铁合金辅料检测方法及配料系统研究

2021-11-30付俊伟

中国金属通报 2021年11期

关键词：焦炭辅料配料

付俊伟

（安阳市质量技术监督检验测试中心，河南安阳 455000）

本文将首先针对铁合金的辅料概念进行探究缪，之后对于辅料的检测方法给出具体的建议，之后将针对铁合金配料系统做出研究。

1 辅料检测

在铁合金冶炼过程中，会运用到多种辅料提高冶炼质量，下面将首先针对铁合金的辅料与辅料的检测方式作出研究，提高辅料检测的有效性。

1.1 铁合金辅料概念

铁合金冶炼生产中的原辅材料简称为冶金炉料。它通常包含铁矿石、废钢、生铁、焦炭、铁合金等。同时，冶金炉料作为炼钢中的辅助产品，是铁合金过程中重要的添加物品，在整个铁合金过程中，利用不同来源的氧来氧化炉料所含有的复杂金属，采用各种复杂的工艺，利用好冶金炉料来去除硅、磷、碳、脱氧和合金化物等。冶金炉料作为铁合金中的辅助产品，是铁合金冶炼过程中重要的添加物品，在整个铁合金过程中，利用不同来源的氧来氧化炉料所含有的复杂金属。采用各种复杂的工艺，利用好冶金炉料来去除硅、磷、碳、脱氧和合金化物等。在铁合金冶炼过程中，冶炼工序首先会应用大量的焦粉，焦粉就是通常意义上的焦炭，焦炭是煤炭通过加压隔绝空气加高温干馏出来的焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风炉冶炼,起还原剂、发热剂和料柱骨架作用，随着科技的发展炼铁高炉采用焦炭代了原有的木炭,为现代高炉的大型化奠定了基础，也提高了铁合金的冶炼数量，油焦破裂后即成焦粒，胶粒可以用于电炉炼钢发包剂,可缩短冶炼时间,降低电耗,搞高生产率,延长炉衬寿命.炼钢用增碳剂,可调整炼钢终点碳的含量,使其符合所炼钢种含碳要求[1]。通过铁合金敷料的概念分析可以得知，铁合金辅料种类较多，并且辅料的质量将直接影响到铁合金的冶炼质量，下面将针对铁合金的辅料检测方式作出说明。

1.2 辅料检测方式

通过上文的分析可以得知，铁合金在冶炼过程中需要运用大量的焦粉，焦粉起到氧化复杂金属的作用，质量较差的焦粉在燃烧过程中会产生大量的毒害气体，并且由于质量偏低其氧化作用也各有不同，所以把控好焦粉的质量是铁合金冶炼过程中最重要的组成部分，由于焦粉是焦炭研磨而成的，所以焦粉中包含着焦炭的物理属性，焦煤又具体分两类，第一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>10%～28%，黏结指数G>65，胶质层最大厚度，y≤25mm。这部分煤的结焦性特别好，可以单独炼出合格的高炉焦。另一类焦煤的干燥无灰基挥发分Vdaf>20%～28%，黏结指数G>50～65，结焦性比前者差。焦煤具有中等挥发分和较好的黏结性，是典型的炼焦煤，在加热时能形成热稳定性很好的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度高的焦炭，其耐磨性也好。但产生的膨胀压力大，使推焦困难，必须配入气煤、瘦煤等，以改善操作条件和提高焦炭质量。在炼焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和缓和收缩应力的作用，从而提高焦炭机械强度，是优质的炼焦原料。焦炭使具有不规则孔孢结构体，并且具有裂纹，所以裂痕的多少也会直接影响到焦炭的抗破碎能力，而孔孢结构的指标则是以气孔率来表示，气孔率影响到焦炭燃烧后的化学反应，铁合金辅料所用的焦炭或者焦粉对气孔率的要求在40%～45%之间，并且焦炭在被研磨的过程中，研磨也需要考虑焦炭的裂纹数量，焦炭的裂纹数量若过少，就表明焦炭不易被研磨成焦粉，不能够被使用于焦粉制作过程之中，研磨不细致或者焦粉颗粒物较多会影响到冶炼时的氧化反应，使金属的氧化过程变得不充分，从而降低了冶炼质量。由于焦粉在燃烧过程中还会产生大量的有毒有害气体，所以对于焦粉的质量也要进行相应的把控监测过程，我国一般采用德国的米贡转鼓试验的方法进行焦炭焦粉的检验工作，检查过程中工作人员应当首先对焦炭中的硫成分进行检测，硫是铁合金冶炼过程中最值要的有害杂质，硫的出现会降低铁合金产量，在铁合金生产过程中硫的含量大于0.07%则铁合金便会成为废品。由于铁合金冶炼过程中82.5%的硫来自于焦炭燃烧，所以焦炭的硫含量成为了检测中必不可少的程序，一般而言铁合金冶炼中所需要的焦粉其硫含量不得高于1%，在冶炼过程中焦炭中的磷含量也应当在0.02%～0.03%以下。并且焦炭中的灰分也会对铁合金冶炼造成影响，灰分的增加会导致焦炭用量的增加，使铁合金冶炼过程中的成本增高，所以降低焦炭的灰分也是检测过程中需要注意的问题。在检测过程中检测人员还要对焦炭中的水分进行把关，水分燃烧蒸发会影响到焦煤的剂量，引起冶炼过程中数值的变动，增加了铁合金的冶炼难度[2]。通过前分的分析可以得知，冶炼过程中不仅要应用到焦粉，还会应用到一定的焦粒，对于大焦炉而言，焦粒的颗粒度应当大于40毫米，对于中小型的焦炉而言，其颗粒度应当大于25毫米，这种焦粒能够使较快度均匀，且空隙较大容易发生氧化反应，提高冶炼的质量。

