王學(xué)龍 張紅彪 戴衍松
（山東鋼鐵股份有限公司煉鐵廠 山東萊蕪 271104）
摘要：480m2燒結(jié)機(jī)智能配料系統(tǒng)包含了智能配料控制技術(shù)、二級配料系統(tǒng)以及除塵灰回收利用系統(tǒng)，經(jīng)過綜合料量設(shè)定和給定下料系數(shù)，由皮帶機(jī)傳送至兩段混合機(jī)混合制粒后獲得成分穩(wěn)定、粒度組成良好的燒結(jié)混合料，確保整個(gè)燒結(jié)過程的穩(wěn)定順行和燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)步提升。
關(guān)鍵詞：智能；回收利用；二級；模型
1 前言
燒結(jié)過程是一個(gè)機(jī)理復(fù)雜、影響因素眾多、強(qiáng)耦合、大滯后的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。在生產(chǎn)實(shí)踐中，大多依據(jù)熟練操作的經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)和控制生產(chǎn)。經(jīng)驗(yàn)知識的不確定性、局限性以及人為因素帶來的盲目性和不確定性，導(dǎo)致喪失了提高產(chǎn)量、降低能耗的機(jī)會(huì)。
然而應(yīng)運(yùn)而生的智能配料技術(shù)適應(yīng)了這種需要，它將模糊控制理論、燒結(jié)專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合。避開了過去那種對燒結(jié)過程深層規(guī)律無止境的探求，轉(zhuǎn)而模擬人腦來處理那些實(shí)實(shí)在在發(fā)生的事情。它不是從基本原理出發(fā)，而是以事實(shí)和數(shù)據(jù)做依據(jù)，來實(shí)現(xiàn)對過程的優(yōu)化控制。
2 智能配料控制技術(shù)的配置
2.1 配料自動(dòng)打倉系統(tǒng)
山東鋼鐵股份有限公司煉鐵廠480m2燒結(jié)機(jī)在配料自動(dòng)打倉系統(tǒng)中，是依據(jù)料倉料重和料種的不同，應(yīng)用格雷姆線準(zhǔn)確定位，系統(tǒng)控制皮帶機(jī)、打料小車、壓縮空氣輸送、翻板指向、倉頂除塵設(shè)備、錘破、輥破設(shè)備的開停來實(shí)現(xiàn)的。
2.1.1混勻料和熔劑（石灰石、白云石）打倉由TR-3A/3B皮帶以及皮帶機(jī)打料小車完成，當(dāng)需要上混勻料時(shí)小車選擇對應(yīng)的混勻料倉，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識別料倉倉重，控制在450t-600t之間。當(dāng)系統(tǒng)檢測到倉重低時(shí)，會(huì)將小車翻板指向皮帶，混勻料首先進(jìn)入8#倉，小車移動(dòng)至倉重最小的倉后將翻板指向料倉，完成一次混勻料倒倉，直到將五個(gè)混勻料倉料重都到600t時(shí)發(fā)出停料指令，聯(lián)系停料。
需要上熔劑時(shí)選擇對應(yīng)的熔劑倉，小車會(huì)與汽車受料槽給料機(jī)聯(lián)鎖。操作臺(tái)分別選擇白云石自動(dòng)或者是石灰石自動(dòng)，啟動(dòng)順啟打倉，打料小車就會(huì)根據(jù)料倉料位與受料槽給料機(jī)上的流量來自動(dòng)甄別打倉情況。
2.1.2生石灰打倉是由罐車在封閉的卸車棚內(nèi)輸灰，通過氣力輸送管道將其打入生石灰倉。并在生石灰倉頂設(shè)計(jì)除塵器，用來吸收輸灰時(shí)落差引起的生石灰粉塵，徹底的解決由生石灰揚(yáng)塵帶來的環(huán)境問題。
2.1.3燒結(jié)燃料是連接燃破室的單獨(dú)一條料線，有三個(gè)燃料倉14#、15#、16#，兩用一備，10個(gè)燃破儲(chǔ)備大倉，5條破碎線，對應(yīng)五臺(tái)錘破、五臺(tái)輥破。當(dāng)需要燃料打倉時(shí)選擇對應(yīng)的配料倉、燃料線，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)倉位控制燃破室輥破、錘破、以及相應(yīng)的給料皮帶，料重控制在70t-100t之間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停。
