大型高炉无料钟炉顶布料方式探讨

程长贵

摘 要：传统的高炉炉顶布料参数设定是根据生产操作人员的经验进行人工设置，或者根据开炉前进行物料实验得出的经验公式进行布料，但都难以达到理想效果。文章介绍一种更为完善、更加合理的参数设定和料流曲线自动修正的布料方式，在韶关2 500 m3高炉上得到了成功的应用。

关键词：无料钟炉顶；布料曲线；自动修正

中图分类号：TF5433 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）14-0169-02

高炉原料的配料、无料钟炉顶炉的布料是高炉应用软件重要组成部分。尤其是炉顶布料直接影响高炉炉况，也是确保高炉生产稳定、顺行、低耗的关键系统。传统高炉无料钟炉顶布料存在以下问题：高炉炉顶布料参数设定是根据生产操作人员的经验进行人工设置，布料料种只分焦炭、矿石两类，造成布料参数不能随不同的料批、不同的矿种变化而变化；溜槽倾角和溜槽旋卷圈数不能根据实际料线的变化而改变，造成布料不均衡；料流曲线只能凭经验进行人工设置，或者根据开炉前进行物料实验得出的经验公式进行布料，对应的布料时间难以掌握，布料时间过短，造成布料不均匀，布料时间过长，又容易造成物料堆积和降低布料的能力。对于引进的无料钟炉顶，PW公司建议做物料料流实验，得出经验公式供炉顶布料，但物料布料实验需要耗费人力、物力、财力和时间，况且国内高炉所用的物料经常变化，那么原先实验得出经验公式又难以适用。因此有必要开发一种新的布料曲线模型。

1 实现高炉炉顶布料参数设定的基本方法

1.1 无料钟炉顶布料主要设备组成

探尺、溜槽倾动、溜槽转动、料流调节阀等。

1.2 配料设定

配料设定如图1所示。

操作人员可根据不同的料制、不同的原料，设定出不同的布料料线、不同的布料方式、不同的布料倾角、不同的布料圈数。

1.3 溜槽参数设定

溜槽参数设定如图2所示。

可根据不同的料线设定不同的溜槽倾角。

2 实现高炉炉顶料流曲线自动修正的基本方法

本系统包括料流调节阀、下密封阀，用于控制将原料装入炉内。根据料种、重量、按设定的装料曲线计算出下料闸开度，并与编码器采集的位置信号比较，通过4～20 mA驱动比例阀形成闭环控制。通过下料罐称量装置及料流调节阀来控制料流量。

2.1 料流调节阀参数设定

料流调节阀参数设定表将物料分成焦炭、矿石、小矿三种，将料流调节阀的开度分成50个离散区间，每种物料流量对应的料流调节阀的开度可以由生产操作人员根据经验人工设定，也可以计算机自动生成，自动修正。

2.2 料流曲线示意图

料流曲线示意图如图3所示。

2.3 料流调节阀开度计算公式

K为物料常数，其值根据实验求得，存贮在计算机（DCS）里；M为该次布料的总环数；S为溜槽旋转一圈所需的时间，s；W为从称量装置中读出的本次布料的总重量，t；Q为本次布料的计算料流量。

2.4 料流曲线自动修正

通过料流调节阀开度计算公式计算出本次料流量，然后通过流量/开度函数曲线的模型求出理论开度r值。如果此值不在工艺提出认可的最大/最小值范围内，或者当计算机在自学习过程中的计算结果超出工艺提出认可的最大/最小值范围内时则发出报警，要求人工干预。一条由操作人员根据实际经验设定的曲线。画面提供按纽用以切换是按人工方式还是用计算机计算方式，来取得料流值控制下料闸的开度。

以修正后或人工干预后的料流调节阀开度r值驱动调节阀，通过控制系统打开料流调节阀到这个值。

若求出的Q值不在Q—r曲线的坐标位置上，则利用插值法，求出最接近该值的r值。

当料流调节阀开到r值位置并完成布料后，根据布料结果对原有的Q—r曲线进行自动修正。料流调节阀开度r与料流速度Q的关系曲线在可控情况下自学习，执行自适应修正。在排料期间，料流调节阀开度保持不变。

3 结 语

本文重点叙述了计算机如何实现高炉炉无料钟顶布料参数设定和料流曲线自动修正，并在韶关2 500 m3高炉上得到成功的应用。

参考文献：

[1] 张玲，晁团效，李卫东，等.高炉无料钟炉顶布料模式探索[J].河南冶金，2006，（5）.