玉钢260m?烧结机配料系统生产实践中的优化改造

刘永志+罗化龙

摘 要 ：本文主要介绍了玉溪新兴钢铁有限公司（简秤玉钢）260m?烧结机配料系统的设计特点；并着重介绍了在生产过程中所遇到的问题以及为了克服这些问题，保障配料精度和稳定性、连续性所采取的措施。

关键词：配料系统；配料精度；稳定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.202

1 前言

玉钢260m?烧结机是玉钢1080m?高炉配套工程，于2012年12月建成投产，由马鞍山设计院进行设计。配料过程作为烧结过程的一个重要环节，它的装备技术水平高低对烧结过程有着很直接的影响。

2 工艺设计及特点

为了保证配料准确，配料过程采用了重量法集中配料，整个配料过程均采用自动化控制。将铁料，熔剂、燃料、等物料按照设定配比，通过配料程序控制定量给料装置自动精准下料，采用人工定时校准的方式保证配料过程连续稳定，精确、可靠。该配料系统主要由配料仓，定量给料装置、自动控制系统以及辅助设备等四个部分组成。

2.1 配料仓

配料仓包含铁料仓，熔剂仓，燃料仓，生石灰仓，除尘灰仓，返矿仓共16个仓。

2.2 定量给料装置

为保证配料精度， 铁料、熔剂采用圆盘给料机+电子配料秤方式配料；燃料、返矿采用直拖式电子配料秤方式配料；生石灰、除尘灰采用叶轮给料机+电子配料秤+消化器、加湿机方式配料。

2.3 自动控制系统

自动控制系统主要由上位机，下位机，变频器、以及电子配料秤与静态秤配套的二次仪表四个部分。上位机采用研华工控机+ vijeo citect监控软件，下位机采用施耐德昆腾系列PLC，变频器采用ABB变频器，二次仪表采用北京尤梯尔公司生产的电子配料秤配套的二次仪表。他们通过以太网和DP通信有机的联系在一起。

2.4 辅助设备

辅助设备包括仓壁振动器，现场操作箱等 。 工作过程：操作人员通过上位机选择需要运行的设备以及设定和更改各物料配比与综合上料量。通过下位机计算并传送给配料秤二次仪表、同时将启动信号传递给变频器，启动定量给料装置；二次仪表采集信号进行计算并与设定值进行PID运算调节，将调节信号通过下位机传递给变频器控制定量给料装置运转速度，从而达到控制下料量的目的。料仓的静态秤将仓重信号实时在线的反馈在上位机上，并生成趋势图，操作人员通过趋势图定时校准配料秤下料偏差 ，以保证达到工艺要求。

3 生产实践

使用一段时间后，我们发现配料的稳定性并不是很好，忽大忽小的，而且下料精度也比较差，偏差最大时可到20%左右，这对烧结过程产生了很大的不利影响；同时在配料控制的连续性也存在一定的不足。通过观察分析引起的原因和存在的不足有：

（1）配料秤在使用过程中受到其它设备振动传递等方面因数的影响，其稳定性比较差。（2）配料仓棚料情况比较严重，特别是雨季更为严重。（3）配料秤存在一定的缺陷，配料秤称重托辊与秤体间有大约5毫米左右的间隙容易卡堵物料，导致称重信号失真。（4）校秤存在一定计算误差（配料仓悬空在定量给料装置之上，部分物料是定量给料装置在承重，这部分物料的多少变化在静态秤体现不出，当这部分物料在我们校秤所取的两个时间点不一致时就造成了计算误差）。（5）现场仪表PID调节参数只有一个，无法根据秤的状态做出准确调节。在棚料、缺料的情况下，需要快速调节，减少断料时间；而配料秤正常工作时又需要调节反应速度慢，避免频繁调整使得料量波动较大。所以一个参数无法很好满足需要，这就造成了电子秤瞬时值一直在设定值上下波动，且波动范围较大（铁料秤瞬时值偏差在10t/h以上），无法长时间保证在一个小范围内波动。（6）PID调节采用的是单通道，同时调节配料秤与圆盘或叶轮给料机，调节比例为1比1。在实际使用过程中圆盘或叶轮给料机调节量要比配料秤调节量要大很多，在调节时容易造成调节量偏大，过调超调的情况。（7）配料秤的切换时间过长。切换的秤大约要35s左右下料量才达到设定值，这就意味着有35s时间的物料配比存在较大偏差。（8）配料秤单一的启停方式无法很好的满足生产需要。配料秤在启动时由操作人员在上位机上单台启动，容易造成物料的搭接错位和断料的情况出现，无法很好的满足生产要求。

4 针对上述问题和状况，我们进行了如下优化改造：

（1）将电子秤与其它设备设施有连接的地方全部分离，避免其它设备设施在运行过程中产生的振动传递给电子秤秤体，影响配料的精度和稳定性；（2）在料仓增加仓壁振动器定时启动程序和断料自动启动程序，防止棚料的形成和减少棚料影响，减少人工处理棚料造成断料时间长和不及时的问题；同时也有效解决了校秤时的计算误差。（3）在配料秤称重托辊与秤体间加装防护罩，防止物料落入造成卡堵而避免称重信号失真；（4）在下位机中增加PID调节程序以替换现场仪表的调节功能（在下位机设定了两个PID调节程序，根据瞬时值与设定值的偏差，自动选取PID调节程序，達到精准控制的目的）；同时增加PID调节值自保持功能，在下次启动该设备时直接以该值启动，将换秤时间由原来的35s减少到18s。（5）改变配料秤与圆盘或叶轮给料机的调节比例，比例改变后避免了在调节时容易造成过调超调等情况，对秤的稳定性也有一定的提高。（6）对配料秤启停程序进行优化，增加了流程启动时配料秤在选中状态下与流程连锁启动的程序，并将所有的配料秤视为一个小流程，增设了顺启、顺停、齐启，齐停命令。可视情况来选择恰当的启停方式满足生产。

5 实际效果

通过改造优化后，能够很好的将波动较大的铁料秤的瞬时下料波动范围稳定在5t/h以内，也增加了配料秤PID调节的精准性和快速反应能力。在加强点、巡检工作和严格执行校秤制度以减少配料秤自身影响的前提下，配料秤的下料精度和稳定性有了显著提高，在保证下料偏差在±3%以内的同时也提高了配料过程中物料连续性，极大的减少棚料影响和配料断点的产生，并进一步降低了工人的劳动强度提高了生产效率；为稳定烧结矿质量和提高产量创造了良好的基础。

参考文献：

[1]王振龙.烧结原理与工艺[M].北京：兵器工业出版社，2001（08）.

[2]方原柏.电子皮带秤[M].北京：冶金工业出版社，2007（08）.