2.1.4由于高返與內(nèi)返對燒結(jié)生產(chǎn)中的作用不同，因此在新系統(tǒng)中我們將內(nèi)返與高返進(jìn)行分倉存儲(chǔ)使用。當(dāng)有高爐返礦時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)流量翻版打到17#高返倉位置，當(dāng)無高返時(shí)翻板打入18#、19#倉。再配合燒結(jié)終點(diǎn)精準(zhǔn)控制技術(shù)來穩(wěn)定返礦流量達(dá)到控制倉存的效果。
配料自動(dòng)打倉系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上料線的工藝優(yōu)化，提高了配料的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。降低勞動(dòng)強(qiáng)度，由原先的職工現(xiàn)場巡檢、現(xiàn)場操作、設(shè)備維護(hù)、清理衛(wèi)生轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)場巡檢與點(diǎn)檢，優(yōu)化人員配置。
2.2 燒結(jié)除塵灰回收利用系統(tǒng)
2.2.1除塵灰回收再配料系統(tǒng)。燒結(jié)當(dāng)中除塵灰包括機(jī)頭電場除塵、環(huán)境除塵兩種。除塵灰中含鐵量較高，可以返回配料回收利用，但是其親水性差不易制粒，容易惡化料層透氣性。在老燒結(jié)系統(tǒng)中除塵灰用汽車運(yùn)往原料場參加一次配料，容易造成揚(yáng)塵。在新系統(tǒng)中機(jī)頭除塵系統(tǒng)將機(jī)頭環(huán)境除塵和機(jī)頭電場除塵分開，機(jī)頭電場除塵被有資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行回收進(jìn)行特殊處理。機(jī)頭環(huán)境除塵與其他環(huán)境除塵器收集的除塵灰由氣力輸送管道打入配料室對應(yīng)的除塵灰倉。并在倉頂設(shè)置倉頂除塵，將由于落差造成的除塵灰揚(yáng)塵完全回收。將除塵灰下料由以前的電子皮帶秤改為雙螺旋給料機(jī)并加水潤濕，在不影響燒結(jié)過程的前提下小比例連續(xù)配加。
2.2.2水域除塵污水再利用系統(tǒng)。混-1皮帶機(jī)將搭配好的混合料送往一次混合機(jī)進(jìn)行加水濕潤、混勻，由于機(jī)頭落差大，造成的揚(yáng)塵難以處理，在燒結(jié)生產(chǎn)中一直是一個(gè)難以攻克的難關(guān)。在料線中，設(shè)計(jì)了一臺(tái)水浴除塵外加一套皮帶機(jī)伸縮頭裝置，完全消除了這一難題。首先將以往的固定皮帶機(jī)改為機(jī)頭可伸縮式皮帶機(jī)，將H-1A/B、H-2A/B機(jī)頭深入混合機(jī)筒體內(nèi)，減少粉塵的揚(yáng)塵量。其次在混-1機(jī)頭設(shè)計(jì)安裝水浴除塵，將一次混合機(jī)出口以及入口的粉塵收集，排入專門設(shè)計(jì)的除塵水池當(dāng)中。除塵水池污水通過攪拌，對一次混合污水加水系統(tǒng)進(jìn)行配加，實(shí)現(xiàn)回收利用。
3 二級配料系統(tǒng)
二級配料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對生產(chǎn)的直接控制，針對廠下達(dá)的質(zhì)量指標(biāo)，通過數(shù)學(xué)模型、人工智能系統(tǒng)等優(yōu)化生產(chǎn)過程工藝參數(shù)、預(yù)測燒結(jié)礦質(zhì)量，從而完成高效率、低成本的燒結(jié)。
配料計(jì)算是掌握控制燒結(jié)礦物理化學(xué)成分的主要手段，在新系統(tǒng)中我們采用數(shù)學(xué)模型與知識模型相結(jié)合的控制方法，建立起了基于預(yù)報(bào)的燒結(jié)礦化學(xué)成分控制專家系統(tǒng)。
根據(jù)燒結(jié)過程中大量的可采集到的系統(tǒng)隨著時(shí)間變化的輸入輸出數(shù)據(jù)，利用起系統(tǒng)辨識的方法，建立起時(shí)間序列模型。過程是具有動(dòng)態(tài)性的，因此可以利用這些動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，不斷修正模型的參數(shù)，來計(jì)算隨時(shí)間變化的燒結(jié)礦化學(xué)成得分，得出R、TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3的預(yù)測。
