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冶金礦山行業/ Metallurgical And Mining

燒結自動化解決方案

球團豎爐自動化解決方案

燒結自動化解決方案

回轉窯自動化解決方案


  燒結目的及意義

  高爐煉鐵對含鐵原料的要求是:品位高、有害雜質少、還原性好、高溫性能優良、強度高、粒度適宜、化學成分穩定均勻。鐵礦粉燒結是目前鐵礦粉造塊的主要方法,它不僅將粉礦進行造塊供高爐煉鐵使用,而且通過造塊改善鐵礦石的冶金性能,使高爐冶煉獲得良好的效果。我國鐵礦石多為貧礦和復合礦,必須進行細磨選礦,細磨后鐵礦粉必須造塊才能被高爐使用。鐵礦粉燒結技術是目前世界上產量最大、使用最廣泛的造塊方法之一。
  燒結工藝概述

  是指根據原料特性所選擇的加工程序和燒結工藝制度。它對燒結生產的產量和質量有著直接而重要的影響。本工藝按照燒結過程的內在規律選擇了合適的工藝流程和操作制度,利用現代科學技術成果,強化燒結生產過程,能夠獲得先進的技術經濟指標,保證實現高產、優質、低耗。本生產工藝流程有原料的接受,兌灰,拌合,篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分,配料,混料,點火,抽風燒結,抽風冷卻,破碎篩分,除塵等環節組成。燒結過程示意圖如下。
   

  燒結生產工藝的過程就是將準備好的礦粉、燃料和溶劑,按一定的比例配料,然后再配入一部分燒結機尾篩分的返礦,送到混合機混勻和造球。混好的料由布料器鋪到燒結機臺車上點火燒結,燒成的燒結礦經破碎機破碎篩分后,篩上成品燒結礦送往高爐,篩下物為返礦,返礦配入混合料重新燒結,燒結過程產生的廢氣經除塵器除塵后,由風機抽入煙囪,排入大氣。
  配料的控制

  對配料的基本要求是準確。即按照計算所確定的配比,連續穩定地配料,把實際下料量的波動值控制在允許的范圍內。當燃料配入量波動0.2%時,就足以引起燒結礦強度與還原性的變化;當礦粉或熔劑配入量發生變化時,燒結礦的含鐵量與堿度即隨之變化,都將導致高爐爐溫、爐渣堿度的變化,對爐況的穩定、順行帶來不利影響。為保證燒結礦成分的穩定,生產中當燒結機所需的上料量發生變化時,須按配料比準確計算各種料在每米皮帶或單位時間內的下料量;當料種或原料成分發生變化時,則應按規定的要求,并準確預計燒結礦的化學成分。 其中 驗算法該法首先應根據實際生產經驗假定配料比,并根據各種物 料的水分、燒損、化學成分等項原始數據,計算燒結礦的化學成分,看其是否滿足規定的指標的要求。
  停爐控制

  點火器的停爐分為短期和長期(大、中修)兩種情況。當點火器短期停爐時,通過保留2~3個燒嘴或減少煤氣來控制爐內的溫度即可,長期停爐時應先關閉燒嘴上的閥門和總閥門,并通蒸汽,堵盲板。對于設有助燃風機的點火器,當熄火后應繼續送風一段時間以后停機。 
     ①關小煤氣管道流量調節閥,使之達到最小流量,然后逐一關閉點火器燒嘴的煤氣閥門。 
     ②打開煤氣放散閥進行放散,關閉儀表閥門。 
          ③確認爐內無火焰,關閉煤氣頭道閥。 
     ④手動關閉煤氣切斷閥。 
     ⑤打開蒸汽閥門通入蒸汽驅趕殘余煤氣,殘余煤氣驅趕完畢后,關閉蒸汽閥、調節閥。

               ⑥關閉空氣管道上的空氣調節閥,停止助燃風機送風。 
     ⑦若檢查點火器或處理點火器的其他設備需要動火時,應事先辦動火手續及
          ⑧堵盲板順序:確認殘余煤氣趕盡,關閉蒸汽閥門,經化驗合格后,關閉眼鏡閥。 
  燒結點火應注意的事項

        ①點火時應注意保證沿臺車寬度的料面要均勻一致。 
     ②當燃料配比低、燒結料水分高、料溫低或轉速快時,點火溫度應掌握在上限;反之則掌握在下限。 
     ③點火時間最低不低于1分鐘。 
     ④點火面要均勻,不得有發黑的地方,如有發黑,應調整對應位置的火焰。一般情況下,臺車邊緣的各火嘴煤氣量應大于中部各火嘴煤氣量。點火后料面應有適當的熔化,一般熔化面應占1/3左右,不允許料面有生料及浮灰。 
     ⑤對于燒結機來說,臺車出點火器3~4m,料面仍應保持紅色,以后變黑;如達不到時,應提高點火溫度或減慢機速,保證在一定風箱處結成堅硬燒結礦。 
     ⑥為充分利用點火熱量,增加點火深度,既保證臺車邊沿點著火,又不能使火焰外噴,就必須合理控制點火器下部的風箱負壓,其負壓大小通過調節風箱閘門實現。
          ⑦點火器停水后送水,應慢慢開水門,防止水箱炸裂(有的話應該這樣操作)。 
     ⑧點火器滅火后,務必將燒嘴的煤氣與空氣閘門關嚴,以防點火時發生爆炸。 
     ⑨如果臺車邊緣點不著火,可適當關小點火器下部的風箱閘門或適當提高料層厚度;或適當加大點火器兩旁燒嘴的煤氣與空氣量。
  燒結點火溫度與火焰長度的調節與控制

  為確保燒結生產的正常進行,在生產過程中,要根據情況及時調整點火火焰長度。點火火焰長度的調整,必須使火焰最高溫度達到料面,如果料層發生較大的變化,則應相應調整火焰長度。點火溫度的控制必須在火焰長度調節好,并觀察點火狀態后進行。國內點火溫度控制在1050~1250℃時,點火溫度適當與否,可從燒結料面狀況加以判斷。點火溫度過高(或點火時間過長),料層表面過熔,呈現板結,風箱負壓升高,總煙道中廢氣量減少;點火溫度過低(或點火時間過短),料層表面欠熔,呈棕褐色,出現浮灰,燒結礦強度變差,返礦量增大。點火正常的特征是:料層表面呈黑亮色,成品層表面已熔結成堅實的燒結礦。 
  點火溫度的調節可通過調節煤氣與空氣的大小來實現。操作煤氣調節器可以使煤氣達到完全燃燒。使用煤氣或空氣調節器時,調節流量大小可用操縱把柄停留時間的長短來控制,操作調節器不要過猛、過快,應一邊操作一邊觀察流量表上的數字,最后將點火溫度調到要求數值。通過上述方法仍然達不到生產需要時,必須查明原因,比如,混合料水分是否偏大,料層是否偏薄,煤氣發熱值是否偏低等。生產中點火溫度的控制常采取固定空氣量,調節煤氣量的方法。在點火后直至燒結終了的整個過程中,燒結料層不斷發生變化。為了使燒結過程正常進行,獲得良好的生產指標,對燒結風量、真空度、料層厚度、燒結機速度和燒結終點的準確控制是很重要的。 
     控制系統的構成

  對放置在皮帶上并隨皮帶連續通過的松散物料進行自動稱量的儀器。主要有機械式(常見的為滾輪皮帶秤)和電子式兩大類。電子皮帶秤是使用最廣泛的皮帶秤。由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成。
  在稱量過程中主要用到的自動化產品:稱重傳感器(對原料記重、速度傳感器(檢測皮帶的傳輸速度)、數顯表(對各種數據進行實時顯示)、變頻器(實現電機的調速)、電動機等。
  混合機械是利用機械力和重力等,將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的機械。混合機械廣泛用于各類工業和日常生活中。常用的混合機械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機械、熱塑性物料混合機、粉狀與粒狀固體物料混合機械四大類。
     其主要用到的自動化產品:斷路器、接觸器、電動機
  
燒結控制概述

  下圖是燒結廠生產的具體的工藝流程圖由此圖為依據來實現各個環節的自動控制。
   
      
   
                                                         燒結廠工藝流程圖
  燒結過程自動控制系統采用工業以太網雙網冗余的設計方案完成燒結機系統的生產與控制,所有控制站、操作站、工程師站之間通過冗余以太網連接;各變電所及控制室之間的以太網通過光纖連接。配料秤、計量秤與相應的PLC控制站之間的數據交換通過Profibus-DP 通信網絡完成;變頻器與相應的PLC控制站之間的數據交換通過MB+通信網絡完成。整個控制系統分別完成燒結機及環冷機系統控制,含鐵原料接受系統控制,配料系統控制,制粒與成品篩分控制,除塵卸灰控制,主抽風機控制等。各PLC控制站分別放置在主電氣樓配電室,原料庫配電室,配料配電室,成品配電室及燃料配電室。硬件配置主要有主機架、擴展機架、電源、CPU 模塊、接口模塊、以太網通信模塊以及數字量和模擬量輸入/輸出模塊等。軟件設計主要分為電控和儀控兩大部分,電控部分完成系統有關數字量的聯鎖與控制,儀控部分完成相關模擬量的轉換,計算和PID控制。
  配料系統的控制方式

  由PLC 進行設定值控制
  PLC完成濕配比及排料量設定值的計算后,將此信號送給配料二次表作為設定信號,由配料二次表完成閉環控制。PLC輸出的料量設定值信號,既可以經過自動運算得到,也可以在操作站上進行手動設定。配料二次儀表根據排料量設定值和測量值進行PI 控制運算,由PLC輸出控制信號給變頻器完成配料系統的自動控制。
  配料儀表單機閉環控制
  單機閉環自動控制是在配料秤二次表面板上直接設定排料量設定值,由配料二次儀表完成單機自動配料。
  直接由P 比進行速度控制
  在操作站上手動設定變頻器的速度值,由PLC直接輸出此速度設定信號給變頻器,完成手動給料控制。
  一次混合、制粒機加水自動控制

