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球團(tuán)豎爐自動(dòng)化解決方案
豎爐簡介
目前生產(chǎn)球團(tuán)礦的設(shè)備主要有豎爐、帶式焙燒機(jī)以及鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯,在我國多數(shù)中小鋼鐵廠主要以豎爐作為球團(tuán)生產(chǎn)的設(shè)備。
豎爐的分類
根據(jù)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(fēng)爐,爐體的外圍一般是鋼制結(jié)構(gòu),內(nèi)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(nèi)襯中布置循環(huán)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(nèi)高溫帶熱量的方法有效延長爐子的使用壽命,達(dá)到有效提高生產(chǎn)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(shè)備,可以焙燒鐵礦石、鐵精礦球團(tuán)、有色金屬、礦石、粘土礦物等。焙燒時(shí)物料一直處于固體狀態(tài)。焙燒豎爐是一種用于焙燒冶金球團(tuán)的設(shè)備,是最早的焙燒球團(tuán)設(shè)備,它內(nèi)部構(gòu)造主要由爐墻組成的爐膛,設(shè)于爐膛下端的齒輥卸料器和電磁振動(dòng)給料機(jī),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(huán)水從管道內(nèi)部流過,從另一端流出,排到循環(huán)水池外部,不斷循環(huán)以保證水梁工作在高溫爐膛內(nèi)不會由于高溫而導(dǎo)致水梁變形,從而影響豎爐的正常使用。使?fàn)t墻下部設(shè)有冷卻風(fēng)口和助燃風(fēng)口,爐膛內(nèi)設(shè)有與爐膛內(nèi)外相通的煤氣管道,該煤氣管道爐膛內(nèi)部設(shè)有火道口。它內(nèi)部構(gòu)造簡單,煤氣可在爐內(nèi)直接燃燒,熟球質(zhì)量均勻,產(chǎn)量高。
球團(tuán)豎爐的產(chǎn)品用于冶金高爐冶煉鐵水的原料,產(chǎn)品形狀為圓形,一般8—16毫米。球團(tuán)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(tuán)工藝中使用的是焙燒豎爐。料柱高,冷卻風(fēng)向上通過焙燒帶時(shí),料層中氣流速度高,壓力大,需要很多的冷卻風(fēng)。
球團(tuán)簡介
球團(tuán)是一種人工造塊狀原料的方法,將粉末狀物質(zhì)轉(zhuǎn)變成物理性能和化學(xué)組成能夠滿足下一步加工要求的過程n引。球團(tuán)法是將配料好的的精礦粉,經(jīng)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(tuán)礦。
球團(tuán)分類及其優(yōu)缺點(diǎn)
1.人工造塊方法分類
人工造塊可分為:燒結(jié)、球團(tuán)和壓團(tuán)。
2.球團(tuán)和燒結(jié)的區(qū)別
球團(tuán)和燒結(jié)都是將粉狀或細(xì)粒物料通過一系列反應(yīng)生成塊狀物料,并能在物理和化學(xué)性能上滿足客戶的需求。
球團(tuán)對原料的粒度要求較高,粒度越細(xì)越好;相對來說,燒結(jié)對原料的要求不太高,需要原料的粒度比球團(tuán)的粒度要粗一些。燒結(jié)主要是液相固結(jié)。生產(chǎn)球團(tuán)在配料中不需要燃料,只需添加膨潤土:而燒結(jié)在配料中需要燃料,但是不需要添加劑。
球團(tuán)粒度小并且均勻,在豎爐中有很好的透氣性,冷態(tài)強(qiáng)度高,便于運(yùn)輸、裝卸和存貯,粉末少。但是球團(tuán)還原膨脹率比燒結(jié)礦高n引。球團(tuán)投資價(jià)格略高于燒結(jié),但按含鐵量相比球團(tuán)投資費(fèi)用稍低一些。球團(tuán)礦的燃料費(fèi)比燒結(jié)礦低,但動(dòng)力費(fèi)又比燒結(jié)礦高。
生產(chǎn)球團(tuán)礦排入大氣的灰塵含量和煙氣含塵量少,有益于環(huán)境的保護(hù)。
3.球團(tuán)與壓團(tuán)的區(qū)別
球團(tuán)和壓團(tuán)相比,球團(tuán)更適于大規(guī)模生產(chǎn),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(tài)強(qiáng)度高,便于運(yùn)輸和存儲,不易破裂。
