鄭 波
(萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司設(shè)備檢修中心，山東 271104)
摘要: 燒結(jié)技術(shù)中，充分利用機(jī)尾斷面所包含的豐富的燒結(jié)過程工況信息及燒結(jié)礦質(zhì)量信息，開發(fā)燒結(jié)狀況的計(jì)算機(jī)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)控制和優(yōu)化燒結(jié)過程以及燒結(jié)礦質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
關(guān)鍵詞: 燒結(jié)機(jī)；機(jī)尾斷面；燒結(jié)礦；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)尾現(xiàn)有的燒結(jié)機(jī)微視頻設(shè)備無法滿足為燒結(jié)操作者提供數(shù)據(jù)支持和判斷預(yù)測(cè)的功能，過度依賴個(gè)人經(jīng)驗(yàn)水平，造成燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性差。先進(jìn)的燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀設(shè)備，能夠在線實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦 FeO 的預(yù)測(cè)，縮短了工藝操作調(diào)整的周期，有利于燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定。同時(shí)對(duì)機(jī)尾斷面的垂直燒結(jié)速度、終點(diǎn)分析以及溫度場(chǎng)分布，運(yùn)用數(shù)據(jù)直觀反映出燒結(jié)礦參數(shù)指標(biāo)的變化，能夠指導(dǎo)崗位人員及時(shí)調(diào)整，通過機(jī)尾熱像儀的投入，能夠提高燒結(jié)礦整體的穩(wěn)定性，為技術(shù)人員提供更多的數(shù)據(jù)分析。
1 現(xiàn)狀分析
(1) 高溫環(huán)境下的機(jī)尾成像設(shè)備損壞頻繁，設(shè)備維護(hù)量較大，經(jīng)常性無法正常使用，導(dǎo)致失去功能。
(2) 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾臺(tái)車燒結(jié)礦斷面成像模糊，受粉塵等影響明顯，不能準(zhǔn)確觀察機(jī)尾臺(tái)車斷面燒結(jié)礦燒結(jié)狀態(tài)，如圖 1 所示。
(3) 由人工到機(jī)尾觀察判斷 FeO，依賴于個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)水平，高溫環(huán)境下，人員不能長(zhǎng)時(shí)間在機(jī)尾觀察，判斷 FeO 的準(zhǔn)確性不高，誤差較大。
(4) 無法分析機(jī)尾臺(tái)車燒結(jié)礦斷面的溫度數(shù)據(jù)和垂直燒結(jié)速度等變化。
(5) 無法追溯之前的生產(chǎn)斷面情況，無數(shù)據(jù)曲線追蹤。
2 技術(shù)改造
2． 1 改造方案
利用燒結(jié)機(jī)日常檢修時(shí)間，在現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)機(jī)尾位置安裝燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀設(shè)備，并完成軟件的安裝和數(shù)據(jù)采集等。
2． 2 技術(shù)改造
所有利用或者發(fā)射能量的物體都會(huì)產(chǎn)生熱輻射，在其狀態(tài)異常時(shí)，其熱輻射特征也會(huì)發(fā)生異常。保證生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵之一便是對(duì)系統(tǒng)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的熱輻射特征實(shí)施有效監(jiān)控。紅外熱像儀是通過非接觸監(jiān)測(cè)紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)而在顯示器上生成與溫度值對(duì)應(yīng)的數(shù)字化熱圖像，紅外熱像儀能夠?qū)z測(cè)到的熱量精確量化，不僅能夠監(jiān)測(cè)熱圖像，還能夠?qū)Ρ粰z測(cè)區(qū)域準(zhǔn)確識(shí)別和嚴(yán)格分析。
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀設(shè)備由動(dòng)力推桿驅(qū)動(dòng)，沿冷卻水套運(yùn)行至監(jiān)測(cè)位置，如圖 2 所示，通過熱像儀監(jiān)測(cè)被測(cè)燒結(jié)斷面，通過軟件分析指導(dǎo)燒結(jié)工藝。
3 功能分析
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機(jī)利用改造后的機(jī)尾熱像儀對(duì)機(jī)尾斷面的紅熱帶狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和診斷，該在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有以下功能:
(1) 燒結(jié)礦 FeO 趨勢(shì)預(yù)測(cè)