  一次混合機加水處理
  可在操作站上進行一次混合機加水目標水分率的設定,按目標水分率和原料重量及水分跟蹤值進行一次添加水量計算,確定一次混合機加水量的設定值。
   ①一次添加水量設定值計算公式為
   FMIS =(MMIS × ZW1 - ZH1)/(1- MMIS)×KD1 ( 1 )
   式中,FMIS 為一次添加水量設定值;MMIS 為一混后混合料目標水分率;ZW1為原料濕料量(跟蹤值); ZH1為原始水分重量(跟蹤值);KD1為一次添加水量修正系數。
   ②一次添加水后水分率計算為
   MMIP =(ZH1 + FMIP )/(ZW1 + FMIP ) (2 ) 
   式中,MMIP 為一混后混合料水分率;FMIP為一次添加水量實際值。
   當一次混合機之前的設備1 混-1皮帶在運轉中,一次混合機本體在運轉中且一次混合機給水壓力正常時可進行加水控制。
   制粒機加水處理
   與一次混合機加水情況相同,可在操作站上進行設定目標水分率
   ①制粒機添加水設定值計算式
   當不選擇反饋控制時:
   FM2S =(MM2S×ZW2–ZH2 )/(1–MM2S )× KD2( 3 ) 
   當選擇反饋控制時:
   FM2S =(MM2S×ZW2 - ZH2 )/(1–MM2S )× KD2 ×(1+PD1×PD2)( 4) 
   式中,FM2S 為制粒機添加水量設定值;MM2S為制粒機后混合料目標水分率;ZW2為制粒機前物料濕重量;ZH2為制粒機前含水重量;PD1為補正系數;PD2為制粒機后水分儀自動修正系數;KD2為制粒機添加水量修正系數。
   ②制粒機添加水后水分率計算
   MM2P =(ZH2 + FM2P)/(ZW2 + FM2P) ( 5) 
   式中,MM2P為制粒機后混合料水分率;FM2P為制粒機添加水量實際值。
   當制粒機前的設備配料秤在運轉中,制粒機自身也在運轉中且制粒機給水壓力正常時可進行制粒機加水控制。
  混合料槽料位的控制

  棍合料槽設置在燒結機頭部,作為向燒結機布料的緩沖給料裝置,對料位控制的精度具有一定要求。如果控制不好,會給生產帶來很大影響。
  混合料槽排料量的計算
  從制粒機給料配料秤到混合料槽止,混合料輸送時間TB1(s),在這段時間內將原料輸送量跟蹤值累加作為混合料槽的入槽量W1N 。根據排料量的平均層厚(不含鋪底料層厚)、臺車寬度(PW)、臺車速度(PS)、原料堆密度(KB1)等相乘,并乘以修正系數PB1求得預想排出量WOUT 。
   WOUT=( PS×( PH - PR )×PW×KB1×TB1×PB1 )/60000( 6 ) 
   式中,PH 為平均層厚設定值(mm );PR為鋪底料厚度(mm)。
   當混合料槽料位差超過一定范圍時,PB1進行演算并進行自動修正,否則PB1不變,保持原值。
  點火爐燃燒控制
  為了保證混合料燒結良好,應有合適的點火溫度。因此,對供給點火爐燃燒用的煤氣、空氣的流量進行自動控制,既能保持料層最佳點火溫度,又能實現煤氣的充分燃燒。點火爐燃燒控制有二種方式:一是根據爐內溫度進行煤空比串級控制;二是在操作站設定煤氣量設定值進行煤空比例控制。二種方式的切換可以在操作站上實現。
   
  點火溫度煤空比例串級控制
  由操作人員設定點火爐溫度控制的目標值,PLC根據該設定值和點火溫度的測量值進行PID 控制運算,其控制輸出作為煤氣流量調節單元的設定值。煤氣流量調節單元則根據此設定值和煤氣流量測量值進行PI 控制運算,輸出控制信號給煤氣流量調節閥,調節煤氣流量。而空氣流量調節單元的設定值則是由煤氣流量測量值經比例環節的控制運算后而得到,再與空氣流量設定值進行比較,經過PI 運算,輸出控制信號給空氣流量調節閥,調節空氣流量,從而實現點火爐溫度及煤、空比例串級自動控制。
  三機速度聯動控制
  正常生產時,燒結機、圓輥給料機、環冷機三者之間的速度應滿足一定的比例關系,為此,需對燒結機、圓輥給料機、環冷機的速度進行三機速度聯動控制。如果燒結機速度因某種原因發生變化時,圓輥給料機和環冷機的速度也應按一定的比例關系進行變化.否則會影響生產的正常運行。燒結機、圓輥給料機、環冷機三者之間的速度既可保持聯動關系,也可根據具體情況單獨對燒結機、圓輥給料機、環冷機的速度進行手動控制,以滿足生產要求。
  燒結機速度控制
  操作人員根據燒結礦燃燒狀況在畫面上手動設定燒結機運行速度的設定值,PLC將該設定位直接輸出給燒結機變頻器,完成燒結機速度的手動控制。
  圓輥給料機及九輥布料器速度控制
  圓輥給料機速度是燒結機速度的一次函數,圓輥給料機速度按燒結機速度比例調節,如果燒結機速度發生變化則圓輥給料機速度必須要變化,否則易造成燒結臺車堆料或是缺料,影響正常生產。九輥布料器一般不需要進行速度聯動控制。正常生產時,根據經驗,將九輥布料器的速度手動控制在一個固定值左右。
  環冷機速度控制
  環冷機速度是燒結臺車速度的一次函數,環冷機速度按燒結臺車速度比例同步調節,如果燒結臺車速度發生變化則環冷機速度必須變化。環冷機排料溫度大于150 ℃ 時報警,以指導生產。此外,環冷鼓風機及電機軸承、電機定子溫度設高溫、高高溫報警,送電氣聯鎖停機功能。
  控制過程可能存在的難點

  燒結風量與真空度的控制 
  風是燒結作業賴以進行的基本物質條件之一,也是加快燒結過程最活躍積極的因素,同時也是控制的一大難點,抽過料層的風量越大,垂直燒結速度越快,在保持成品率不變的情況下,可大幅度提高燒結生產產量。但是,風量過大,燒結速度過快,混合料各組分沒有足夠的時間互相粘結在一起,將降低燒結礦的成品率,同時冷卻速度的加快,也會引起燒結礦強度的降低。 
  改善燒結料的透氣性,減少料層阻力損失,在不斷提高風機能力的情況下,可以達到增產的目的;同時,燒結生產的單位電耗降低。目前燒結機的漏風率一般在40%~60%。堵漏風是挖掘風機潛力,提高通過料層風量的十分重要的措施。燒結機的漏風主要存在于臺車及滑道之間,它約占燒結機總漏風率的90%;其次存在于燒結機首尾風箱,此外燒結機集氣管、除塵器及導氣管道也會漏風。當爐條、擋板不全、臺車邊緣布不滿料時,漏風率進一步加大所以很難控制到恰到好處。減少漏風的方法主要有下面有幾個方面: 
  料層厚度與轉速:一般來說,料層薄,機速快,生產率高,但在薄料層操作表層強度差的燒結礦數量相對增加,使燒結礦的平均強度降低,返礦和粉末增多,同時還會消弱料層的自動蓄熱功能,增加燃料用量,降低燃燒礦的還原性。生產中,在燒好、燒透的前提下,應盡量采用厚料層操作。這是因為燒結礦層有自動蓄熱作用,提高料層厚度能降低燃料消耗。而低碳厚料操作一方面既有利于提高燒結礦的粒度組成,使燒結礦大塊降低,粉末減少,粒度趨于均勻,成品率提高;另一方面又有利于降低燒結礦氧化亞鐵含量,改善燒結礦的還原性;此外還有利于減輕勞動強度,改善勞動條件。 合適的機速是在一定的燒結條件下,保證在預定的燒結終點燒透燒好。影響機速的因素很多,如混合料粒度變細,水分過高或過低,返礦數量減少及品質變壞,混合料制粒性差,預熱溫度低,含碳波動大,點火煤氣不足及漏風損失增大等,就需要減低機速,延長點火時間來保證燒結礦在預定終點燒透燒好。 
  燒結機的速度是根據料層厚度及垂直燒結速度的快慢而決定的,機速的快慢以燒結終點控制在即為倒數第二或第三個風箱為原則(機上冷卻除外)。在正常生產中,一般穩定料層厚度不變,以適當調節機速來控制燒結終點。機速的調整要求穩定、平緩,防止忽快忽慢,不能過快過急。10分鐘內調整的次數不能多于兩次,每次增減不得大于0.5m/分鐘這些細節問題難以做到。 
  燒結終點的判斷與控制 
  控制燒結終點,就是控制燒結過程全部完成時臺車所處的位置。中小型燒結機的燒結終點一般控制在機尾燒結倒數第二個風箱的位置上,大型燒結機的終點一般控制在燒結倒數第三個風箱上。正確而嚴格地控制燒結終點可以充分利用燒結面積,提高產量,降低燃耗;另一方面對于無鋪底料的燒結機還具有減少爐條消耗、改善機尾勞動條件和延長主風機轉子使用壽命的作用。如果燒結終點提前了,這時燒結面積未得到充分的利用,同時使風大量從燒結機后部通過,破壞了抽風制度,降低了燒結礦產量。而燒結終點滯后時,必然造成生料增加,返礦量增加,成品率降低,此外沒燒完的燃料進入冷卻段,會繼續燃燒,破壞設備,降低冷卻效率。 
  正確控制燒結終點是生產操作的重要環節。正確判斷燒結終點的主要依據是各種傳感器但是這也是難以精確控制的。 
  燒結終點的標志是:風箱廢氣溫度下降的瞬間,或者說廢氣溫度最高的風箱位置。往往此風箱廢氣溫度較前后風箱高20~40℃。主管廢氣溫度在100℃左右。終點以后的風箱,由于上部臺車的物料全部變成燒結礦層,透氣性良好,再加上燒結機尾部漏風的影響,故負壓隨之下降。 
  肉眼觀察機尾燒結斷面,均勻整齊,(紅層不得超過整個斷面的1/3,底部濕泥層不得大于10mm、爐箅子呈灰白色,不帶潮泥);卸料時摔打,聲音鏗鏘有力。 
  返礦殘碳量應小于1%。 
  調節燒結終點的措施是變動機速、變動料層厚度和調整真空度,常用方法是調整機速。燒結終點有自動和人工調節兩種,自動調節是據終點處風箱的廢氣溫度進行自動控制;人工調節也可根據終點風箱的廢氣溫度和直接觀察機尾燒結面狀況進行調整也不是一件容易的事情。
  燒結料水分的判斷與控制
  燒結過程中,混合料水分適宜時,臺車料面平整,點火火焰不外噴,機尾燒結礦斷面解理整齊這一點難以做到。 
  水分過高時,下料不暢,布料器下的料面出現魚鱗片狀,臺車料面不平整,料層自動減薄,嚴重時點火火焰外噴,出點火器后料面點火不好,總管負壓升高,有時急劇升高,總管廢氣溫度急劇下降,機尾燒結礦斷面松散,有窩料“花臉”,出現潮濕層。水分過小時,臺車料面光,料層自動加厚,點火火焰外撲,料面濺小火星,出點火器后的料面有浮灰,燒結過程下移緩慢,總管負壓升高,廢氣溫度下降,機尾燒結礦呈“花臉”,粉塵飛揚。水分不勻時,點火不勻,機尾燒結礦斷面出現“花臉”。 
  如果發現燒結料水分異常,燒結工要及時與二次混合聯系,并針對情況采取相應的措施。一般應采取固定料層、調整機速的方法,水分偏大時減輕壓料,適當提高點火溫度和配碳量或降低機速,只有在萬不得已的情況下,才允許減薄料層厚度。 
   