豎爐球團(tuán)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(jìn)行抽樣,得出鐵精礦含氧量,根據(jù)用戶要求按照一定的比例進(jìn)行配料,配料后經(jīng)倉壁振動(dòng)器進(jìn)入圓筒烘干機(jī)烘干、然后配料進(jìn)入潤磨機(jī)潤磨,接著進(jìn)入圓盤造球機(jī),造球結(jié)束后進(jìn)行生球篩分,將已達(dá)到粒度要求的生球通過布料車進(jìn)入豎爐進(jìn)行焙燒,篩分下來的碎球經(jīng)皮帶進(jìn)入圓盤造球機(jī)進(jìn)行二次造球。生球經(jīng)布料小車均勻穩(wěn)定地將原料布到豎爐頂部的干燥床,通過干燥床開始進(jìn)入干燥、焙燒、氧化還原,冷卻環(huán)節(jié),然后由齒輥卸料器卸料,電磁振動(dòng)給料機(jī)將焙燒好的球團(tuán)通過鏈板機(jī)運(yùn)送到成品礦倉,成品球團(tuán)運(yùn)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(dòng)成型,是球團(tuán)礦生產(chǎn)的一道重要環(huán)節(jié),該工序影響著整個(gè)球團(tuán)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定,同時(shí)生球質(zhì)量的好壞對成品球團(tuán)礦的質(zhì)量起著很大的影響。
造球過程中的影響因素
1.原料性質(zhì):原料親水性越高,成球性就越強(qiáng),原料顆粒形狀不同,所生產(chǎn)的球團(tuán)強(qiáng)度也不同。
2.原料濕度:球團(tuán)濕度對成球影響很大,原料濕度不足時(shí),生球強(qiáng)度較低,濕度較高時(shí),成球速度較快但是成品球團(tuán)容易互相粘接在一起,導(dǎo)致生球粒度分布不均,同時(shí)原料的水分過多,在造球時(shí)便會污染造球機(jī),降低圓盤造球機(jī)工作效率,生成球團(tuán)強(qiáng)度低也會給存貯和運(yùn)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(shí)礦石的表面和內(nèi)部還原不均勻,但礦石粒度過小時(shí),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(shù):加水進(jìn)料制度、造球機(jī)的工藝設(shè)備參數(shù)、成球時(shí)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(huán)境,豎爐焙燒的爐身溫度、火道溫度、爐篦溫度、冷卻風(fēng)流量、助燃風(fēng)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(fēng)機(jī)壓力對成球起著至關(guān)重要的作用。
球團(tuán)工藝中主要設(shè)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(tuán)工藝中的燃料主要是高爐煤氣。
2.倉壁振動(dòng)器:倉壁振動(dòng)器也稱防閉塞裝置、倉壁振動(dòng)器亦可用于清除各種倉壁、管道粘結(jié)物料,也可以當(dāng)作振動(dòng)漏斗、振動(dòng)給料機(jī)等的振動(dòng)源。
3.圓筒干燥機(jī):圓筒干燥機(jī)一種用來干燥大批物料的設(shè)備,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,可操作性強(qiáng),處理能力大,物料的適應(yīng)性強(qiáng),可以烘干各種物料,且設(shè)備操作簡單可靠。
4.圓盤造球機(jī):用于鐵礦粉造球,是各種球團(tuán)廠的主要配套設(shè)備¨"。將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后,進(jìn)入圓盤造球頂部的混合料倉,均勻地向造球機(jī)布料,同時(shí)由水管供給霧狀噴淋水,傾斜布置的圓盤造球機(jī),由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn),混合料加噴淋水在圓盤內(nèi)滾動(dòng)生成球團(tuán)。
5.生球篩分機(jī):生球篩分機(jī)是將成形的生球和碎球分離開,生球進(jìn)入豎爐,碎球則進(jìn)行二次造球,直到滿足要求。
6.齒輥卸料機(jī):一種用于豎爐上的齒輥卸料器,其包括外伸傳動(dòng)軸、帶有齒銷的齒輥體以及傳動(dòng)系統(tǒng),其特征在于,齒輥排料機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承將齒輥排料機(jī)固定在爐體支撐架上,齒輥體離旋轉(zhuǎn)支撐較遠(yuǎn)處的一端支撐在爐體支撐架上,傳動(dòng)系統(tǒng)懸掛在齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸上。該齒輥排料機(jī)使用時(shí)將若干套齒輥機(jī)獨(dú)立地安裝于豎爐的下料部
位,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)豎爐齒輥排料機(jī)所無法達(dá)到的排料、松料效果,且具有檢修方便、設(shè)備重量輕、工作壽命長、材質(zhì)要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、日常維護(hù)費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
