一种矿堆的配料控制方法和装置

技术领域

本申请涉及烧结矿堆配料控制的技术领域，尤其涉及一种矿堆的配料控制方法和装置。

背景技术

随着铁矿石资源中富矿的逐渐减少，低品位矿的加入使用，以及各矿粉粒级不同，尤其是铁精矿直接参与配料、混合和制粒，会生成不利于烧结的大颗粒，降低烧结矿质量。很多烧结厂都采用将不同含铁原料按一定比例进行混匀造堆，这样出来的混匀矿成分稳定，粒度均匀，而且造堆期间加入一些熔剂和燃料，可以使其与铁矿粉接触更加充分，在矿粉中分布更加均匀。对提高烧结矿质量有显著作用。目前由于造堆过程粗犷，且原料价格及库存量不定期的变化，混匀矿堆与堆之间存在一定的成分差异，导致每次换堆时烧结矿质量都会有很大波动。

因此，如何提高烧结矿堆混合配料的质量稳定性，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的一种矿堆的配料控制方法和装置，提高了烧结矿堆混合配料的质量稳定性。

本发明实施例提供了以下方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种矿堆的配料控制方法，包括：

获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，其中，所述旧矿堆为已完成造堆的矿堆；

根据所述物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标；

根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，确定所述质量指标的调整次数和单次调整量；

根据所述调整次数和所述单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料。

在一种可选的实施例中，所述根据所述物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标，包括：

根据所述物料数据中每个所述造堆原料的检化验结果，获得对应的干基消耗量；

根据所有的所述干基消耗量和预设的所述配比量，预测所述新矿堆的质量指标。

在一种可选的实施例中，所述根据所有的所述干基消耗量和预设的所述配比量，预测所述新矿堆的质量指标之后，还包括：

根据预测网络模型，更新所述新矿堆的质量指标，其中，所述预测网络模型为经所述旧矿堆的质量指标和造堆原料训练的BP神经网络模型。

在一种可选的实施例中，所述根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，确定所述质量指标的调整次数和单次调整量，包括：

根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，获得预测偏差量；

根据所述预测偏差量和预设的单次调整限值，确定所述调整次数和所述单次调整量。

在一种可选的实施例中，所述设定下料量经多个料仓下料获得，所述根据所述调整次数和所述单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料，包括：

获取多个所述料仓各自对应的下料量；

根据所述调整次数的当前次数，确定所述单次调整量；

根据所述单次调整量，确定所述下料量的所述质量指标配料；

将所有的所述质量指标配料加入所述当前次数出料的所述混匀矿。

在一种可选的实施例中，所述获取多个所述料仓各自对应的下料量，包括：

获取每个所述料仓的仓储量；

根据所述仓储量和对应的下料速度，确定每个所述料仓的所述下料量。

在一种可选的实施例中，所述将所有的所述质量指标配料加入所述当前次数出料的所述混匀矿之前，还包括：

判断目标料仓的料位是否小于预设的料位阈值；

若是，则更新多个所述料仓各自对应的所述下料量，直至所有的所述下料量满足预设的均衡下料条件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种矿堆的配料控制装置，包括：

获取模块，用于获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，其中，所述旧矿堆为已完成造堆的矿堆；

获得模块，用于根据所述物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标；

确定模块，用于根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，确定所述质量指标的调整次数和单次调整量；

调整模块，用于根据所述调整次数和所述单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行第一方面中任一项所述方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。

本发明提供的一种矿堆的配料控制方法和装置与现有技术相比，具有以下优点：

本发明通过获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，由物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标，再根据旧矿堆和新矿堆的质量指标偏差，确定质量指标的调整次数和单次调整量，以对应调整混匀矿设定下料量的质量指标配料，以保证由旧矿堆和新矿堆在换堆过渡过程中，确保质量指标逐步过渡，使换堆过程更加平稳，减少了烧结矿质量的波动，提高了烧结矿堆混合配料的质量稳定性和烧结矿合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的烧结配料室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种矿堆的配料控制方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的预测网络模型的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的矿堆配料控制方法的时序图；