  燒結料中碳的判斷與控制
  ①當混合料固定碳高時,料面出點火器后2~3m仍不變色,表面過熔結硬殼,總管負壓、廢氣溫度升高,(機尾燒結礦斷面有火苗,赤紅層大于1/2),粘爐箅子,燒結礦氣孔大,成蜂窩狀,FeO升高。在降低燃料配比的同時,可采取降低點火溫度,減薄料層,加快機速等措施。 
  ②混合料固定碳低時,表層點不好,離點火器臺車的紅料面比正常縮短,料面有浮灰,垂直燒結速度減慢,總管負壓、廢氣溫度降低,機尾料面紅層薄,火色發暗,嚴重時有“花臉”,燒結礦FeO降低。在增加燃料配比的同時,可采取提高點火溫度,減慢機速等措施。 
  ③當燃料粒度大時,點火不均勻,機尾燒結礦斷面冒火苗,局部過熔,斷面呈“花臉”,有粘臺車現象。此時應與配控(配料室)聯系,在嚴格加工粒度的同時,可采取適當減少配碳量,提高料層厚度或加快機速等措施。 
  在長期的生產實踐中,根據燒結生產過程的主要因素,把提高生產能力的經驗做了歸納,提出了20字的技術操作方針:“精心備料、穩定水碳、減少漏風、低碳厚料、燒透篩盡”。 
  1)“精心備料”是燒結生產的前提條件。其內容很廣泛,它包括原、燃料的質量及其加工準備,以及配料、混合、造球等方面,只有做到“精心備料”,才能為燒結機提供穩定的生產條件。 
  2)“穩定水碳”是穩定生產的保證條件。是指燒結料的水分、固定碳的含量要符合燒結的要求,且波動要小。燒結料的適宜水分是保證造球、改善料層透氣性的重要條件。燒結料中的固定碳是燒結過程的主要熱源。減少燒結料水、碳的波動就為燒結機的穩定操作創造了條件。因此,穩定水、碳是穩定燒結生產的關鍵性措施。 
  3)“減少漏風”是穩定生產的關鍵性措施。對抽風系統而言就是減少漏風,提高有效抽風量,充分利用主風機能力。對燒結機而言就是風量沿燒結機長度方向要合理分布,而沿臺車寬度方向要均勻一致。主風機是燒結生產的心臟,而合理用風提高有效抽風量對優質、高產、低耗具有重要的意義。 
  4)“低碳厚料”是指在允許的條件下,采用低配碳、厚料層的操作,該操作可以相對地減少燒結機表層低質燒結礦的數量,提高燒結礦的強度和成品率,還可以充分利用料中的自動蓄熱作用,提高熱能的利用率,降低燃料消耗及FeO含量。是獲得優質、高產、低耗燒結礦的途徑。 
  5)“燒透篩盡”是燒結生產的目的,它體現了質量第一的思想,燒透才能保證強度高、粉末少。燒透是根本,篩盡是輔助,燒不透也就篩不盡。如果保證了燒透,既可使質量提高,產量也不會降低。相反,不保證燒透而一味的快轉會適得其反,質量保不了,產量會降低,能耗還會升高。因此“燒透篩盡”也是獲得優質、高產、低耗燒結礦的途徑。 燒結操作經驗中的幾個方面是相輔相成的,假如某一因素、某一環節控制不好,其他環節就會失調。 
  自動控制系統設計 

     為了保證控制過程的安全可靠和生產的連續性,提高自動化水平,博微采用自動控制與視頻監控系統相結合的自動化控制系統,主要用于原料輸送控制、運行操作、監視管理。

   

 
    
    
    
  博微特色

  專業培訓
  博微公司的工程師擁有大量的現場培訓經驗,用生動的語言深入淺出的為現場操作員進行相關培訓,減少各方面的誤操作引起的事故。
  設備管理
   

  
       典型案例

  西林鋼鐵集團燒結機自動化系統
  首鋼礦業公司360平燒結主機PLC控制系統
  河北文豐鋼鐵有限公司燒結控制系統


   結束語

        實施“精品”戰略,明確“創優工程”的質量目標,并在施工過程中實施對工程質量進行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗收、實施各專業、各工序、各階段質量控制,直到調試投運和竣工驗收。
  認真貫徹ISO9001的質量方針和質量文件,有效實施質量控制;嚴格按各工程階段的停止點實施有效控制,對各部門的工程質量負責。
  認真貫徹執行設計工作的有關標準和規范,認真執行圖樣和設計文件的審簽程序,保證提供的設計圖樣和技術文件完整、正確、協調、統一、清晰。
  博微公司具有強大的技術團隊和經驗豐富的技術人員,一流的技術服務,能為用戶提供最先進最優化的行業解決方案。
   
   
  
   
   
   

     豎爐簡介

  目前生產球團礦的設備主要有豎爐、帶式焙燒機以及鏈篦機一回轉窯,在我國多數中小鋼鐵廠主要以豎爐作為球團生產的設備。
  豎爐的分類
  根據工藝不同可分熔煉豎爐和焙燒豎爐。
  1.熔煉豎爐
  常用的有高爐、沖天爐和冶煉鉛、鋅用的鼓風爐,爐體的外圍一般是鋼制結構,內
  部采用耐火材料砌成。常用的豎爐一般還會在下部的高溫帶內襯中布置循環水箱,甚至
  有些會有鋼板水套做成水冷壁。水冷壁是通過采用帶走爐內高溫帶熱量的方法有效延長
  爐子的使用壽命,達到有效提高生產效率的目的。
  2.焙燒豎爐
  焙燒豎爐就是用來焙燒各種物料的設備,可以焙燒鐵礦石、鐵精礦球團、有色金屬
  礦石、粘土礦物等。焙燒時物料一直處于固體狀態。焙燒豎爐是一種用于焙燒冶金球團的設備,是最早的焙燒球團設備,它內部構造主要由爐墻組成的爐膛,設于爐膛下端的齒輥卸料器和電磁振動給料機,在齒輥卸料器的上部有承重水梁,該水梁由六組管道組成,循環水從管道內部流過,從另一端流出,排到循環水池外部,不斷循環以保證水梁工作在高溫爐膛內不會由于高溫而導致水梁變形,從而影響豎爐的正常使用。使爐墻下部設有冷卻風口和助燃風口,爐膛內設有與爐膛內外相通的煤氣管道,該煤氣管道爐膛內部設有火道口。它內部構造簡單,煤氣可在爐內直接燃燒,熟球質量均勻,產量高。
  球團豎爐的產品用于冶金高爐冶煉鐵水的原料,產品形狀為圓形,一般8—16毫米。球團豎爐原料一般為磁鐵礦粉、褐鐵礦粉、赤鐵礦粉,鐵精礦、輔料為膨潤土n引。在該球團工藝中使用的是焙燒豎爐。料柱高,冷卻風向上通過焙燒帶時,料層中氣流速度高,壓力大,需要很多的冷卻風。
  球團簡介

  球團是一種人工造塊狀原料的方法,將粉末狀物質轉變成物理性能和化學組成能夠滿足下一步加工要求的過程n引。球團法是將配料好的的精礦粉,經過烘干、造球、焙燒、氧化還原、冷卻工藝后形成粒度均勻、性能較好的球團礦。
  球團分類及其優缺點
  1.人工造塊方法分類
  人工造塊可分為:燒結、球團和壓團。
  2.球團和燒結的區別
  球團和燒結都是將粉狀或細粒物料通過一系列反應生成塊狀物料,并能在物理和化學性能上滿足客戶的需求。
  球團對原料的粒度要求較高,粒度越細越好;相對來說,燒結對原料的要求不太高,需要原料的粒度比球團的粒度要粗一些。燒結主要是液相固結。生產球團在配料中不需要燃料,只需添加膨潤土:而燒結在配料中需要燃料,但是不需要添加劑。
  球團粒度小并且均勻,在豎爐中有很好的透氣性,冷態強度高,便于運輸、裝卸和存貯,粉末少。但是球團還原膨脹率比燒結礦高n引。球團投資價格略高于燒結,但按含鐵量相比球團投資費用稍低一些。球團礦的燃料費比燒結礦低,但動力費又比燒結礦高。
  生產球團礦排入大氣的灰塵含量和煙氣含塵量少,有益于環境的保護。
  3.球團與壓團的區別
  球團和壓團相比,球團更適于大規模生產,粒度均勻,高爐爐料具有很好的透氣性,孔隙率高,還原性好,冷態強度高,便于運輸和存儲,不易破裂。
   豎爐球團工藝

   鋼廠主要用的原料是鐵精礦和膨潤上,對每一批的鐵精礦進行抽樣,得出鐵精礦含氧量,根據用戶要求按照一定的比例進行配料,配料后經倉壁振動器進入圓筒烘干機烘干、然后配料進入潤磨機潤磨,接著進入圓盤造球機,造球結束后進行生球篩分,將已達到粒度要求的生球通過布料車進入豎爐進行焙燒,篩分下來的碎球經皮帶進入圓盤造球機進行二次造球。生球經布料小車均勻穩定地將原料布到豎爐頂部的干燥床,通過干燥床開始進入干燥、焙燒、氧化還原,冷卻環節,然后由齒輥卸料器卸料,電磁振動給料機將焙燒好的球團通過鏈板機運送到成品礦倉,成品球團運到高爐。該鋼廠具體工藝流程如圖所示。

   
  造球工藝簡介

  造球又稱滾動成型,是球團礦生產的一道重要環節,該工序影響著整個球團生產工藝的穩定,同時生球質量的好壞對成品球團礦的質量起著很大的影響。
  造球過程中的影響因素
  1.原料性質:原料親水性越高,成球性就越強,原料顆粒形狀不同,所生產的球團強度也不同。
  2.原料濕度:球團濕度對成球影響很大,原料濕度不足時,生球強度較低,濕度較高時,成球速度較快但是成品球團容易互相粘接在一起,導致生球粒度分布不均,同時原料的水分過多,在造球時便會污染造球機,降低圓盤造球機工作效率,生成球團強度低也會給存貯和運輸造成困難。
  3.原料的粒度和粒度的組成:礦石粒度越大,氧化還原時礦石的表面和內部還原不均勻,但礦石粒度過小時,氧化還原煤氣和礦石不能充分接觸。在礦石粒度范圍越小,氧化還原效率越高;若礦石粒度范圍越寬,氧化還原效率越低。因此所選原料要有合適的粒度。