數(shù)據(jù)庫是采集我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)的數(shù)據(jù)作為指導(dǎo)，那么在二級系統(tǒng)投入之前，先利用優(yōu)化配料模型計(jì)算來達(dá)到我們生產(chǎn)穩(wěn)定的目的。傳統(tǒng)配料計(jì)算按照外加料配比100％來計(jì)算燒結(jié)礦的成分和調(diào)整配比，沒有考慮內(nèi)部循環(huán)物料的數(shù)量和成分對燒結(jié)礦成分的影響，計(jì)算結(jié)果和燒結(jié)礦成分化驗(yàn)結(jié)果出入很大，不能指導(dǎo)現(xiàn)場燒結(jié)配比的調(diào)整。
在新系統(tǒng)中我們采用全配料的計(jì)算方法，在全配料計(jì)算中，將所有燒結(jié)物料分為五部分：外部配加料、熱返礦、冷返礦、除塵灰和燃料。其中熱返礦、冷返礦、除塵灰、燃料為內(nèi)部循環(huán)消化物。全配料是將所有參加燒結(jié)的物料全部參與計(jì)算，假定全部燒結(jié)物料配比為100％，將所有物料的成分和燒損、外加料的濕配比和稱量誤差、內(nèi)部循化物的配加公斤數(shù)帶入公式，可得出燒結(jié)礦的計(jì)算成分。
這里的外部配加料是混勻料與熔劑，我們將其看作是100%。利用公式算出
得出外部配加料配比。
然后將內(nèi)部循環(huán)物料參加配料后的折算配比
燒結(jié)礦品位：
根據(jù)優(yōu)化配料計(jì)算模型我們可以得出燒結(jié)礦成分及配比。我們在根據(jù)檢驗(yàn)室得出的物料成分將混勻料、熔劑、燃料、返礦、除塵灰輸入到二級系統(tǒng)中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)成分自動(dòng)計(jì)算配比。
配比計(jì)算是穩(wěn)定燒結(jié)礦化學(xué)成分的計(jì)算方法，在實(shí)際生產(chǎn)中還需要穩(wěn)定配料室下料量，其中燒結(jié)礦成分控制模型，系統(tǒng)會(huì)監(jiān)控配料室儲(chǔ)備倉倉位、下料量?？刂葡铝喜▌?dòng)，采用電子皮帶秤頻率和下料重量相對比，設(shè)置范圍極限報(bào)警、循環(huán)自動(dòng)振打倉、遠(yuǎn)程控制振倉來穩(wěn)定配料室下料量，達(dá)到成分穩(wěn)定的目的。
4 結(jié)語
通過智能配料技術(shù)應(yīng)用，燒結(jié)生產(chǎn)過程控制得到明顯改善，燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量大幅提升。由于此措施的不斷實(shí)踐與應(yīng)用，不但燒結(jié)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定性明顯提升，而且對燒結(jié)生產(chǎn)有輻射性的良好作用，生產(chǎn)環(huán)境大大改善，余熱回收利用穩(wěn)中有升，除塵系統(tǒng)再利用得到可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也在職工當(dāng)中得到廣泛好評。應(yīng)用配料自動(dòng)化及遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，對燒結(jié)原燃料分倉入倉、自動(dòng)配料、混合料成分預(yù)測等進(jìn)行優(yōu)化，確保整個(gè)燒結(jié)過程的穩(wěn)定順行和燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)步提升，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)配料生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化、節(jié)約化。
附：2021年-2024年燒結(jié)礦數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):