图5为本发明实施例提供的一种矿堆的配料控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。

本发明实施例的控制方法应用于料场造堆至烧结配料室的过程控制，请参阅图1，矿堆是由PB粉、杨迪粉、杂辅料等多种原料混合制成，各原料均匀混合后进行封堆，再送至烧结配料室，存储于烧结配料室的混匀矿料仓中，通常料仓数量为5个，每个料仓根据仓位变化对应控制下料速度，根据所需的下料量将混匀矿配置至混合设备中，再根据混匀矿的质量指标对应加入燃料、溶剂、镁石进行质量指标的调整，加水混合制备为烧结矿。下面将具体展开叙述如何实施本发明实施例矿堆的配料控制。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种矿堆的配料控制方法的流程图，包括：

S11、获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，其中，所述旧矿堆为已完成造堆的矿堆。

具体的，物料数据可以通过在料场造堆过程中实时采集获取，通常每天进行统计，物料数据包括造堆开始时间、结束时间、原料种类、原料消耗数据和所用原料检化验数据。旧矿堆的质量指标主要包括碱度(R)、氧化镁(MgO)和碳排放量，碳排放量主要通过碳(C)和氧化铁(FeO)等成分的影响，可以将将氧化铁的偏差根据规则折合成碳的调整值。获取物料数据和质量指标后进入步骤S12。

S12、根据所述物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标。

具体的，造堆原料不同的配比量会对应不同的质量指标，因此，可以通过新矿堆中各造堆原料的配比量计算出质量指标。

在一种具体的实施方式中，根据物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标，包括：

根据物料数据中每个造堆原料的检化验结果，获得对应的干基消耗量；根据所有的干基消耗量和预设的配比量，预测新矿堆的质量指标。

具体的，为确保新矿堆质量指标计算的准确性，可以设定一正常的检化验区间，即对检化验进行上限和下限的限制，若检化验结果在该区间内，确定为正常数据；反之，确定为异常数据，以将异常数据去除。干基消耗量A

将所用原料配比和成分经线性规划法进行计算，对新堆的成分进行实时预测，具体可以采用以下公式对各成分进行计算。

式中H_TFe、H_CaO、H_SiO2、H_MgO等是新矿堆TFe、CaO、SiO2、MgO等计算成分，Bi是各矿粉计算所得配比，TFe

在一种具体的实施方式中，根据所有的干基消耗量和预设的配比量，预测新矿堆的质量指标之后，还包括：

根据预测网络模型，更新新矿堆的质量指标，其中，预测网络模型为经旧矿堆的质量指标和造堆原料训练的BP神经网络模型。

具体的，请参阅图3，预测网络模型可采用三层BP神经网络模型，11个输入层结点，分别对应矿堆中不同的成分；3个输出层结点，分别对应不同的质量指标；多个隐含层结点，以旧矿堆的质量指标和造堆原料为训练库，进行网络训练，多次重复学习达到期望误差后进行投用，投用过程中训练库不断完善，每次换堆完成后会重新进行网络训练。

将计算所得新堆混匀矿成分，用神经网络预测法加以修正，通过多组计算成分和实际成分对比，以此为样本作为预测网络模型的规则库，通过预测网络模型更新新矿堆的质量指标，可以对质量指标进行修正，请参见表1。

表1：

如上表所示，阴影部分为已知的新矿堆成分配比，白色部分为预测网络模型预测出的质量指标。获得新矿堆的质量指标后进入步骤S13。

S13、根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，确定所述质量指标的调整次数和单次调整量。

具体的，新矿堆造堆完成后，将新矿堆与旧矿堆的质量指标进行对比，计算出R、MgO、C、FeO等质量指标偏差，可以将FeO偏差根据规则折合成C调整值，例如通过公式：

C＝C

在一种具体的实施方式中，根据旧矿堆和新矿堆的质量指标偏差，确定质量指标的调整次数和单次调整量，包括：根据旧矿堆和新矿堆的质量指标偏差，获得预测偏差量；根据预测偏差量和预设的单次调整限值，确定调整次数和单次调整量。