工藝條件對造球過程的影響
(1)要使生球的粒度、濕度等滿足用戶要求,也要考慮造球方法和操作條件。
(2)需要考慮以下一些參數:加水進料制度、造球機的工藝設備參數、成球時間、用戶對成品球的要求。
(3)對成品礦的影響最大的是豎爐焙燒環境,豎爐焙燒的爐身溫度、火道溫度、爐篦溫度、冷卻風流量、助燃風流量都分別對成球起著不同的作用,爐身溫度、火道溫度、爐篦溫度都是由煤氣流量決定,所以煤氣壓力和風機壓力對成球起著至關重要的作用。

球團工藝中主要設備
1.干燥爐:干燥爐就是利用煤氣作為燃料直接燃燒。在該豎爐球團工藝中的燃料主要是高爐煤氣。
2.倉壁振動器:倉壁振動器也稱防閉塞裝置、倉壁振動器亦可用于清除各種倉壁、管道粘結物料,也可以當作振動漏斗、振動給料機等的振動源。
3.圓筒干燥機:圓筒干燥機一種用來干燥大批物料的設備,運轉穩定,可操作性強,處理能力大,物料的適應性強,可以烘干各種物料,且設備操作簡單可靠。
4.圓盤造球機:用于鐵礦粉造球,是各種球團廠的主要配套設備¨"。將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后,進入圓盤造球頂部的混合料倉,均勻地向造球機布料,同時由水管供給霧狀噴淋水,傾斜布置的圓盤造球機,由機械傳動旋轉,混合料加噴淋水在圓盤內滾動生成球團。
5.生球篩分機:生球篩分機是將成形的生球和碎球分離開,生球進入豎爐,碎球則進行二次造球,直到滿足要求。
6.齒輥卸料機:一種用于豎爐上的齒輥卸料器,其包括外伸傳動軸、帶有齒銷的齒輥體以及傳動系統,其特征在于,齒輥排料機具有一個旋轉支承將齒輥排料機固定在爐體支撐架上,齒輥體離旋轉支撐較遠處的一端支撐在爐體支撐架上,傳動系統懸掛在齒輥機外伸傳動軸上。該齒輥排料機使用時將若干套齒輥機獨立地安裝于豎爐的下料部
位,實現了傳統豎爐齒輥排料機所無法達到的排料、松料效果,且具有檢修方便、設備重量輕、工作壽命長、材質要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、日常維護費用低等一系列優點。
7.電磁振動給料機:是用于把原料從存料設備中按照一定速度或頻率輸送給收料設備,是實行流水作業的自動化的設備。該種給料機主要用于松散物料。
8.電加熱器(站):電加熱是一種能夠對作為介質的氣體、流動中的液體進行加熱、提升溫度的電加熱裝置,其是一種質量較高和使用壽命相對較長的電加熱設備。工作原理是,電加熱裝置的電熱器件在電力驅動下產生很大的能量,同時用來加熱的氣體或液體介質在壓力作用下通過加熱腔,加熱介質會均勻地帶走電熱器件產生的能量,使加熱介質溫度達到用戶要求。在該豎爐球團工藝中,電加熱器主要是為齒輥卸料機提供熱源。
9.鏈板機:鏈板輸送機也稱為鏈板機,它可實現彎道輸送。鏈板機的特點是:適用范圍廣。它可長距離輸送粘度特別大的物料、一般固態物料和成件物,輸送能力大,輸送布線方便靈活。和網帶式輸送機相比,鏈板式輸送機可以在傾斜度達30。--35。,彎曲半徑為5—8m的高傾角、小半徑條件下實現物料的輸送,在其輸送過程中實現對輸
送物料的冷卻、干燥、分類、裝配等多種工藝加工,且運行穩定可靠。
豎爐球團礦的不足以及發展前景

存在不足
1.隨著豎爐生產工藝的不斷創新和發展,操作管理水平的提升,豎爐球團的產量達到了新的水平,一座8平方米豎爐年產30萬噸已不是一件難事,但是使用年限不足5年;
2.球團礦質量良好,基本滿足本廠高爐的冶煉要求,但是不同的原料,生產的球團礦質量也不相同,這需要操作人員經驗相當豐富;
3.各廠豎爐主要指標相差很大,除原料原因外和用戶對球團礦的不同需求下,在操作管理方面還存在不少薄弱環節。

發展前景
  三十多年的研究與改進,中國的豎爐球團礦生產技術已達到了世界先進水平,但從發展角度考慮,有以下一些發展前景:
1.大力發展大型球團豎爐幢¨。經過多年來的不斷努力,中國最大的16平方米球團豎爐的年產量已經超過了原設計水平。球團礦的質量及煤氣、電耗各項指標也保持在國內領先水平。今后有條件的企業在建設中可以優先選擇16平方米豎爐。在建設規模相同條件下,建設兩座8平方米豎爐比建設一座16平方米豎爐基建投資多30%左右;
2.開發能夠有效代替膨潤土功能的低成本、高效益凝結劑,力爭在豎爐使用過程中凝結劑的用量低于每噸20千克陵1;
3.研究開發用煤作燃料的球團豎爐,為在礦山建設豎爐球團工藝創造良好條件;
4.改善原料條件,提高精礦鐵品位,降低SiO,含量嘲嘲1。開發設計潤磨機,解決豎爐原料粒度偏大的難題,從原料著手,切實提高豎爐的產量和質量:
5.研制導風墻及其水梁的新材質,新結構,提高操作技術水平,延長其使用年限;
6.加強數學模型研究,建立豎爐焙燒有關參數(煤氣溫度、壓力和流量和冷卻風的
壓力和流量)與其各個影響因素間的定量經驗公式,建立豎爐優化模型,為設計、生產提供更優質的服務。
  豎爐球團自動控制系統分析

  豎爐焙燒是豎爐球團工藝中起著至關重要的作用,直接影響球團礦的好壞以及成品礦的產量,要獲得質量更好的球團礦以及更高的產量,就必須分析豎爐的內部構造,這樣才能熟悉生球在豎爐內部的干燥、焙燒、氧化還原及冷卻環節的運動軌跡。

   
   
   
                  豎爐內部結構圖
  經圓盤造球機造球后的生球經過皮帶運送到布料車,然后由布料車均勻穩定地布料到豎爐頂部的干燥床,然后生球要通過預熱、焙燒、還原和冷卻環節。生球在預熱、焙燒和氧化還原三個溫度區間要進行熱交換和熱傳遞,所需要的熱量來自豎爐兩側燃燒室,熱量由高爐煤氣提供;焙燒好的熟球進入冷卻帶,經冷卻風冷卻后,由齒輥卸料器卸到電磁振動給料機上,然后電磁振動給料機將焙燒好的球團卸料到鏈板機上,最后由鏈板機運送成品球到成品貨倉。
  豎爐內部球團由干燥帶下落到冷卻帶,爐內的煤氣和助燃風要從焙燒帶上行到干燥帶,冷卻風從冷卻帶經導風墻進入到干燥帶。豎爐東西兩側設有燃燒室和火道口,煤氣和助燃風分別經管道進入燃燒室內混合燃燒m1,產生大量的爐內廢氣,受壓力作用進入爐膛,并向干燥帶流動。在向上流動過程中與下落的球團進行熱交換,并通過熱交換給球團加熱使其溫度升高。豎爐下側設有冷卻風進口管道,冷卻風在豎爐內部通過導風墻向上流動,將熟球冷卻,與此同時冷卻風被加熱,冷卻交替,通過導風墻上升到爐身上部,回收熱量,并烘干由布料皮帶和布料車運送過來的生球。
豎爐部分自動控制系統控制目標

根據生產現場的實際狀況和系統的控制要求,本文提出以下一些控制目標:
1.根據工藝要求對烘干系統煤氣、助燃風閥門的自動控制(通過調節閥門開度控制):
2.對豎爐系統的煤氣、助燃風、冷卻風閥門的自動控制(通過調節閥門開度控制);
3.現場本地儀器儀表參數顯示,儀器儀表主要有流量計、壓力計、溫度計、液位計、變頻器、閥門開度顯示等:
4.八條皮帶機以及布料小車的自控控制,經配料結束后的原料先經l#皮帶開始運送,然后經2#皮帶將配料的烘干,然后輸送到4#皮帶進行潤磨,潤磨后通過5#皮帶運送到3#皮帶,這時通過3#皮帶、6#皮帶運送到混合倉、圓盤造球機造球,造好的生球通過7#皮帶進入生球篩分機,篩下的生球通過8#皮帶、布料小車進入豎爐焙燒,篩下的碎球由3#皮帶、6#皮帶輸送到圓盤造球機二次造球。配料結束,皮帶運行,需要從最后一個皮帶機開始運行,然后l#皮帶最后運行;皮帶停止時,與運行開啟順序相反,由最后運行的皮帶最先停止,即逆序啟動、順序停止,這樣設計可以避免堆料、堵料,而且可以保證運行的穩定和安全;
5.配料倉振動器、造球倉壁振動器、圓筒干燥機、螺旋給料機、振動漏斗、圓盤造球機、生球篩分機、齒輥卸料機、電磁振動給料機、鏈板機、供水泵等設備等設備的自動控制;
6.豎爐內部各個參數在上位機和現場操作柜均顯示,豎爐系統的實時工藝參數與現場設備的生產狀況,各種閥門的啟停狀態和開度,重要運行參數的實時和歷史曲線以及現場設備故障和工藝參數的超限的報警窗口和報警燈閃爍提示;
7.隨時對豎爐的運行狀況進行采集,并存貯到上位機數據庫中,生成豎爐運行狀況報表,可供操作人員隨時查詢、打印;
8.當有報警發生時,自動彈出報警窗口,并隨時可供操作人員記錄、查詢、打印報警事件;
9.系統具有故障自診斷和自動報警功能,當系統出現異常時,根據上位機監控界面的顯示判斷故障來源,并通過提示燈閃爍和報警窗口提醒現場操作人員及時排查故障。
10.現場設備控制站與中央控制站之間的通訊與數據交換。
豎爐球團自動控制系統的設計原則如下:
1.應遵循“集中管理,分散控制,數據共享"的原則,采用分布式結構。整個控制系統的設計首先要運行穩定可靠、控制簡單、維護方便。而且在以后現場設備的維護方面做到成本低并便于擴展等:
2.自控系統應滿足豎爐球團鋼廠安全穩定運行原則,應具有暢通的通訊能力,具有自動調節、自動保護、自動報警等功能;運行管理方面降本增效,實現24小時連續安全穩定運行;
3.該控制系統應具備“遠程控制”、“現場控制"操作模式。當需要自動控制時,采用“遠程控制"模式,當控制系統出現故障時,可采用“現場控制"模式;
4.上位機監控界面友好,可以非常形象的模擬出整個廠區設備情況,并且方便操作人員的控制。對豎爐工藝各種數據參數和現場設備的運行情況進行監測,方便觀測和控制,設置管理員操作權限,保證了在控制當中的安全性;
5.通過對球團工藝的分析和現場實際的考察,設計豎爐球團生產效率優化模型。
豎爐球團自動控制系統的組成
  根據現場的實際情況,系統的控制設備主要分布在總控室和現場設備控制站。豎爐部分的控制箱都放在了總控室。按照豎爐球團自動系統的控制要求,系統可分為:
  第一層為處于系統底層——設備層。該層主要有電動蝶閥、放散閥、各種儀器儀表、變頻器以及快切閥等。主要完成生產設備的操作和工藝參數的監測,執行來自PLC的程序指令,并做出相應的操作或顯示實時監測數據參數。
  第二層為PLC控制層,主要完成各種操作、實時和歷史參數的監測、連鎖動作、報警的自動處理等功能。完成整個系統PLC站的控制網絡集成,負責接收從設備層傳送的信息、數據和上位機控制的命令,并將這些命令再反饋到設備層,完成中央信息層與設備層之間的信息、數據、命令傳輸及交換。
  第三層為中央信息層,即上位機控制層。在該豎爐球團控制系統,中央信息層由三個監控機構成,而監控上位機是由工業控制機(Pc機)、液晶顯示器和相關網絡通信設備等組成。完成實時監測參數和現場設備運行狀態的控制,歷史數據的記錄、查看,報警與故障的提示和處理、實時和歷史曲線的查看等功能。
豎爐焙燒工藝流程分析
  從豎爐工藝的流程上看,豎爐工作可分為以下幾個控制階段,各個階段工藝過程的作用和特點如下:
1.溫度控制環節
豎爐內溫度的分布情況決定著球團礦質量的好壞啪1。豎爐焙燒球團礦的過程可以分為有五個部分,分別為干燥帶、預熱帶、焙燒帶、均熱帶和冷卻帶,其理想的溫度分布

