一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法.pdf

本发明涉及一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法，属于冶金行业模型实验测量技术领域。技术方案是：布料前，将有色染色剂(颜色不同于矿石料)喷洒在焦炭料表面，矿石料保持原有颜色；多批料的布料过程中(包括布料后和料层下降后)按时间点对有编号的料层进行实际测量和图像采集，得到料层形状和混合情况的数据，完成动态布料模型料层形状和混合情况实验。本发明的特点和效果：本方法操作简单方便，测量数据准确，可以对多料层的料层形状和混合规律进行动态分析，是研究布料规律非常实用的方法。

权利要求书
1.  一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法，其特征在于， 该方法包含如下操作步骤：
（1）制备有色焦炭料，布料前，将有色染色剂喷洒在焦炭料表面，矿石料保持 原有颜色，其中，所述的有色染色剂颜色不用于矿石料颜色
（2）多批料的布料过程中，包括布料后和料层下降后，按时间点对有编号的料 层进行实际测量和图像采集，焦炭料为已经染色的炉料；
（3）任意区域矿石料与焦炭料混合面积百分比的测量计算，根据上述时间点的 实际测量数据和图像数据，得到各料层形状和混合情况的数据，包括矿石料层 厚度，焦炭料层厚度和矿石料与焦炭料的混合面积百分比。

2.  根据权利要求1所述一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量 方法，其特征在于，所述的制备有色焦炭料，具体方法为：将不同粒度大小的 焦炭料按照预定比例进行充分混合，将混合料平坦放入敞口容器内铺平并使容 器倾斜在一定角度，该角度小于焦炭料的滚落角；将有色喷漆与稀释剂按照质 量百分比50%喷漆、50%稀释剂充分混匀形成有色染色剂；对混合的焦炭料进行 喷洒，充分染色后对染色料进行晾干和烘干处理，得到实验用有色焦炭料。

3.  根据权利要求1所述一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量 方法，其特征在于，所述的任意区域矿石料与焦炭料混合面积百分比的测量计 算：对任意区域的图像进行网格化测量，若单个网格内是有色焦炭料，则计入 焦炭混合累计数，若单个网格内是矿石料，则计入矿石混合累计数，根据总的 有效网格数，得到该区域矿石料与焦炭料混合面积百分比。

说明书一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法
技术领域
本发明是一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法，属 于冶金行业模型实验测量技术领域。
背景技术
高炉炉顶布料是在高温高压的条件下进行的，并不能从检测设备上获得布 料的实际效果，例如料层形状和混合情况，需要通过实验室的高炉布料模型实 验研究布料规律。在混合料层中，矿石料和焦炭料相互渗透的比例不同也会影 响炉料的透气性，需要对混合情况进行定量分析，矿石料和焦炭料在颜色上较 为相近，使得布料实验不易获得料层形状和混合的数据，现有技术中，如专利 公开号为CN102808054A公开了一种烧结矿和焦炭界面效应现象，提供一种高 炉布料模型散状料界面效应的混合状况测量方法。但是该方法对两种料都进行 染色使实验变得繁琐。此外，炉内料层在下降的过程中也会发生变化，矿石料 和焦炭料的混合和料层形变使得炉内的气流变化非常复杂，给研究高炉布料规 律带来困难。因此研究动态情况下多层料层形状和混合情况对于研究炉内气流 规律更具有实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测 量方法，在高炉实验模型中对多批次的料层形状和混合情况进行动态测量，根 据测量和图像数据计算得到多料层形状以及混合层两种料的混合比例，解决背 景技术中存在的上述问题。
为实现上述发明目的，本发明技术方案是：
一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法，该方法包含 如下操作步骤：
（1）制备有色焦炭料，布料前，将有色染色剂喷洒在焦炭料表面，矿石料 保持原有颜色，其中，所述的有色染色剂颜色不用于矿石料颜色
（2）多批料的布料过程中，包括布料后和料层下降后，按时间点对有编号 的料层进行实际测量和图像采集，焦炭料为已经染色的炉料；
（3）任意区域矿石料与焦炭料混合面积百分比的测量计算，根据上述时间 点的实际测量数据和图像数据，得到各料层形状和混合情况的数据，包括矿石 料层厚度，焦炭料层厚度和矿石料与焦炭料的混合面积百分比。
所述的制备有色焦炭料，具体方法为：将不同粒度大小的焦炭料按照预定 比例进行充分混合，将混合料平坦放入敞口容器内铺平并使容器倾斜在一定角 度，该角度小于焦炭料的滚落角；将有色喷漆与稀释剂按照质量百分比50%喷 漆、50%稀释剂充分混匀形成有色染色剂；对混合的焦炭料进行喷洒，充分染色 后对染色料进行晾干和烘干处理，得到实验用有色焦炭料。
所述的任意区域矿石料与焦炭料混合面积百分比的测量计算：对任意区域 的图像进行网格化测量，若单个网格内是有色焦炭料，则计入焦炭混合累计数， 若单个网格内是矿石料，则计入矿石混合累计数，根据总的有效网格数，得到 该区域矿石料与焦炭料混合面积百分比。
同现有技术相比，本发明的特点和效果：本方法操作简单方便，测量数据准确， 可以对多料层的料层形状和混合规律进行动态分析，是研究布料规律非常实用 的方法。
附图说明：
附图1是炉内料层形状和混合情况示意图；
图中：1-矿石料层，2-矿石料与焦炭料的混合料层，3-焦炭料层
附图2炉内料层下降后料层形状和混合情况示意图
附图3是本发明中制备有色焦炭料的流程图；
图中：1-不同粒度的焦炭料，2-混匀容器，3-用于喷洒的喷枪，4-倾斜α角度的 容器
附图4是矿石料与焦炭料的混合区域示意图；
图中：1-混合料的区域
附图5是矿石料与焦炭料的混合情况转化为网格示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细说明。
一种高炉布料实验模型料层形状及混合情况的动态测量方法，包含如下操 作步骤：
(1)布料前，使用白色染色剂制备有色焦炭料，按照下图将不同粒度 大小的焦炭料按照比例进行充分混合，将混合料平坦放入敞口容器内铺平并 使容器倾斜在一定角度(该角度小于焦炭料的滚落角)，这里取30度倾斜角； 将有色喷漆与稀释剂按照质量百分比50%喷漆、50%稀释剂充分混匀形成有 色染色剂；按照图2所示对先前的焦炭料进行喷洒，充分染色后对染色料进 行晾干和烘干处理，得到实验用有色焦炭料。矿石料保持原有颜色(这里是黑 色)，并按照下图的粒度大小和比例进行配料。按以上方法制备6批有色焦炭 料和矿石料，以供实验使用。

(2)多批料的布料过程中(包括布料后和料层下降后)按时间点对有编号的料 层进行实际测量和图像采集，焦炭料为已经染色的炉料；
(3)根据不同时间点的实测和图像数据，计算得到各料层形状和混合情况的 数据，取一批料的数据，这里使用网格化测量来计算任意区域矿石料与焦炭料 混合面积百分比，对混合区域的图像进行图像处理，一个像素点为一个网格， 循环遍历每个网格(像素点)，若单个网格内像素点的颜色接近白色(焦炭料)，则 计入焦炭混合累计数，若单个网格内像素点的颜色接近黑色(矿石料)，则计入矿 石混合累计数，根据总的有效网格数，计算得到该区域矿石料与焦炭料混合面 积百分比。完成动态布料模型料层形状和混合情况实验。