本发明属于高炉炼铁原料处理技术领域，涉及一种人字形混匀堆料系统及控制方法。
背景技术
高炉炼铁非常注重原料成分的稳定性。生产实践数据表明，含铁原料品位波动降低0.1％，烧结生产的燃料消耗降低0.6％～1.2％，烧结矿产量增加0.28％，生铁产量增加0.3％～0.6％，入炉焦比降低0.2％～0.46％，铁渣量降低0.46％，炉尘量降低0.8％。减少原料成分的波动对于高炉炼铁工艺增产降耗有非常重要的意义。
影响混匀料成分波动的因素众多，其中混匀料的堆积过程是关键影响因素之一。现有炼铁原料混匀矿堆积的方法主要采用人字形进行堆积，这种堆料方式所需的堆料机比较简单，堆料点在料堆纵向的中心线上。堆料机在料纵向沿着料堆的长度，以一定的速度从一端移动到另一端，在这过程中就堆完了一层物料。第一层物料是横截面为等腰三角形的一小条物料。第二层则是在这个小三角形上面覆盖一层物料。这样依次一层一层地往上堆料，除第一层外，从横截面看每层物料都形成类似“人”字的行走，故名为人字形堆料方式。但是，事实上用悬臂皮带堆料机堆成的人字形料堆，并不如理想的那样各层依次按人字形进行覆盖。这是由于堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹，因而实际堆成的料堆与理想料堆不同，势必引起物料偏析，影响混匀料成分的波动。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种人字形混匀堆料控制方法，解决现有技术中由于悬臂堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹，实际堆成的料堆并非理想的“人”字形料堆，引起物料偏析，影响混匀料成分波动的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种人字形混匀堆料系统，包括混匀堆料机，还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架，所述混匀堆料机上装有运算控制器，所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置、悬臂皮带姿态检测装置，所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置，所述物料堆高检测装置的输出端、悬臂皮带姿态检测装置的输出端与运算控制器的输入端相连接，所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。
基于所述系统的一种人字形混匀堆料控制方法，包括下列步骤：
s1：在运行控制器中置入预设参数，预设参数包括由悬臂皮带与俯仰中心的距离p，悬臂皮带头部滚筒与皮带相切点与俯仰中心的距离l，落料点中心与俯仰中心的距离s，悬臂皮带头部滚筒半径r，物料与输送带摩擦系数u；
s2：在运行控制器中置入落料点目标坐标参数(xc,yc)，坐标参数(xc,yc)的值如下：
其中h为物料堆高检测装置检测到的物料抛出点与料堆顶点的实时距离，θ为悬臂皮带姿态检测装置检测到的悬臂皮带实时俯仰角；
s3：首先假设物料运行到滚筒上，依靠离心力作用直接抛出，即系数k＝v2/rg≥1，此时物料抛离角
上式中r为悬臂皮带头部滚筒半径，g为万有引力常数项；
s4：检验皮带运行速度v是否满足k＝v2/rg≥1，若满足则原假设成立，为离心式卸载，直接跳转至步骤s8；若不满足，则说明物料与输送带一起运动或在输送带上滑动一段距离后才卸载，即为重力式卸载，此时的皮带运行速度v≠vr，继续步骤s5～s7；
s5：将坐标参数(xc,yc)、物料抛出速度vr代入式(2)，求解得到物料抛离角
s6：假设物料在输送带上开始滑动的角度
其中k＝v2/rg，求解上式得到得到重力卸载情况下皮带的运行速度v，若有实数解，且v＞0，则跳转至步骤s8，反之继续步骤s7；
s7：物料在输送带上开始滑动的角度
求解上式，并由k＝v2/rg得到重力卸载情况下皮带的运行速度v；
s8：将计算得到的混匀堆料机悬臂皮带此时需要的运行速度v送到变频控制器，对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度v进行控制；
s9：在整个料堆的堆积过程中，混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤s1～s8的检测、设置参数调用、运算、控制的过程，通过对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度实时控制，实现物料堆积过程中的准确对中。
本发明的有益效果在于：实现物料堆积准确对中，解决现有技术中由于悬臂堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹，实际堆成的料堆并非理想的“人”字形料堆，引起物料偏析，影响混匀料成分波动的问题。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例的主视图。
附图标记：1-悬臂皮带俯仰中心；2-悬臂皮带及机架；3-悬臂皮带头部滚筒；4-物料堆高检测装置；5-料堆；6-悬臂皮带姿态检测装置。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1，一种人字形混匀堆料系统，包括混匀堆料机，还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架2，所述混匀堆料机上装有运算控制器，所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置4、悬臂皮带姿态检测装置6，所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置，所述物料堆高检测装置4的输出端、悬臂皮带姿态检测装置6的输出端与运算控制器的输入端相连接，所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。本实施例采用的物料堆高检测装置为超声波堆高检测装置，采用的悬臂皮带姿态检测装置为旋转编码角度检测装置，采用的无级调速装置为变频无级调速装置，也可以根据需要选择其他检测装置和调速装置。其他混匀堆料机和悬臂皮带的一般控制程序不在此表述。
一种人字形混匀堆料控制方法，包括以下步骤：
(1)步骤1：在运行控制器中置入预设参数，预设参数包括由悬臂皮带与俯仰中心的距离p，悬臂皮带头部滚筒与皮带相切点与俯仰中心的距离l，落料点中心与俯仰中心的距离s，悬臂皮带头部滚筒半径r，物料与输送带摩擦系数u；
(2)步骤2：在运行控制器中置入落料点目标坐标参数(xc,yc)，坐标参数(xc,yc)的值如下：
(3)步骤3：首先假设物料运行到滚筒上，依靠离心力作用直接抛出，即系数k＝v2/rg≥1，此时物料抛离角
上式中r为悬臂皮带头部滚筒半径，g为万有引力常数项。
(4)步骤4：检验皮带运行速度v是否满足k＝v2/rg≥1，若满足则原假设成立，为离心式卸载，直接跳转至步骤s8；若不满足，则说明物料与输送带一起运动或在输送带上滑动一段距离后才卸载，即为重力式卸载，此时的皮带运行速度v≠vr，继续步骤5—步骤7；
(5)步骤5：将坐标参数(xc,yc)、物料抛出速度vr代入式(2)，求解得到物料抛离角
(6)步骤6：假设物料在输送带上开始滑动的角度
其中k＝v2/rg，求解上式可得到得到重力卸载情况下皮带的运行速度v，若有实数解，且v＞0，则跳转至步骤8，反之继续步骤7；
(7)步骤7：物料在输送带上开始滑动的角度
求解上式，并由k＝v2/rg可得到重力卸载情况下皮带的运行速度v；
(8)步骤8：将计算得到的混匀堆料机悬臂皮带此时需要的运行速度v送到变频控制器，对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度v进行控制；
(9)步骤9：在整个料堆的堆积过程中，混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤1至步骤8的检测、设置参数调用、运算、控制的过程，通过对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度实时控制，实现物料堆积过程中的准确对中。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。