       布料車將料均勻布到干燥床上進行干燥。其作用是脫去生球中的水分。干燥生球速度越快,在豎爐中的時間就越短,但是干燥速度快到一定程度,就容易引起生球產生裂痕;為了使生球干燥速度快又不易產生裂痕,則要對干燥帶的溫度進行控制。生球的初始濕度越高,破裂溫度越低。如果放慢了干燥生球的速度,那么也就是在一定程度上制約了豎爐球團的產量,所以不能單單限制干燥速度。干燥帶的溫度是由冷卻風和上行焙燒風決定,所以要調節好煤氣和空氣的比例。
  生球干燥完成后,進入預熱帶。預熱是個溫度的過渡階段,為焙燒帶創造良好的溫度條件。球團穿過預熱階段,其目的在于:去除干燥過的生球中的殘留水分,使生球的溫度逐漸升高,避免由于溫度劇升而產生的局部膨脹和裂痕,并保證球團在豎爐內有足夠的時間使氧化亞鐵充分地氧化。
  然后進入焙燒帶。在焙燒帶發生物理和化學反應,氧化亞鐵開始氧化還原。物料一般在焙燒帶的理想溫度為1000℃一1200℃,如果溫度過高的話會使球團燒結,繼而粘在爐身上,堵塞火道,影響球團下料;如果溫度過低,將會延長焙燒時間,焙燒完成之后進入均熱帶,理想溫度在1000"(3左右。其主要作用是保證球團礦在均熱帶持續升溫,全面氧化和再結晶,繼續固結并增大強度。
  球團焙燒好之后,進入冷卻帶,通過冷卻風使球團從高溫狀態冷卻到低溫或中溫狀態,然后通過鏈板機運到成品礦倉。
  實際上,豎爐內部的溫度很難準確劃分預熱帶、焙燒帶和均熱帶,并且豎爐內球團的氧化發生在焙燒帶和均熱帶,在均熱帶還會發生劇烈的氧化還原過反應,造成均熱帶中部出現第二次溫度峰值。因此想要直接精確控制預熱、焙燒和均熱帶的溫度是很困難的。一般通過控制豎爐兩側燃燒室的溫度來間接估算和控制豎爐中的溫度。在壓力穩定的條件下,燃燒室溫度的主要是由煤氣和助燃風的流量控制,冷卻風又由風機提供,所以在溫度控制環節中,主要是控制煤氣、風機的流量。
2.風機控制環節
  這一環節是至關重要的,風機主要控制助燃風和冷卻風的風量,與此同時還改變了在干燥帶冷卻風的成分。冷卻風的作用不僅僅是冷卻焙燒好的熟球,并且回收豎爐中的熱量,經過導風墻上升至豎爐上部,與上行焙燒風混合作為干燥生球的媒介。
3.布料控制環節
  由布料車將造好的生球連續均勻穩定地布料到干燥床是豎爐球團焙燒工藝的關鍵工序。實踐表明,布料車布料情況決定著豎爐的焙燒環境、焙燒進程以及整個豎爐球團生產效率。使布料車不均勻布料的原因有:布料車的運行狀況、原料不均勻等。如果原料均勻,那么可以通過調節變頻器,改變布料車速度,使布料車在布料時基本保持平衡和穩定,以達到更高的球團生產效率。
4.卸料控制環節
  熟球冷卻后要通過卸料器排出,卸料的速度也影響著球團的生產效率,影響卸料機制和維持下料均勻穩定的原因有:豎爐內球團的燒結程度和卸料狀況等。在卸料時,盡量保證做到不間斷摔料,這樣對改良豎爐內部環境有利。下料處的物料監測非常關鍵,即可控制物料平衡,又可用于報警提示。若爐內有球團礦燒結現象,在卸料過程中會有相應的聲光提示,此時會提醒操作員工立即采取相應措施,把故障和其他不安全因素消滅在萌芽狀態。
  通過上述幾個控制環節的分析,在該系統中需要控制的參數有:煤氣總管壓力和流量、煤氣總管快切閥,助燃風總管流量和壓力、助燃風東、西支管流量電動調節閥,冷卻風總管流量電動調節閥,布料車速度、電磁振動給料機速度(速度均由變頻器調節)、低壓煤氣總管壓力、低壓煤氣總管溫度,焙燒帶溫度,火道口、南北爐身溫度以及煙罩、爐篦溫度等。
豎爐球團工藝的生產效率優化模型的應用
  在豎爐球團工藝中,豎爐球團的產量和質量是由豎爐的熱效率決定“力嗍,豎爐的熱效率又主要取決于燃空比。在該項目中,豎爐的燃氣由高爐產生,空氣由風機提供,空氣在豎爐內部又分為助燃風和冷卻風兩部分,通過第三章建立豎爐生產效率優化模型,在球團下料速度最快條件下,找到最佳的燃空比。
  調節電磁振動給料機和布料機的布料頻率,控制其速度,使其速度達到優化模型中的最大速度。通過控制煤氣、助燃風和冷卻風的調節閥,使助燃風與冷卻風流量的比值在優化模型給定參數的范圍內,在焙燒過程中達到最佳燃空比值。
  通過一段時間的運行,提高了豎爐球團的生產效率,在一定程度上節省了煤氣和風機的電耗,由此可證明該優化模型的設計是合理的。
  
自動控制系統設計

  為了保證控制過程的安全可靠和生產的連續性,提高自動化水平,博微采用自動控制與視頻監控系統相結合的自動化控制系統,主要用于原料輸送控制、運行操作、監視管理


  博微特色

  專業培訓
  博微公司的工程師擁有大量的現場培訓經驗,用生動的語言深入淺出的為現場操作員進行相關培訓,減少各方面的誤操作引起的事故。
  設備管理

   

   
 典型案例

    西林鋼鐵集團球團豎爐自動控制系統

 

  結束語

  實施“精品”戰略,明確“創優工程”的質量目標,并在施工過程中實施對工程質量進行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗收、實施各專業、各工序、各階段質量控制,直到調試投運和竣工驗收。
  認真貫徹ISO9001的質量方針和質量文件,有效實施質量控制;嚴格按各工程階段的停止點實施有效控制,對各部門的工程質量負責。
  認真貫徹執行設計工作的有關標準和規范,認真執行圖樣和設計文件的審簽程序,保證提供的設計圖樣和技術文件完整、正確、協調、統一、清晰。
  博微公司具有強大的技術團隊和經驗豐富的技術人員,一流的技術服務,能為用戶提供最先進最優化的行業解決方案。
   

   
   
   


  燒結目的及意義

  高爐煉鐵對含鐵原料的要求是:品位高、有害雜質少、還原性好、高溫性能優良、強度高、粒度適宜、化學成分穩定均勻。鐵礦粉燒結是目前鐵礦粉造塊的主要方法,它不僅將粉礦進行造塊供高爐煉鐵使用,而且通過造塊改善鐵礦石的冶金性能,使高爐冶煉獲得良好的效果。我國鐵礦石多為貧礦和復合礦,必須進行細磨選礦,細磨后鐵礦粉必須造塊才能被高爐使用。鐵礦粉燒結技術是目前世界上產量最大、使用最廣泛的造塊方法之一。
  燒結工藝概述

  是指根據原料特性所選擇的加工程序和燒結工藝制度。它對燒結生產的產量和質量有著直接而重要的影響。本工藝按照燒結過程的內在規律選擇了合適的工藝流程和操作制度,利用現代科學技術成果,強化燒結生產過程,能夠獲得先進的技術經濟指標,保證實現高產、優質、低耗。本生產工藝流程有原料的接受,兌灰,拌合,篩分破碎及溶劑燃料的破碎篩分,配料,混料,點火,抽風燒結,抽風冷卻,破碎篩分,除塵等環節組成。燒結過程示意圖如下。
   

  燒結生產工藝的過程就是將準備好的礦粉、燃料和溶劑,按一定的比例配料,然后再配入一部分燒結機尾篩分的返礦,送到混合機混勻和造球。混好的料由布料器鋪到燒結機臺車上點火燒結,燒成的燒結礦經破碎機破碎篩分后,篩上成品燒結礦送往高爐,篩下物為返礦,返礦配入混合料重新燒結,燒結過程產生的廢氣經除塵器除塵后,由風機抽入煙囪,排入大氣。
  配料的控制