7.電磁振動(dòng)給料機(jī):是用于把原料從存料設(shè)備中按照一定速度或頻率輸送給收料設(shè)備,是實(shí)行流水作業(yè)的自動(dòng)化的設(shè)備。該種給料機(jī)主要用于松散物料。
8.電加熱器(站):電加熱是一種能夠?qū)ψ鳛榻橘|(zhì)的氣體、流動(dòng)中的液體進(jìn)行加熱、提升溫度的電加熱裝置,其是一種質(zhì)量較高和使用壽命相對較長的電加熱設(shè)備。工作原理是,電加熱裝置的電熱器件在電力驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生很大的能量,同時(shí)用來加熱的氣體或液體介質(zhì)在壓力作用下通過加熱腔,加熱介質(zhì)會均勻地帶走電熱器件產(chǎn)生的能量,使加熱介質(zhì)溫度達(dá)到用戶要求。在該豎爐球團(tuán)工藝中,電加熱器主要是為齒輥卸料機(jī)提供熱源。
9.鏈板機(jī):鏈板輸送機(jī)也稱為鏈板機(jī),它可實(shí)現(xiàn)彎道輸送。鏈板機(jī)的特點(diǎn)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(tài)物料和成件物,輸送能力大,輸送布線方便靈活。和網(wǎng)帶式輸送機(jī)相比,鏈板式輸送機(jī)可以在傾斜度達(dá)30。--35。,彎曲半徑為5—8m的高傾角、小半徑條件下實(shí)現(xiàn)物料的輸送,在其輸送過程中實(shí)現(xiàn)對輸
送物料的冷卻、干燥、分類、裝配等多種工藝加工,且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
豎爐球團(tuán)礦的不足以及發(fā)展前景
存在不足
1.隨著豎爐生產(chǎn)工藝的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,操作管理水平的提升,豎爐球團(tuán)的產(chǎn)量達(dá)到了新的水平,一座8平方米豎爐年產(chǎn)30萬噸已不是一件難事,但是使用年限不足5年;
2.球團(tuán)礦質(zhì)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(chǎn)的球團(tuán)礦質(zhì)量也不相同,這需要操作人員經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富;
3.各廠豎爐主要指標(biāo)相差很大,除原料原因外和用戶對球團(tuán)礦的不同需求下,在操作管理方面還存在不少薄弱環(huán)節(jié)。
發(fā)展前景
三十多年的研究與改進(jìn),中國的豎爐球團(tuán)礦生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到了世界先進(jìn)水平,但從發(fā)展角度考慮,有以下一些發(fā)展前景:
1.大力發(fā)展大型球團(tuán)豎爐幢¨。經(jīng)過多年來的不斷努力,中國最大的16平方米球團(tuán)豎爐的年產(chǎn)量已經(jīng)超過了原設(shè)計(jì)水平。球團(tuán)礦的質(zhì)量及煤氣、電耗各項(xiàng)指標(biāo)也保持在國內(nèi)領(lǐng)先水平。今后有條件的企業(yè)在建設(shè)中可以優(yōu)先選擇16平方米豎爐。在建設(shè)規(guī)模相同條件下,建設(shè)兩座8平方米豎爐比建設(shè)一座16平方米豎爐基建投資多30%左右;
2.開發(fā)能夠有效代替膨潤土功能的低成本、高效益凝結(jié)劑,力爭在豎爐使用過程中凝結(jié)劑的用量低于每噸20千克陵1;
3.研究開發(fā)用煤作燃料的球團(tuán)豎爐,為在礦山建設(shè)豎爐球團(tuán)工藝創(chuàng)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(fā)設(shè)計(jì)潤磨機(jī),解決豎爐原料粒度偏大的難題,從原料著手,切實(shí)提高豎爐的產(chǎn)量和質(zhì)量:
5.研制導(dǎo)風(fēng)墻及其水梁的新材質(zhì),新結(jié)構(gòu),提高操作技術(shù)水平,延長其使用年限;
6.加強(qiáng)數(shù)學(xué)模型研究,建立豎爐焙燒有關(guān)參數(shù)(煤氣溫度、壓力和流量和冷卻風(fēng)的
壓力和流量)與其各個(gè)影響因素間的定量經(jīng)驗(yàn)公式,建立豎爐優(yōu)化模型,為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)分析
豎爐焙燒是豎爐球團(tuán)工藝中起著至關(guān)重要的作用,直接影響球團(tuán)礦的好壞以及成品礦的產(chǎn)量,要獲得質(zhì)量更好的球團(tuán)礦以及更高的產(chǎn)量,就必須分析豎爐的內(nèi)部構(gòu)造,這樣才能熟悉生球在豎爐內(nèi)部的干燥、焙燒、氧化還原及冷卻環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