通過燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀系統(tǒng)，對(duì)燒結(jié)機(jī)尾斷面進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合影響燒結(jié)礦 FeO 的工藝參數(shù)( 如配碳、水分等) ，建立數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)尾斷面 FeO 的趨勢(shì)預(yù)測(cè)，為操作人員在檢測(cè)周期內(nèi)對(duì) FeO 趨勢(shì)判斷提供了依據(jù)，縮短了燒結(jié)礦 FeO 質(zhì)量指標(biāo)的調(diào)整周期，增強(qiáng)了燒結(jié)礦 FeO指標(biāo)的穩(wěn)定性，同時(shí)減少了因操作人員技能水平不同而對(duì)燒結(jié)礦 FeO 指標(biāo)的影響。
(2) 燒結(jié)機(jī)機(jī)尾邊緣效應(yīng)分析
通過燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀系統(tǒng)，對(duì)燒結(jié)機(jī)尾斷面溫度場(chǎng)的分析，劃分出邊緣過燒燒結(jié)礦所占的比例，從而有利于工藝人員對(duì)燒結(jié)邊緣采取工藝調(diào)整后，定量判別邊緣效應(yīng)的變化趨勢(shì)，同時(shí)也反應(yīng)出不同時(shí)期燒結(jié)礦強(qiáng)度的變化。
(3) 燒結(jié)布料均勻性分析
燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀系統(tǒng)，可計(jì)算出不同區(qū)域的垂直燒結(jié)速度，通過垂直燒結(jié)速度的對(duì)比，能夠分析燒結(jié)機(jī)布料的合理性和均勻性，能夠指導(dǎo)燒結(jié)布料工藝的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)燒結(jié)礦整體質(zhì)量指標(biāo)均勻穩(wěn)定，有利于為高爐提供質(zhì)量穩(wěn)定的燒結(jié)礦。
(4) 燒結(jié)終點(diǎn)穩(wěn)定性分析
燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀系統(tǒng)，可計(jì)算出燒結(jié)機(jī)紅火層占整個(gè)斷面的百分比，反映出燒結(jié)終點(diǎn)是否達(dá)到，對(duì)提高燒結(jié)礦終點(diǎn)穩(wěn)定率提供了數(shù)據(jù)支持，并能夠在不同操作時(shí)期和變料前后，對(duì)比分析燒結(jié)礦終點(diǎn)位置的變化。
(5) 燒結(jié)溫度區(qū)間分布
可計(jì)算出燒結(jié)機(jī)尾斷面整個(gè)溫度場(chǎng)的溫度分布情況，可以實(shí)時(shí)通過點(diǎn)選機(jī)尾任何一點(diǎn)顯示機(jī)尾斷面的溫度數(shù)值，為技術(shù)人員提供了燒結(jié)機(jī)尾溫度場(chǎng)的數(shù)據(jù)，從而能夠分析不同配礦方案下燒結(jié)成礦和礦相結(jié)構(gòu)的可能變化規(guī)律，為穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支持。
4 智能化控制
利用改造的燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀設(shè)備對(duì)燒結(jié)過程進(jìn)行監(jiān)控，消除實(shí)際操作中人為因素的干擾和制約，提高分析的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為實(shí)現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)全過程智能化控制提供了重要的技術(shù)支持。
5 效益分析
(1) 縮短了燒結(jié)操作的調(diào)整周期，大大提高了燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)的穩(wěn)定性，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，解決了原有燒結(jié)系統(tǒng)過分依賴看火工技能水平的影響，為技術(shù)人員對(duì)燒結(jié)過程分析和燒結(jié)礦質(zhì)量指標(biāo)判斷提供了數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)機(jī)尾數(shù)據(jù)化。
(2) 燒結(jié)礦 FeO 穩(wěn)定率提高后，可提高燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性，有利于燒結(jié)礦 FeO 指標(biāo)的降低，降低 1% 的 FeO，能夠降低燃料消耗 2 kg /t，按照平均降低 0． 5% 的 FeO，可降低 1 kg /t 燃料計(jì)算，此項(xiàng)目對(duì) FeO 穩(wěn)定的貢獻(xiàn)度按 30% 計(jì)算，一年可降低燒結(jié)成本 480 萬 t × 1 /1000 × 1000 元/t× 0． 3 = 132 萬元。
6 結(jié)語
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機(jī)機(jī)尾熱像儀診斷技術(shù)的應(yīng)用，解決了燒結(jié)礦質(zhì)量的分析和判斷問題，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，由于該技術(shù)是對(duì)機(jī)尾斷面燒結(jié)礦輻射的紅外光譜進(jìn)行非接觸、遠(yuǎn)距離熱成像監(jiān)測(cè)，不受電磁場(chǎng)干擾，因此具有直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高、快速、安全、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，已成為燒結(jié)機(jī)機(jī)尾斷面的監(jiān)測(cè)和診斷的重要手段。此項(xiàng)目技術(shù)成熟可靠，效益明顯。