2 配料系统研究

通过前文铁合金辅料的研究可以得知，铁合金冶炼过程中对于辅料有着极为严格的要求，想要提高铁合金的冶炼质量仅仅提高铁合金辅料的质量是远远不够的，还要加强配料系统的研发工作，提高配料的精确性，下面将对配料系统的研究进行分析说明。

2.1 计算机系统应用

配料系统研究的终端在于计算，只有通过计算机技术的信息数据收集及分析工作，才能够有效的指挥配料系统合理配料，，通过前文的分析可以得知，铁合金在冶炼过程中不仅需要掺入焦粉，还需要加入多种矿石材料进行氧化反应，在进行计算机技术应用的过程中，铁合金冶炼方式通过信号的形式传输至计算机之中，计算机应当联入配料控制平台，之后将信号传输至冶炼控制平台中的数据库内进行信息数据分析工作，并对数据进行分析与云计算，通过大数据的分析处理能够深度挖掘冶炼过程中的辅料配比的信息，之后对配料系统研究中的辅料数据及配料配比规律进行分析，通过分析后配料控制系统将信息反馈至配料机器的接收器之中，接收器通过感应信号做出相应的配料工作，在配料的过程中配料过程也会以数据的形式不断反馈至控制系统当中，使配料人员能够清晰的把握配料的全过程，通过显示技术的应用最大程度的实现人机交互工作通过显示技术能够将信息处理结果显示在屏幕之中，方便配料人员的下一步操作[3]。在进行显示技术研究的过程中，研究人员应当对配料系统进行实时更新，并且还要优化配料系统中的软件功能，完善辅料配比方案，提高配料工作质量。在配料进入给料机后，给料机应当向屏幕投送配料的种类，数量等多种消息，使配料人员更加清晰直观的了解到辅料准备的详细情况。

2.2 配料过程

操作人员通过系统首先为配料设备发出质量，并按下启动按钮，启动后控制器会向前方发送“关闭料仓”的指令，当储料仓关闭之后，辅料会随着机械的震动被运往搅拌机之中，经过一段时间的给料工作，当辅料满足搅拌眼球之后，感应器会将给料数量与辅料配比发送至控制系统当中，操作人员通过数据的观察确认配料无误之后，操作人员会对搅拌系统发出搅拌配料的命令，搅拌系统会根据指令完成辅料的搅拌工作，在辅料配比搅拌过后，控制器会将配置好的原料进行自动化运输工作，并将配料运送至配料站，之后运输机械会自动返回最初的装料地点重复循环此工作流程[4]。

2.3 信息传输与故障检测

配料系统设备状态监测首先应当满足数据信息采集要求，进行状态分析过程中，系统应当及时收集设备与系统的运行数据，对于运行数据应当进行保存于记录工作，对每天配料系统设备的运行情况持续跟踪监测，并做出运行数据的记录。并且配料系统设备状态监测工作还应当在检测过程中，还应当对配料系统的运转情况进行记录，对运行的安全性进行判断，若配料系统设备运转状态存在异常，监测系统应当作出准确的故障判断，对检测数值中出现异常的数据进行记录工作，为之后配料系统设备故障诊断分析技术提供强有力的实据支持，提高故障诊断分析效率[1]。其次配料系统设备状态监测还应当满足配料系统设备运行状态评估的要求，对整个配料系统进行严格的测评工作，并且监测系统在检测过程中还可以将配料系统设备运行的每个步骤进行分类，当每个步骤按照要求完成运行任务后，监测系统便会做出一次评价，对配料系统设备运行的步骤进行细分，提高了配料系统设备运行监测质量。此外配料系统设备检测的目标是为了对配料系统的运行状态与异常状态进行监测，并提前预测设备将要发生的设备运行状态变化，这种预测不仅要有大量的数据作为支持，还需要应用到传感器技术与信息处理技术等多种高科技手段。配料系统设备监测技术想要获得更大的发展，就首先要提高信号收集质量，不断提升数据传输与数据处理效率，信号收集技术是为了获取电力设备信息与系统运行的状态，信号收集系统通过设备中电流电压的频率与设备中局部的放电量等进行收集，由于配料系统设备的型号与运转方式的不同，在信号收集过程中应当采取不同的信号收集方式，信号收集过程中工作人员一般采用一次性采样法进行收集工作，通过定时定量的信号采集能够判断信号中的异常情况，并将数据通过数据传输技术汇总至数据处理系统之中，在信号传输过程中工作人员应当采用光纤进行信号的传输工作，光纤信号传输不仅速度快，而且具有较强的抗信号干扰能力，能够将收集到的信号准确无误地传输至数据处理系统之中，由于信号处理的距离较远，并且配料系统设备在运行过程中还会产生大量的干扰因素，一般的信号传输设备无法在如此复杂的区域进行准确的信号传输工作，所以在信号传输过程中首先要对传输的信号进行数据模型转换工作，并且要对数据进行压缩处理，最后这些被压缩处理过后的数据经过通信系统传输至信息处理系统之中[5]。信息数据处理系统在接受到信号之后会根据数据的不同处理方法采用不同的数学手段进行信号的解析工作，对于数据的状态量进行合理的分析，随着我国信息处理技术的提高，在进行信息处理过程中，一些处理系统内还加装了数字信息技术与智能处理技术，信息处理技术能够对传输来的信息进行数字建模工作，为检测人员提供完整的设备运行状态虚拟模型，使工作人员更容易读懂数据中所包含的信息内容，加入只能处理系统能够提高出局处理的准确性与精确性，实现异常数据快速定位工作，并给出异常情况的决绝策略，为之后的故障诊断分析技术提供了强有力的辅助功效。