  對配料的基本要求是準確。即按照計算所確定的配比,連續穩定地配料,把實際下料量的波動值控制在允許的范圍內。當燃料配入量波動0.2%時,就足以引起燒結礦強度與還原性的變化;當礦粉或熔劑配入量發生變化時,燒結礦的含鐵量與堿度即隨之變化,都將導致高爐爐溫、爐渣堿度的變化,對爐況的穩定、順行帶來不利影響。為保證燒結礦成分的穩定,生產中當燒結機所需的上料量發生變化時,須按配料比準確計算各種料在每米皮帶或單位時間內的下料量;當料種或原料成分發生變化時,則應按規定的要求,并準確預計燒結礦的化學成分。 其中 驗算法該法首先應根據實際生產經驗假定配料比,并根據各種物 料的水分、燒損、化學成分等項原始數據,計算燒結礦的化學成分,看其是否滿足規定的指標的要求。
  停爐控制

  點火器的停爐分為短期和長期(大、中修)兩種情況。當點火器短期停爐時,通過保留2~3個燒嘴或減少煤氣來控制爐內的溫度即可,長期停爐時應先關閉燒嘴上的閥門和總閥門,并通蒸汽,堵盲板。對于設有助燃風機的點火器,當熄火后應繼續送風一段時間以后停機。 
     ①關小煤氣管道流量調節閥,使之達到最小流量,然后逐一關閉點火器燒嘴的煤氣閥門。 
     ②打開煤氣放散閥進行放散,關閉儀表閥門。 
          ③確認爐內無火焰,關閉煤氣頭道閥。 
     ④手動關閉煤氣切斷閥。 
     ⑤打開蒸汽閥門通入蒸汽驅趕殘余煤氣,殘余煤氣驅趕完畢后,關閉蒸汽閥、調節閥。

               ⑥關閉空氣管道上的空氣調節閥,停止助燃風機送風。 
     ⑦若檢查點火器或處理點火器的其他設備需要動火時,應事先辦動火手續及
          ⑧堵盲板順序:確認殘余煤氣趕盡,關閉蒸汽閥門,經化驗合格后,關閉眼鏡閥。 
  燒結點火應注意的事項

        ①點火時應注意保證沿臺車寬度的料面要均勻一致。 
     ②當燃料配比低、燒結料水分高、料溫低或轉速快時,點火溫度應掌握在上限;反之則掌握在下限。 
     ③點火時間最低不低于1分鐘。 
     ④點火面要均勻,不得有發黑的地方,如有發黑,應調整對應位置的火焰。一般情況下,臺車邊緣的各火嘴煤氣量應大于中部各火嘴煤氣量。點火后料面應有適當的熔化,一般熔化面應占1/3左右,不允許料面有生料及浮灰。 
     ⑤對于燒結機來說,臺車出點火器3~4m,料面仍應保持紅色,以后變黑;如達不到時,應提高點火溫度或減慢機速,保證在一定風箱處結成堅硬燒結礦。 
     ⑥為充分利用點火熱量,增加點火深度,既保證臺車邊沿點著火,又不能使火焰外噴,就必須合理控制點火器下部的風箱負壓,其負壓大小通過調節風箱閘門實現。
          ⑦點火器停水后送水,應慢慢開水門,防止水箱炸裂(有的話應該這樣操作)。 
     ⑧點火器滅火后,務必將燒嘴的煤氣與空氣閘門關嚴,以防點火時發生爆炸。 
     ⑨如果臺車邊緣點不著火,可適當關小點火器下部的風箱閘門或適當提高料層厚度;或適當加大點火器兩旁燒嘴的煤氣與空氣量。
  燒結點火溫度與火焰長度的調節與控制

  為確保燒結生產的正常進行,在生產過程中,要根據情況及時調整點火火焰長度。點火火焰長度的調整,必須使火焰最高溫度達到料面,如果料層發生較大的變化,則應相應調整火焰長度。點火溫度的控制必須在火焰長度調節好,并觀察點火狀態后進行。國內點火溫度控制在1050~1250℃時,點火溫度適當與否,可從燒結料面狀況加以判斷。點火溫度過高(或點火時間過長),料層表面過熔,呈現板結,風箱負壓升高,總煙道中廢氣量減少;點火溫度過低(或點火時間過短),料層表面欠熔,呈棕褐色,出現浮灰,燒結礦強度變差,返礦量增大。點火正常的特征是:料層表面呈黑亮色,成品層表面已熔結成堅實的燒結礦。 
  點火溫度的調節可通過調節煤氣與空氣的大小來實現。操作煤氣調節器可以使煤氣達到完全燃燒。使用煤氣或空氣調節器時,調節流量大小可用操縱把柄停留時間的長短來控制,操作調節器不要過猛、過快,應一邊操作一邊觀察流量表上的數字,最后將點火溫度調到要求數值。通過上述方法仍然達不到生產需要時,必須查明原因,比如,混合料水分是否偏大,料層是否偏薄,煤氣發熱值是否偏低等。生產中點火溫度的控制常采取固定空氣量,調節煤氣量的方法。在點火后直至燒結終了的整個過程中,燒結料層不斷發生變化。為了使燒結過程正常進行,獲得良好的生產指標,對燒結風量、真空度、料層厚度、燒結機速度和燒結終點的準確控制是很重要的。 
     控制系統的構成

  對放置在皮帶上并隨皮帶連續通過的松散物料進行自動稱量的儀器。主要有機械式(常見的為滾輪皮帶秤)和電子式兩大類。電子皮帶秤是使用最廣泛的皮帶秤。由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成。
  在稱量過程中主要用到的自動化產品:稱重傳感器(對原料記重、速度傳感器(檢測皮帶的傳輸速度)、數顯表(對各種數據進行實時顯示)、變頻器(實現電機的調速)、電動機等。
  混合機械是利用機械力和重力等,將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的機械。混合機械廣泛用于各類工業和日常生活中。常用的混合機械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機械、熱塑性物料混合機、粉狀與粒狀固體物料混合機械四大類。
     其主要用到的自動化產品:斷路器、接觸器、電動機
  
燒結控制概述

  下圖是燒結廠生產的具體的工藝流程圖由此圖為依據來實現各個環節的自動控制。
   
      
   
                                                         燒結廠工藝流程圖
  燒結過程自動控制系統采用工業以太網雙網冗余的設計方案完成燒結機系統的生產與控制,所有控制站、操作站、工程師站之間通過冗余以太網連接;各變電所及控制室之間的以太網通過光纖連接。配料秤、計量秤與相應的PLC控制站之間的數據交換通過Profibus-DP 通信網絡完成;變頻器與相應的PLC控制站之間的數據交換通過MB+通信網絡完成。整個控制系統分別完成燒結機及環冷機系統控制,含鐵原料接受系統控制,配料系統控制,制粒與成品篩分控制,除塵卸灰控制,主抽風機控制等。各PLC控制站分別放置在主電氣樓配電室,原料庫配電室,配料配電室,成品配電室及燃料配電室。硬件配置主要有主機架、擴展機架、電源、CPU 模塊、接口模塊、以太網通信模塊以及數字量和模擬量輸入/輸出模塊等。軟件設計主要分為電控和儀控兩大部分,電控部分完成系統有關數字量的聯鎖與控制,儀控部分完成相關模擬量的轉換,計算和PID控制。
  配料系統的控制方式

  由PLC 進行設定值控制
  PLC完成濕配比及排料量設定值的計算后,將此信號送給配料二次表作為設定信號,由配料二次表完成閉環控制。PLC輸出的料量設定值信號,既可以經過自動運算得到,也可以在操作站上進行手動設定。配料二次儀表根據排料量設定值和測量值進行PI 控制運算,由PLC輸出控制信號給變頻器完成配料系統的自動控制。
  配料儀表單機閉環控制
  單機閉環自動控制是在配料秤二次表面板上直接設定排料量設定值,由配料二次儀表完成單機自動配料。
  直接由P 比進行速度控制
  在操作站上手動設定變頻器的速度值,由PLC直接輸出此速度設定信號給變頻器,完成手動給料控制。
  一次混合、制粒機加水自動控制

  一次混合機加水處理
  可在操作站上進行一次混合機加水目標水分率的設定,按目標水分率和原料重量及水分跟蹤值進行一次添加水量計算,確定一次混合機加水量的設定值。
   ①一次添加水量設定值計算公式為
   FMIS =(MMIS × ZW1 - ZH1)/(1- MMIS)×KD1 ( 1 )
   式中,FMIS 為一次添加水量設定值;MMIS 為一混后混合料目標水分率;ZW1為原料濕料量(跟蹤值); ZH1為原始水分重量(跟蹤值);KD1為一次添加水量修正系數。
   ②一次添加水后水分率計算為
   MMIP =(ZH1 + FMIP )/(ZW1 + FMIP ) (2 ) 
   式中,MMIP 為一混后混合料水分率;FMIP為一次添加水量實際值。
   當一次混合機之前的設備1 混-1皮帶在運轉中,一次混合機本體在運轉中且一次混合機給水壓力正常時可進行加水控制。
   制粒機加水處理
   與一次混合機加水情況相同,可在操作站上進行設定目標水分率
   ①制粒機添加水設定值計算式
   當不選擇反饋控制時:
   FM2S =(MM2S×ZW2–ZH2 )/(1–MM2S )× KD2( 3 ) 
   當選擇反饋控制時:
   FM2S =(MM2S×ZW2 - ZH2 )/(1–MM2S )× KD2 ×(1+PD1×PD2)( 4) 
   式中,FM2S 為制粒機添加水量設定值;MM2S為制粒機后混合料目標水分率;ZW2為制粒機前物料濕重量;ZH2為制粒機前含水重量;PD1為補正系數;PD2為制粒機后水分儀自動修正系數;KD2為制粒機添加水量修正系數。
   ②制粒機添加水后水分率計算
   MM2P =(ZH2 + FM2P)/(ZW2 + FM2P) ( 5) 
   式中,MM2P為制粒機后混合料水分率;FM2P為制粒機添加水量實際值。
   當制粒機前的設備配料秤在運轉中,制粒機自身也在運轉中且制粒機給水壓力正常時可進行制粒機加水控制。
  混合料槽料位的控制

  棍合料槽設置在燒結機頭部,作為向燒結機布料的緩沖給料裝置,對料位控制的精度具有一定要求。如果控制不好,會給生產帶來很大影響。
  混合料槽排料量的計算
  從制粒機給料配料秤到混合料槽止,混合料輸送時間TB1(s),在這段時間內將原料輸送量跟蹤值累加作為混合料槽的入槽量W1N 。根據排料量的平均層厚(不含鋪底料層厚)、臺車寬度(PW)、臺車速度(PS)、原料堆密度(KB1)等相乘,并乘以修正系數PB1求得預想排出量WOUT 。
   WOUT=( PS×( PH - PR )×PW×KB1×TB1×PB1 )/60000( 6 ) 
   式中,PH 為平均層厚設定值(mm );PR為鋪底料厚度(mm)。
   當混合料槽料位差超過一定范圍時,PB1進行演算并進行自動修正,否則PB1不變,保持原值。
  點火爐燃燒控制
  為了保證混合料燒結良好,應有合適的點火溫度。因此,對供給點火爐燃燒用的煤氣、空氣的流量進行自動控制,既能保持料層最佳點火溫度,又能實現煤氣的充分燃燒。點火爐燃燒控制有二種方式:一是根據爐內溫度進行煤空比串級控制;二是在操作站設定煤氣量設定值進行煤空比例控制。二種方式的切換可以在操作站上實現。
   