豎爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
經(jīng)圓盤造球機(jī)造球后的生球經(jīng)過皮帶運(yùn)送到布料車,然后由布料車均勻穩(wěn)定地布料到豎爐頂部的干燥床,然后生球要通過預(yù)熱、焙燒、還原和冷卻環(huán)節(jié)。生球在預(yù)熱、焙燒和氧化還原三個(gè)溫度區(qū)間要進(jìn)行熱交換和熱傳遞,所需要的熱量來自豎爐兩側(cè)燃燒室,熱量由高爐煤氣提供;焙燒好的熟球進(jìn)入冷卻帶,經(jīng)冷卻風(fēng)冷卻后,由齒輥卸料器卸到電磁振動(dòng)給料機(jī)上,然后電磁振動(dòng)給料機(jī)將焙燒好的球團(tuán)卸料到鏈板機(jī)上,最后由鏈板機(jī)運(yùn)送成品球到成品貨倉。
豎爐內(nèi)部球團(tuán)由干燥帶下落到冷卻帶,爐內(nèi)的煤氣和助燃風(fēng)要從焙燒帶上行到干燥帶,冷卻風(fēng)從冷卻帶經(jīng)導(dǎo)風(fēng)墻進(jìn)入到干燥帶。豎爐東西兩側(cè)設(shè)有燃燒室和火道口,煤氣和助燃風(fēng)分別經(jīng)管道進(jìn)入燃燒室內(nèi)混合燃燒m1,產(chǎn)生大量的爐內(nèi)廢氣,受壓力作用進(jìn)入爐膛,并向干燥帶流動(dòng)。在向上流動(dòng)過程中與下落的球團(tuán)進(jìn)行熱交換,并通過熱交換給球團(tuán)加熱使其溫度升高。豎爐下側(cè)設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)口管道,冷卻風(fēng)在豎爐內(nèi)部通過導(dǎo)風(fēng)墻向上流動(dòng),將熟球冷卻,與此同時(shí)冷卻風(fēng)被加熱,冷卻交替,通過導(dǎo)風(fēng)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(yùn)送過來的生球。
豎爐部分自動(dòng)控制系統(tǒng)控制目標(biāo)
根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際狀況和系統(tǒng)的控制要求,本文提出以下一些控制目標(biāo):
1.根據(jù)工藝要求對烘干系統(tǒng)煤氣、助燃風(fēng)閥門的自動(dòng)控制(通過調(diào)節(jié)閥門開度控制):
2.對豎爐系統(tǒng)的煤氣、助燃風(fēng)、冷卻風(fēng)閥門的自動(dòng)控制(通過調(diào)節(jié)閥門開度控制);
3.現(xiàn)場本地儀器儀表參數(shù)顯示,儀器儀表主要有流量計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)、液位計(jì)、變頻器、閥門開度顯示等:
4.八條皮帶機(jī)以及布料小車的自控控制,經(jīng)配料結(jié)束后的原料先經(jīng)l#皮帶開始運(yùn)送,然后經(jīng)2#皮帶將配料的烘干,然后輸送到4#皮帶進(jìn)行潤磨,潤磨后通過5#皮帶運(yùn)送到3#皮帶,這時(shí)通過3#皮帶、6#皮帶運(yùn)送到混合倉、圓盤造球機(jī)造球,造好的生球通過7#皮帶進(jìn)入生球篩分機(jī),篩下的生球通過8#皮帶、布料小車進(jìn)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(jī)二次造球。配料結(jié)束,皮帶運(yùn)行,需要從最后一個(gè)皮帶機(jī)開始運(yùn)行,然后l#皮帶最后運(yùn)行;皮帶停止時(shí),與運(yùn)行開啟順序相反,由最后運(yùn)行的皮帶最先停止,即逆序啟動(dòng)、順序停止,這樣設(shè)計(jì)可以避免堆料、堵料,而且可以保證運(yùn)行的穩(wěn)定和安全;
5.配料倉振動(dòng)器、造球倉壁振動(dòng)器、圓筒干燥機(jī)、螺旋給料機(jī)、振動(dòng)漏斗、圓盤造球機(jī)、生球篩分機(jī)、齒輥卸料機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、鏈板機(jī)、供水泵等設(shè)備等設(shè)備的自動(dòng)控制;
6.豎爐內(nèi)部各個(gè)參數(shù)在上位機(jī)和現(xiàn)場操作柜均顯示,豎爐系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工藝參數(shù)與現(xiàn)場設(shè)備的生產(chǎn)狀況,各種閥門的啟停狀態(tài)和開度,重要運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)和歷史曲線以及現(xiàn)場設(shè)備故障和工藝參數(shù)的超限的報(bào)警窗口和報(bào)警燈閃爍提示;
7.隨時(shí)對豎爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行采集,并存貯到上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中,生成豎爐運(yùn)行狀況報(bào)表,可供操作人員隨時(shí)查詢、打??;