具体的，预测偏差量即为旧矿堆和新矿堆质量指标的偏差值，单次调整限值可以根据新矿堆和旧矿堆的稳定性波动上限确定，请参阅表2。

表2：

表2中不同的调整次数对应存在各质量指标的最大调整量，通过查表即可确定出调整次数和单次调整量，例如以碱度(R)为例，假设新矿堆造堆完成后，其与旧矿堆的碱度偏差为0.16，查询表2可以得出需要进行4次调整，随着调整次数的递减，单次调整量分别为0.05、0.04、0.04和0.04。确定出调整次数和单次调整量后进入步骤S14。

S14、根据所述调整次数和所述单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料。

具体的，混匀矿可以是存储于料仓的新矿堆，也可以是新矿堆和旧矿堆堆叠的混合矿。设定下料量为混匀矿一次下料的总量，确认出调整次数和单次调整量后，可以通过加入对应量的质量指标配料至设定下料量中，以对质量指标的波动进行调整即可，质量指标配料包括燃料、溶剂和镁石。可以理解，在换堆过程中会实时采集存储混匀矿料仓的在用状态、实时仓位、设定下料量等数据，进而对单次下料混匀矿的质量指标配料进行对应调整。可以理解，本发明的控制方法可以应用于矿堆切换时进行实施对应控制；也可以先计算出新旧矿堆的质量指标偏差，新旧矿堆切换过程中进行调用控制。

在一种具体的实施方式中，设定下料量经多个料仓下料获得，根据调整次数和单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料，包括：

获取多个料仓各自对应的下料量；根据调整次数的当前次数，确定单次调整量；根据单次调整量，确定下料量的质量指标配料；将所有的质量指标配料加入当前次数出料的混匀矿。

在具体实施时，为保障烧结矿供应的充足和稳定，可以采用多个料仓存储旧矿堆和新矿堆，多个料仓各自对应下料量的总和为混匀矿的设定下料量。不同料仓在当前次数的放料，可能是旧矿堆，也可能是旧矿堆和新矿堆堆叠的混合矿，为确保质量指标配料计算的更精确，根据单次调整量确定每个料仓在当前次数下料量的质量指标配料，将所有的质量指标配料加入当前次数出料的混匀矿，即可精准调控整混匀矿设定下料量的质量指标。

在一种具体的实施方式中，获取多个料仓各自对应的下料量，包括：

获取每个料仓的仓储量；根据仓储量和对应的下料速度，确定每个料仓的下料量。

具体的，仓储量即为料仓的实际料位，多个料仓的下料速度通过实际料位确定，通常设定逻辑为实际料位越高，对应的下料速度越快；反之，实际料位越低，对应的下料速度越慢，根据该对应关系，即可确定出每个料仓的下料量。

在一种具体的实施方式中，将所有的质量指标配料加入当前次数出料的混匀矿之前，还包括：判断目标料仓的料位是否小于预设的料位阈值；若是，则更新多个料仓各自对应的下料量，直至所有的下料量满足预设的均衡下料条件。

具体的，控制各料仓下料前先均衡仓位，即尽可能保证各料仓的料位相同，换堆过程当所有旧矿堆的混匀矿都进入料仓之后，首先进行均衡仓位，目标料仓的料位小于预设的料位阈值，说明目标料仓的料位可能富余不多，更新多个料仓各自对应的下料量，直至更新结果满足均衡下料条件。可以理解，均衡仓位的目的在于尽可能让料位较高的料仓多下料，料位较小的料仓少下料，并所有料仓的下料时间能够满足设定下料量的下料时间，以此设立均衡下料条件。

下面本发明实施例将结合图4，整体阐述矿堆配料控制方法的整体流程。采集料场的造堆数据，并进行检化验处理，匹配出检化验数据，计算新矿堆的成分，将新矿堆与旧矿堆的质量指标求差，得出质量指标偏差；再通过质量指标偏差确定出调整次数。