  點火溫度煤空比例串級控制
  由操作人員設定點火爐溫度控制的目標值,PLC根據該設定值和點火溫度的測量值進行PID 控制運算,其控制輸出作為煤氣流量調節單元的設定值。煤氣流量調節單元則根據此設定值和煤氣流量測量值進行PI 控制運算,輸出控制信號給煤氣流量調節閥,調節煤氣流量。而空氣流量調節單元的設定值則是由煤氣流量測量值經比例環節的控制運算后而得到,再與空氣流量設定值進行比較,經過PI 運算,輸出控制信號給空氣流量調節閥,調節空氣流量,從而實現點火爐溫度及煤、空比例串級自動控制。
  三機速度聯動控制
  正常生產時,燒結機、圓輥給料機、環冷機三者之間的速度應滿足一定的比例關系,為此,需對燒結機、圓輥給料機、環冷機的速度進行三機速度聯動控制。如果燒結機速度因某種原因發生變化時,圓輥給料機和環冷機的速度也應按一定的比例關系進行變化.否則會影響生產的正常運行。燒結機、圓輥給料機、環冷機三者之間的速度既可保持聯動關系,也可根據具體情況單獨對燒結機、圓輥給料機、環冷機的速度進行手動控制,以滿足生產要求。
  燒結機速度控制
  操作人員根據燒結礦燃燒狀況在畫面上手動設定燒結機運行速度的設定值,PLC將該設定位直接輸出給燒結機變頻器,完成燒結機速度的手動控制。
  圓輥給料機及九輥布料器速度控制
  圓輥給料機速度是燒結機速度的一次函數,圓輥給料機速度按燒結機速度比例調節,如果燒結機速度發生變化則圓輥給料機速度必須要變化,否則易造成燒結臺車堆料或是缺料,影響正常生產。九輥布料器一般不需要進行速度聯動控制。正常生產時,根據經驗,將九輥布料器的速度手動控制在一個固定值左右。
  環冷機速度控制
  環冷機速度是燒結臺車速度的一次函數,環冷機速度按燒結臺車速度比例同步調節,如果燒結臺車速度發生變化則環冷機速度必須變化。環冷機排料溫度大于150 ℃ 時報警,以指導生產。此外,環冷鼓風機及電機軸承、電機定子溫度設高溫、高高溫報警,送電氣聯鎖停機功能。
  控制過程可能存在的難點

  燒結風量與真空度的控制 
  風是燒結作業賴以進行的基本物質條件之一,也是加快燒結過程最活躍積極的因素,同時也是控制的一大難點,抽過料層的風量越大,垂直燒結速度越快,在保持成品率不變的情況下,可大幅度提高燒結生產產量。但是,風量過大,燒結速度過快,混合料各組分沒有足夠的時間互相粘結在一起,將降低燒結礦的成品率,同時冷卻速度的加快,也會引起燒結礦強度的降低。 
  改善燒結料的透氣性,減少料層阻力損失,在不斷提高風機能力的情況下,可以達到增產的目的;同時,燒結生產的單位電耗降低。目前燒結機的漏風率一般在40%~60%。堵漏風是挖掘風機潛力,提高通過料層風量的十分重要的措施。燒結機的漏風主要存在于臺車及滑道之間,它約占燒結機總漏風率的90%;其次存在于燒結機首尾風箱,此外燒結機集氣管、除塵器及導氣管道也會漏風。當爐條、擋板不全、臺車邊緣布不滿料時,漏風率進一步加大所以很難控制到恰到好處。減少漏風的方法主要有下面有幾個方面: 
  料層厚度與轉速:一般來說,料層薄,機速快,生產率高,但在薄料層操作表層強度差的燒結礦數量相對增加,使燒結礦的平均強度降低,返礦和粉末增多,同時還會消弱料層的自動蓄熱功能,增加燃料用量,降低燃燒礦的還原性。生產中,在燒好、燒透的前提下,應盡量采用厚料層操作。這是因為燒結礦層有自動蓄熱作用,提高料層厚度能降低燃料消耗。而低碳厚料操作一方面既有利于提高燒結礦的粒度組成,使燒結礦大塊降低,粉末減少,粒度趨于均勻,成品率提高;另一方面又有利于降低燒結礦氧化亞鐵含量,改善燒結礦的還原性;此外還有利于減輕勞動強度,改善勞動條件。 合適的機速是在一定的燒結條件下,保證在預定的燒結終點燒透燒好。影響機速的因素很多,如混合料粒度變細,水分過高或過低,返礦數量減少及品質變壞,混合料制粒性差,預熱溫度低,含碳波動大,點火煤氣不足及漏風損失增大等,就需要減低機速,延長點火時間來保證燒結礦在預定終點燒透燒好。 
  燒結機的速度是根據料層厚度及垂直燒結速度的快慢而決定的,機速的快慢以燒結終點控制在即為倒數第二或第三個風箱為原則(機上冷卻除外)。在正常生產中,一般穩定料層厚度不變,以適當調節機速來控制燒結終點。機速的調整要求穩定、平緩,防止忽快忽慢,不能過快過急。10分鐘內調整的次數不能多于兩次,每次增減不得大于0.5m/分鐘這些細節問題難以做到。 
  燒結終點的判斷與控制 
  控制燒結終點,就是控制燒結過程全部完成時臺車所處的位置。中小型燒結機的燒結終點一般控制在機尾燒結倒數第二個風箱的位置上,大型燒結機的終點一般控制在燒結倒數第三個風箱上。正確而嚴格地控制燒結終點可以充分利用燒結面積,提高產量,降低燃耗;另一方面對于無鋪底料的燒結機還具有減少爐條消耗、改善機尾勞動條件和延長主風機轉子使用壽命的作用。如果燒結終點提前了,這時燒結面積未得到充分的利用,同時使風大量從燒結機后部通過,破壞了抽風制度,降低了燒結礦產量。而燒結終點滯后時,必然造成生料增加,返礦量增加,成品率降低,此外沒燒完的燃料進入冷卻段,會繼續燃燒,破壞設備,降低冷卻效率。 
  正確控制燒結終點是生產操作的重要環節。正確判斷燒結終點的主要依據是各種傳感器但是這也是難以精確控制的。 
  燒結終點的標志是:風箱廢氣溫度下降的瞬間,或者說廢氣溫度最高的風箱位置。往往此風箱廢氣溫度較前后風箱高20~40℃。主管廢氣溫度在100℃左右。終點以后的風箱,由于上部臺車的物料全部變成燒結礦層,透氣性良好,再加上燒結機尾部漏風的影響,故負壓隨之下降。 
  肉眼觀察機尾燒結斷面,均勻整齊,(紅層不得超過整個斷面的1/3,底部濕泥層不得大于10mm、爐箅子呈灰白色,不帶潮泥);卸料時摔打,聲音鏗鏘有力。 
  返礦殘碳量應小于1%。 
  調節燒結終點的措施是變動機速、變動料層厚度和調整真空度,常用方法是調整機速。燒結終點有自動和人工調節兩種,自動調節是據終點處風箱的廢氣溫度進行自動控制;人工調節也可根據終點風箱的廢氣溫度和直接觀察機尾燒結面狀況進行調整也不是一件容易的事情。
  燒結料水分的判斷與控制
  燒結過程中,混合料水分適宜時,臺車料面平整,點火火焰不外噴,機尾燒結礦斷面解理整齊這一點難以做到。 
  水分過高時,下料不暢,布料器下的料面出現魚鱗片狀,臺車料面不平整,料層自動減薄,嚴重時點火火焰外噴,出點火器后料面點火不好,總管負壓升高,有時急劇升高,總管廢氣溫度急劇下降,機尾燒結礦斷面松散,有窩料“花臉”,出現潮濕層。水分過小時,臺車料面光,料層自動加厚,點火火焰外撲,料面濺小火星,出點火器后的料面有浮灰,燒結過程下移緩慢,總管負壓升高,廢氣溫度下降,機尾燒結礦呈“花臉”,粉塵飛揚。水分不勻時,點火不勻,機尾燒結礦斷面出現“花臉”。 
  如果發現燒結料水分異常,燒結工要及時與二次混合聯系,并針對情況采取相應的措施。一般應采取固定料層、調整機速的方法,水分偏大時減輕壓料,適當提高點火溫度和配碳量或降低機速,只有在萬不得已的情況下,才允許減薄料層厚度。 
   
  燒結料中碳的判斷與控制
  ①當混合料固定碳高時,料面出點火器后2~3m仍不變色,表面過熔結硬殼,總管負壓、廢氣溫度升高,(機尾燒結礦斷面有火苗,赤紅層大于1/2),粘爐箅子,燒結礦氣孔大,成蜂窩狀,FeO升高。在降低燃料配比的同時,可采取降低點火溫度,減薄料層,加快機速等措施。 
  ②混合料固定碳低時,表層點不好,離點火器臺車的紅料面比正常縮短,料面有浮灰,垂直燒結速度減慢,總管負壓、廢氣溫度降低,機尾料面紅層薄,火色發暗,嚴重時有“花臉”,燒結礦FeO降低。在增加燃料配比的同時,可采取提高點火溫度,減慢機速等措施。 
  ③當燃料粒度大時,點火不均勻,機尾燒結礦斷面冒火苗,局部過熔,斷面呈“花臉”,有粘臺車現象。此時應與配控(配料室)聯系,在嚴格加工粒度的同時,可采取適當減少配碳量,提高料層厚度或加快機速等措施。 
  在長期的生產實踐中,根據燒結生產過程的主要因素,把提高生產能力的經驗做了歸納,提出了20字的技術操作方針:“精心備料、穩定水碳、減少漏風、低碳厚料、燒透篩盡”。 
  1)“精心備料”是燒結生產的前提條件。其內容很廣泛,它包括原、燃料的質量及其加工準備,以及配料、混合、造球等方面,只有做到“精心備料”,才能為燒結機提供穩定的生產條件。 
  2)“穩定水碳”是穩定生產的保證條件。是指燒結料的水分、固定碳的含量要符合燒結的要求,且波動要小。燒結料的適宜水分是保證造球、改善料層透氣性的重要條件。燒結料中的固定碳是燒結過程的主要熱源。減少燒結料水、碳的波動就為燒結機的穩定操作創造了條件。因此,穩定水、碳是穩定燒結生產的關鍵性措施。 
  3)“減少漏風”是穩定生產的關鍵性措施。對抽風系統而言就是減少漏風,提高有效抽風量,充分利用主風機能力。對燒結機而言就是風量沿燒結機長度方向要合理分布,而沿臺車寬度方向要均勻一致。主風機是燒結生產的心臟,而合理用風提高有效抽風量對優質、高產、低耗具有重要的意義。 
  4)“低碳厚料”是指在允許的條件下,采用低配碳、厚料層的操作,該操作可以相對地減少燒結機表層低質燒結礦的數量,提高燒結礦的強度和成品率,還可以充分利用料中的自動蓄熱作用,提高熱能的利用率,降低燃料消耗及FeO含量。是獲得優質、高產、低耗燒結礦的途徑。 
  5)“燒透篩盡”是燒結生產的目的,它體現了質量第一的思想,燒透才能保證強度高、粉末少。燒透是根本,篩盡是輔助,燒不透也就篩不盡。如果保證了燒透,既可使質量提高,產量也不會降低。相反,不保證燒透而一味的快轉會適得其反,質量保不了,產量會降低,能耗還會升高。因此“燒透篩盡”也是獲得優質、高產、低耗燒結礦的途徑。 燒結操作經驗中的幾個方面是相輔相成的,假如某一因素、某一環節控制不好,其他環節就會失調。 
  自動控制系統設計 

