于离心粒化法在运行过程中形成的液滴尺寸小，故其余热回收率也较高，成为了当前最有前景的干式处理方法。表1.3不同干式粒化方法的比较Table1.3Comparisonofdryslaggranulationmethod粒化方法优势缺点风淬法渣粒玻璃体含量高，粉碎性好占地面积大，技术稳定性不足，成本高转鼓法渣粒玻璃体含量高热回收率偏低机械搅拌法处理能力强渣粒尺寸大且不均匀，玻璃体含量低，热回收效率低离心粒化法操作简单、可靠性高、设备紧凑、液滴直径孝回收余热品位高、耗能低技术尚未完全成熟，渣粒品质与物料利用协同困难

【参考文献】：
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本文编号：3423217