由上述计算出的最大调整次数，确定槽位平衡过程的目标仓位。调整次数及调整仓位对应关系为基础确定出料仓的出料档位，根据最大调整次数首先以第1档对应调整仓位进行槽位平衡，如不满足设备下料量的上下限，再到下一档进行判断，直到满足为止。确定档位后，根据对应关系，由第一次调整仓位得到目标仓位；根据所有混匀矿料仓实时仓位及混匀矿总的下料量，计算出每个料仓的下料量，使其在新的下料量比例分配下，当所有料位到达目标料位时，所有混匀矿料仓的仓位为持平状态。

总设定下料量计算：

式中W

将计算出来的W

将调整仓位降为第二档仓位比例，再次进行设定下料量计算。将计算所得结果再次进行上下限判断，直到满足最小设定下料量为止。期间根据各仓下料及仓位情况，自动对各仓下料量分配进行修正，使仓位更加平衡。均衡仓位过程中，实时预测槽位平衡结束时间，方便操作工进行分析及判断。成分调整，槽位平衡结束后，首先将各混匀矿仓下料量均分，以保证仓位的持平状态。

判断新矿堆是否已进入每个参与换堆的混匀矿料仓，如还未进新料则需要降档处理，直到进新料为止。如果新矿堆已进入，则进行成分调整，将根据上述得出的调整次数以及挡位，确认每次对应的调整仓位和调整值，依次对熔剂、燃料、镁石配比进行调整。

成分调整判断：

W

以碱度(R)为例，假设新矿堆完成后，碱度与旧矿堆的偏差为0.16。通过五个料仓存储混匀矿，每个料仓的满仓状态为900t，各仓最小下料速度为10t/h，最大下料速度200t/h，预设下料量为500t，下料时间1h，1-5#仓均为开启状态，各料仓的料位依次为500t、650t、710t、580t和620t，根据表2确定出单次调整量与调整次数的对应关系，得出需要调整四次，每次调整0.04。

表3：

请参见表3，根据调整次数与调整仓位关系，首先按第一档处理，以满仓的60％做均衡仓位，由于1#仓仓位500＜900×60％，则不满足第一档，需降档处理。按调整次数为4，第二档满仓的50％做均衡仓位，根据公式

1#仓下料量：

同理计算2#仓下料量W2为123.5t；3#仓下料量W3为160.5t；4#仓下料量W4为80.2t；5#仓下料量W5为105t；1-5#仓下料量均大于设备最小下料量10t/h且小于最大下料量200t/h。则不需要再降档。将计算所得1-5#仓下料量下发至一级PLC执行，实时监测各仓仓位以及各仓是否已经加入新矿堆。当各仓仓位到达50％之后，假设此时1#、3#仓还未进新料则将各仓下料量均分，Wi＝500/5＝100t/h，并再次进行降档，以第三档规则调整，并提醒料厂主控室人员，新矿堆还未送达。当到达第三档仓位40％之后，判断此时1-5#仓均已加入新矿堆，则将R(碱度)第一次调整值下发至配料室，进行熔剂配比调整。以同样的方式判断并按规则进行第二次、第三次、第四次成分调整。每次调整在配料界面弹框提醒，并实时展示当前换堆所处阶段，直到换堆结束，记录时间。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种矿堆的配料控制装置，请参阅图5，包括：

获取模块501，用于获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，其中，所述旧矿堆为已完成造堆的矿堆；

获得模块502，用于根据所述物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标；

确定模块503，用于根据所述旧矿堆和所述新矿堆的质量指标偏差，确定所述质量指标的调整次数和单次调整量；

调整模块504，用于根据所述调整次数和所述单次调整量，调整混匀矿设定下料量的质量指标配料。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行控制方法中任一项所述方法的步骤。

基于与控制方法同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现控制方法中任一项所述方法的步骤。

本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过获取料场的物料数据和旧矿堆的质量指标，由物料数据中造堆原料的配比量，获得新矿堆的质量指标，再根据旧矿堆和新矿堆的质量指标偏差，确定质量指标的调整次数和单次调整量，以对应调整混匀矿设定下料量的质量指标配料，以保证由旧矿堆和新矿堆在换堆过渡过程中，确保质量指标逐步过渡，使换堆过程更加平稳，减少了烧结矿质量的波动，提高了烧结矿堆混合配料的质量稳定性和烧结矿合格率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(模块、系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。