8.當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí),自動(dòng)彈出報(bào)警窗口,并隨時(shí)可供操作人員記錄、查詢、打印報(bào)警事件;
9.系統(tǒng)具有故障自診斷和自動(dòng)報(bào)警功能,當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí),根據(jù)上位機(jī)監(jiān)控界面的顯示判斷故障來源,并通過提示燈閃爍和報(bào)警窗口提醒現(xiàn)場操作人員及時(shí)排查故障。
10.現(xiàn)場設(shè)備控制站與中央控制站之間的通訊與數(shù)據(jù)交換。
豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下:
1.應(yīng)遵循“集中管理,分散控制,數(shù)據(jù)共享"的原則,采用分布式結(jié)構(gòu)。整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制簡單、維護(hù)方便。而且在以后現(xiàn)場設(shè)備的維護(hù)方面做到成本低并便于擴(kuò)展等:
2.自控系統(tǒng)應(yīng)滿足豎爐球團(tuán)鋼廠安全穩(wěn)定運(yùn)行原則,應(yīng)具有暢通的通訊能力,具有自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)報(bào)警等功能;運(yùn)行管理方面降本增效,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行;
3.該控制系統(tǒng)應(yīng)具備“遠(yuǎn)程控制”、“現(xiàn)場控制"操作模式。當(dāng)需要自動(dòng)控制時(shí),采用“遠(yuǎn)程控制"模式,當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),可采用“現(xiàn)場控制"模式;
4.上位機(jī)監(jiān)控界面友好,可以非常形象的模擬出整個(gè)廠區(qū)設(shè)備情況,并且方便操作人員的控制。對豎爐工藝各種數(shù)據(jù)參數(shù)和現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測,方便觀測和控制,設(shè)置管理員操作權(quán)限,保證了在控制當(dāng)中的安全性;
5.通過對球團(tuán)工藝的分析和現(xiàn)場實(shí)際的考察,設(shè)計(jì)豎爐球團(tuán)生產(chǎn)效率優(yōu)化模型。
豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成
根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況,系統(tǒng)的控制設(shè)備主要分布在總控室和現(xiàn)場設(shè)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(tuán)自動(dòng)系統(tǒng)的控制要求,系統(tǒng)可分為:
第一層為處于系統(tǒng)底層——設(shè)備層。該層主要有電動(dòng)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(chǎn)設(shè)備的操作和工藝參數(shù)的監(jiān)測,執(zhí)行來自PLC的程序指令,并做出相應(yīng)的操作或顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)參數(shù)。
第二層為PLC控制層,主要完成各種操作、實(shí)時(shí)和歷史參數(shù)的監(jiān)測、連鎖動(dòng)作、報(bào)警的自動(dòng)處理等功能。完成整個(gè)系統(tǒng)PLC站的控制網(wǎng)絡(luò)集成,負(fù)責(zé)接收從設(shè)備層傳送的信息、數(shù)據(jù)和上位機(jī)控制的命令,并將這些命令再反饋到設(shè)備層,完成中央信息層與設(shè)備層之間的信息、數(shù)據(jù)、命令傳輸及交換。
第三層為中央信息層,即上位機(jī)控制層。在該豎爐球團(tuán)控制系統(tǒng),中央信息層由三個(gè)監(jiān)控機(jī)構(gòu)成,而監(jiān)控上位機(jī)是由工業(yè)控制機(jī)(Pc機(jī))、液晶顯示器和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等組成。完成實(shí)時(shí)監(jiān)測參數(shù)和現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制,歷史數(shù)據(jù)的記錄、查看,報(bào)警與故障的提示和處理、實(shí)時(shí)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(gè)控制階段,各個(gè)階段工藝過程的作用和特點(diǎn)如下:
1.溫度控制環(huán)節(jié)
豎爐內(nèi)溫度的分布情況決定著球團(tuán)礦質(zhì)量的好壞啪1。豎爐焙燒球團(tuán)礦的過程可以分為有五個(gè)部分,分別為干燥帶、預(yù)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(jìn)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(shí)間就越短,但是干燥速度快到一定程度,就容易引起生球產(chǎn)生裂痕;為了使生球干燥速度快又不易產(chǎn)生裂痕,則要對干燥帶的溫度進(jìn)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(tuán)的產(chǎn)量,所以不能單單限制干燥速度。干燥帶的溫度是由冷卻風(fēng)和上行焙燒風(fēng)決定,所以要調(diào)節(jié)好煤氣和空氣的比例。
生球干燥完成后,進(jìn)入預(yù)熱帶。預(yù)熱是個(gè)溫度的過渡階段,為焙燒帶創(chuàng)造良好的溫度條件。球團(tuán)穿過預(yù)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(chǎn)生的局部膨脹和裂痕,并保證球團(tuán)在豎爐內(nèi)有足夠的時(shí)間使氧化亞鐵充分地氧化。
然后進(jìn)入焙燒帶。在焙燒帶發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng),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(tuán)燒結(jié),繼而粘在爐身上,堵塞火道,影響球團(tuán)下料;如果溫度過低,將會延長焙燒時(shí)間,焙燒完成之后進(jìn)入均熱帶,理想溫度在1000"(3左右。其主要作用是保證球團(tuán)礦在均熱帶持續(xù)升溫,全面氧化和再結(jié)晶,繼續(xù)固結(jié)并增大強(qiáng)度。
球團(tuán)焙燒好之后,進(jìn)入冷卻帶,通過冷卻風(fēng)使球團(tuán)從高溫狀態(tài)冷卻到低溫或中溫狀態(tài),然后通過鏈板機(jī)運(yùn)到成品礦倉。
實(shí)際上,豎爐內(nèi)部的溫度很難準(zhǔn)確劃分預(yù)熱帶、焙燒帶和均熱帶,并且豎爐內(nèi)球團(tuán)的氧化發(fā)生在焙燒帶和均熱帶,在均熱帶還會發(fā)生劇烈的氧化還原過反應(yīng),造成均熱帶中部出現(xiàn)第二次溫度峰值。因此想要直接精確控制預(yù)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(cè)燃燒室的溫度來間接估算和控制豎爐中的溫度。在壓力穩(wěn)定的條件下,燃燒室溫度的主要是由煤氣和助燃風(fēng)的流量控制,冷卻風(fēng)又由風(fēng)機(jī)提供,所以在溫度控制環(huán)節(jié)中,主要是控制煤氣、風(fēng)機(jī)的流量。
2.風(fēng)機(jī)控制環(huán)節(jié)
這一環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的,風(fēng)機(jī)主要控制助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)的風(fēng)量,與此同時(shí)還改變了在干燥帶冷卻風(fēng)的成分。冷卻風(fēng)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(jīng)過導(dǎo)風(fēng)墻上升至豎爐上部,與上行焙燒風(fēng)混合作為干燥生球的媒介。
3.布料控制環(huán)節(jié)
由布料車將造好的生球連續(xù)均勻穩(wěn)定地布料到干燥床是豎爐球團(tuán)焙燒工藝的關(guān)鍵工序。實(shí)踐表明,布料車布料情況決定著豎爐的焙燒環(huán)境、焙燒進(jìn)程以及整個(gè)豎爐球團(tuán)生產(chǎn)效率。使布料車不均勻布料的原因有:布料車的運(yùn)行狀況、原料不均勻等。如果原料均勻,那么可以通過調(diào)節(jié)變頻器,改變布料車速度,使布料車在布料時(shí)基本保持平衡和穩(wěn)定,以達(dá)到更高的球團(tuán)生產(chǎn)效率。
4.卸料控制環(huán)節(jié)
熟球冷卻后要通過卸料器排出,卸料的速度也影響著球團(tuán)的生產(chǎn)效率,影響卸料機(jī)制和維持下料均勻穩(wěn)定的原因有:豎爐內(nèi)球團(tuán)的燒結(jié)程度和卸料狀況等。在卸料時(shí),盡量保證做到不間斷摔料,這樣對改良豎爐內(nèi)部環(huán)境有利。下料處的物料監(jiān)測非常關(guān)鍵,即可控制物料平衡,又可用于報(bào)警提示。若爐內(nèi)有球團(tuán)礦燒結(jié)現(xiàn)象,在卸料過程中會有相應(yīng)的聲光提示,此時(shí)會提醒操作員工立即采取相應(yīng)措施,把故障和其他不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)。