     為了保證控制過程的安全可靠和生產的連續性,提高自動化水平,博微采用自動控制與視頻監控系統相結合的自動化控制系統,主要用于原料輸送控制、運行操作、監視管理。

   

 
    
    
    
  博微特色

  專業培訓
  博微公司的工程師擁有大量的現場培訓經驗,用生動的語言深入淺出的為現場操作員進行相關培訓,減少各方面的誤操作引起的事故。
  設備管理
   

  
       典型案例

  西林鋼鐵集團燒結機自動化系統
  首鋼礦業公司360平燒結主機PLC控制系統
  河北文豐鋼鐵有限公司燒結控制系統


   結束語

        實施“精品”戰略,明確“創優工程”的質量目標,并在施工過程中實施對工程質量進行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗收、實施各專業、各工序、各階段質量控制,直到調試投運和竣工驗收。
  認真貫徹ISO9001的質量方針和質量文件,有效實施質量控制;嚴格按各工程階段的停止點實施有效控制,對各部門的工程質量負責。
  認真貫徹執行設計工作的有關標準和規范,認真執行圖樣和設計文件的審簽程序,保證提供的設計圖樣和技術文件完整、正確、協調、統一、清晰。
  博微公司具有強大的技術團隊和經驗豐富的技術人員,一流的技術服務,能為用戶提供最先進最優化的行業解決方案。
   
   
  
   
   
   

簡介

     目高爐煉鐵過程中需要加入一定量的助溶劑,簡稱溶劑,其主要作用是使還原出來的鐵與脈石及灰分實現良好的分離,根據鐵礦石中脈石和焦炭灰分成分的不同,熔劑分為酸性、堿性和中性三種。常用的堿性溶劑有石灰石(CaCO3)、白云石(CaCO3.MgCO3),石灰石作為高爐冶煉過程中的一種堿性溶劑,具有非常重要的作用它的質量的好壞,直接影響鐵水的品質。 
  石灰生產采用的是旋窯,旋窯作為鋼鐵廠和水泥廠的一個主要設備,市場非常廣闊。鋼廠旋窯生產工藝流程與水泥廠的流程相比要簡單得多,它沒有配料和均化工藝過程。以回轉窯為例,它的工藝過程主要包括三部分:


系統工藝及主要控制

原料上料部分
   

主要的電氣連鎖控制功能
  本控制系統的設備的基本操作均有三種方式,既機旁操作方式,
遠程手動操作方式(流程處于手動或自動),PLC全自動控制方式(流程處于自動)。

設備機旁手動操作方式
  這種方式只適用于單體設備的維修及調試運行。這種方式適用于所有設備,不管設備的種類與安裝位置如何。在這種方式下PLC不參與運行,所有操作是現場人員在每個設備的機旁操作箱上完成的。操作前提是將機旁操作箱上的手動/自動選擇開關選擇為手動方可機旁操作。
遠程手動方式
  這種方式在正常生產中不經常使用,主要用于單體設備調試運行或生產條件不穩定的情況。通過PLC對單個設備進行選擇啟動和停止等。
全自動操作方式
  在這種方式下,PLC系統和顯示操作站系統處于正常工作狀態,生產過程由PLC實現全自動控制。根據用戶的實際應用程序,顯示操作站對PLC發出運行指令來完成全過程自動控制功能,并自動生成不同級別(報警重要程度)的報警。這種方式在正常生產中使用。與遠程手動一樣,在這種方式下,所有聯鎖設備的機旁操作箱上的方式選擇開關都選在自動位置上。生產過程的啟動停止操作完全在顯示操作站上進行,當某種故障發生時自動控制系統會立即作出相應的反應,并在顯示操作站上報警。在這種操作方式下,系統內所有聯鎖設備可以根據系統運行的需要在顯示操作站上通過鼠標對不同的設備進行選擇,啟動,停止并加上必要的安全聯鎖。
   系統啟動

  
   流程停止
  
   成品輸送部分

      啟動順序如下

      停止順序
     

2#電動三通選擇b向
   啟動順序
         

          停止順序
     

2#電動三通選擇a向
    啟動順序
          

           停止順序
     

回轉窯本體控制

液壓擋輪控制 
   本系統分為A、B兩回路
  

  A回路(常用運轉回路)
  當回轉窯窯體運動,向下移動,使下擋輪碰鐵碰上行程開關S2,具備自動運行條件,油泵啟動,電磁閥I的YV2勵磁,壓力油經過調速閥至下擋輪油缸,使窯體上移,電磁閥1由計時器來控制,油缸活塞向前推動3mm(大約需要5~10分鐘,可調節調速閥),在原地停留40分鐘,然后再向前推動3mm,再在原地停留40分鐘,在原地停留40分鐘期間,電磁閥1處于中間位置,油泵停止運轉,這個過程不斷重復,直到下擋輪達到最高位置時(行程為50mm)碰到行程開關S1時,油泵停止運轉,電磁閥I的YV1勵磁,下擋輪油缸在筒體重力作用下縮回,蓄能器壓力油打開液控單向閥1,油缸內壓力油經過節流閥回油箱,擋輪下移直至下行程開關S2,完成整個循環約為24小時,S3、S4為超極限開關。
  B回路(特殊用途回路)
  這個回路可以使擋帶停在任意位置,在現場手動操作電磁閥II,使YV4勵磁,啟動油泵,使壓力油進入上擋輪油缸內,使上擋輪下移,推動輪帶使窯體下移,此時電磁閥I中的YV1勵磁,下擋輪油缸排油,為加快排油速度,電磁閥III中的YV5勵磁,使液控單向閥I打開,如使上擋輪復位高端,可使電磁閥II的YV3歷次,碰到行程開關S5,油泵停止,當油泵停止后,立刻解除與S5的連鎖,使用A回路時電磁閥II處于中間位置。
預熱器液壓推桿控制
  

          
  預熱器是個原料儲存倉,原料在這里與窯內的煙氣進行熱交換進行預熱,它往窯內的下料是通過12個液壓推桿不停的往復推動來實現的。
  每個推桿的工作是通過控制油路上的電磁閥來控制,電磁閥得電,油壓推動推桿向里運動,失電,推桿退回。推桿的工作順序為:

        

       下料的快慢通過控制每個推桿的行進距離和倆個推桿之間的間隔時間來實現,建龍項目我是通過時序來實現的,推桿行程最大時一個來回大約16秒,推進去的單行程就是8秒,那么控制電磁閥通斷時間為1~8秒之間,即可控制推桿的行程。
  間隔時間是以上一個推桿完全退回原位碰到外行程開關開始計時,在上位機上可以任意設定。
  推桿的工作也可以通過內外兩個行程開關來實現,推桿推進中碰到內行程開關時,電磁閥失電,推桿退回,碰到外行程開關時下一個推桿開始計時,到預定的時間開始工作。
  12個推桿全部推完,從1#推桿開始重新開始進入到下一個循環,周而復始直到系統停止為止。
回轉窯窯速控制
  回轉窯主傳動電機是變頻控制,直接在上位機上設定變頻頻率即可改變回轉窯窯速,不要求閉環控制。
 燃燒控制
   窯內爐溫控制要分別控制煤氣和助燃風的流量來控制,煤氣的控制一般采用串級pid控制,控制策略如下圖:

  如上圖所示,煤氣流量控制本身是個pid閉環控制,作為整個控制策略中的閉環,燃燒室溫度控制是個外環,策略的含義是通過檢測燃燒室內的溫度,來決定煤氣流量的設定值多少,內環根據這個設定值來調節煤氣調節閥,使流量保持穩定。
  煤氣管道除了這個調節環節外,還要有煤氣切斷閥控制,非常重要。在一些特殊的條件下(如:窯內滅火,煤氣壓力過低等)要保證能迅速切斷煤氣,防止事故發生。一旦動作窯內就會滅火,所以還要保證不要誤動作,對器件的可靠性要求較高。
  助燃風的控制相對簡單一些,框圖如下:
   

  自動控制系統設計

  為了保證控制過程的安全可靠和生產的連續性,提高自動化水平,博微采用自動控制與視頻監控系統相結合的自動化控制系統,主要用于原料輸送控制、運行操作、監視管理。

    

    
    
    
  博微特色  

       專業培訓
  博微公司的工程師擁有大量的現場培訓經驗,用生動的語言深入淺出的為現場操作員進行相關培訓,減少各方面的誤操作引起的事故。
  設備管理
   

  典型案例  

       黑龍江建龍雙鴨山白灰窯自動控制系統

  結束語  

       實施“精品”戰略,明確“創優工程”的質量目標,并在施工過程中實施對工程質量進行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗收、實施各專業、各工序、各階段質量控制,直到調試投運和竣工驗收。
  認真貫徹ISO9001的質量方針和質量文件,有效實施質量控制;嚴格按各工程階段的停止點實施有效控制,對各部門的工程質量負責。
  認真貫徹執行設計工作的有關標準和規范,認真執行圖樣和設計文件的審簽程序,保證提供的設計圖樣和技術文件完整、正確、協調、統一、清晰。
  博微公司具有強大的技術團隊和經驗豐富的技術人員,一流的技術服務,能為用戶提供最先進最優化的行業解決方案。
   
   
   
   
   
   

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