通過上述幾個(gè)控制環(huán)節(jié)的分析,在該系統(tǒng)中需要控制的參數(shù)有:煤氣總管壓力和流量、煤氣總管快切閥,助燃風(fēng)總管流量和壓力、助燃風(fēng)東、西支管流量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,冷卻風(fēng)總管流量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,布料車速度、電磁振動(dòng)給料機(jī)速度(速度均由變頻器調(diào)節(jié))、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(tuán)工藝的生產(chǎn)效率優(yōu)化模型的應(yīng)用
在豎爐球團(tuán)工藝中,豎爐球團(tuán)的產(chǎn)量和質(zhì)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(xiàng)目中,豎爐的燃?xì)庥筛郀t產(chǎn)生,空氣由風(fēng)機(jī)提供,空氣在豎爐內(nèi)部又分為助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)兩部分,通過第三章建立豎爐生產(chǎn)效率優(yōu)化模型,在球團(tuán)下料速度最快條件下,找到最佳的燃空比。
調(diào)節(jié)電磁振動(dòng)給料機(jī)和布料機(jī)的布料頻率,控制其速度,使其速度達(dá)到優(yōu)化模型中的最大速度。通過控制煤氣、助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)的調(diào)節(jié)閥,使助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)流量的比值在優(yōu)化模型給定參數(shù)的范圍內(nèi),在焙燒過程中達(dá)到最佳燃空比值。
通過一段時(shí)間的運(yùn)行,提高了豎爐球團(tuán)的生產(chǎn)效率,在一定程度上節(jié)省了煤氣和風(fēng)機(jī)的電耗,由此可證明該優(yōu)化模型的設(shè)計(jì)是合理的。
自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
為了保證控制過程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性,提高自動(dòng)化水平,博微采用自動(dòng)控制與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合的自動(dòng)化控制系統(tǒng),主要用于原料輸送控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理
博微特色
專業(yè)培訓(xùn)
博微公司的工程師擁有大量的現(xiàn)場培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn),用生動(dòng)的語言深入淺出的為現(xiàn)場操作員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn),減少各方面的誤操作引起的事故。
設(shè)備管理
典型案例
西林鋼鐵集團(tuán)球團(tuán)豎爐自動(dòng)控制系統(tǒng)
結(jié)束語
實(shí)施“精品”戰(zhàn)略,明確“創(chuàng)優(yōu)工程”的質(zhì)量目標(biāo),并在施工過程中實(shí)施對工程質(zhì)量進(jìn)行全方位、全過程的有效控制,即:從材料采購、施工與驗(yàn)收、實(shí)施各專業(yè)、各工序、各階段質(zhì)量控制,直到調(diào)試投運(yùn)和竣工驗(yàn)收。
認(rèn)真貫徹ISO9001的質(zhì)量方針和質(zhì)量文件,有效實(shí)施質(zhì)量控制;嚴(yán)格按各工程階段的停止點(diǎn)實(shí)施有效控制,對各部門的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。
認(rèn)真貫徹執(zhí)行設(shè)計(jì)工作的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,認(rèn)真執(zhí)行圖樣和設(shè)計(jì)文件的審簽程序,保證提供的設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)文件完整、正確、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、清晰。
博微公司具有強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員,一流的技術(shù)服務(wù),能為用戶提供最先進(jìn)最優(yōu)化的行業(yè)解決方案。
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