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)，由皮帶機傳送至兩段混合機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)過程是一個機理復(fù)雜、影響因素眾多、強耦合、大滯后的動態(tài)系統(tǒng)。在生產(chǎn)實踐中，大多依據(jù)熟練操作的經(jīng)驗來調(diào)節(jié)和控制生產(chǎn)。經(jīng)驗知識的不確定性、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、降低能耗的機會。

然而應(yīng)運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實在在發(fā)生的事情。它不是從基本原理出發(fā)，而是以事實和數(shù)據(jù)做依據(jù)，來實現(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 配料自動打倉系統(tǒng)

山東鋼鐵股份有限公司煉鐵廠480m²燒結(jié)機在配料自動打倉系統(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、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皮帶以及皮帶機打料小車完成，當(dāng)需要上混勻料時小車選擇對應(yīng)的混勻料倉，系統(tǒng)會自動識別料倉倉重，控制在450t-600t之間。當(dāng)系統(tǒng)檢測到倉重低時，會將小車翻板指向皮帶，混勻料首先進(jìn)入8#倉，小車移動至倉重最小的倉后將翻板指向料倉，完成一次混勻料倒倉，直到將五個混勻料倉料重都到600t時發(fā)出停料指令，聯(lián)系停料。

需要上熔劑時選擇對應(yīng)的熔劑倉，小車會與汽車受料槽給料機聯(lián)鎖。操作臺分別選擇白云石自動或者是石灰石自動，啟動順啟打倉，打料小車就會根據(jù)料倉料位與受料槽給料機上的流量來自動甄別打倉情況。

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)計除塵器，用來吸收輸灰時落差引起的生石灰粉塵，徹底的解決由生石灰揚塵帶來的環(huán)境問題。

2.1.3燒結(jié)燃料是連接燃破室的單獨一條料線，有三個燃料倉14#、15#、16#，兩用一備，10個燃破儲備大倉，5條破碎線，對應(yīng)五臺錘破、五臺輥破。當(dāng)需要燃料打倉時選擇對應(yīng)的配料倉、燃料線，系統(tǒng)會根據(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，實現(xiàn)自動啟停。

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)行分倉存儲使用。當(dāng)有高爐返礦時系統(tǒng)會根據(jù)流量翻版打到17#高返倉位置，當(dāng)無高返時翻板打入18#、19#倉。再配合燒結(jié)終點精準(zhǔn)控制技術(shù)來穩(wěn)定返礦流量達(dá)到控制倉存的效果。

配料自動打倉系統(tǒng)實現(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。降低勞動強度，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)中除塵灰用汽車運往原料場參加一次配料，容易造成揚塵。在新系統(tǒng)中機頭除塵系統(tǒng)將機頭環(huán)境除塵和機頭電場除塵分開，機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皮帶機將搭配好的混合料送往一次混合機進(jìn)行加水濕潤、混勻，由于機頭落差大，造成的揚塵難以處理，在燒結(jié)生產(chǎn)中一直是一個難以攻克的難關(guān)。在料線中，設(shè)計了一臺水浴除塵外加一套皮帶機伸縮頭裝置，完全消除了這一難題。首先將以往的固定皮帶機改為機頭可伸縮式皮帶機，將H-1A/B、H-2A/B機頭深入混合機筒體內(nèi)，減少粉塵的揚塵量。其次在混-1機頭設(shè)計安裝水浴除塵，將一次混合機出口以及入口的粉塵收集，排入專門設(shè)計的除塵水池當(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，實現(xiàn)回收利用。

3   二級配料系統(tǒng)

二級配料系統(tǒng)實現(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，建立起時間序列模型。過程是具有動態(tài)性的，因此可以利用這些動態(tài)數(shù)據(jù)，不斷修正模型的參數(shù)，來計算隨時間變化的燒結(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Ｉa(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)化配料模型計算來達(dá)到我們生產(chǎn)穩(wěn)定的目的。傳統(tǒng)配料計算按照外加料配比100％來計算燒結(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，計算結(jié)果和燒結(jié)礦成分化驗結(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算方法，在全配料計算中，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)會根據(jù)成分自動計算配比。

配比計算是穩(wěn)定燒結(jié)礦化學(xué)成分的計算方法，在實際生產(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)會監(jiān)控配料室儲備倉倉位、下料量?？刂葡铝喜▌?，采用電子皮帶秤頻率和下料重量相對比，設(shè)置范圍極限報警、循環(huán)自動振打倉、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)用配料自動化及遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，對燒結(jié)原燃料分倉入倉、自動配料、混合料成分預(yù)測等進(jìn)行優(yōu)化，確保整個燒結(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，實現(xiàn)了燒結(jié)配料生產(chǎn)的自動化、智能化、節(jié)約化。

附：2021年-2024年燒結(jié)礦數(shù)據(jù)統(tǒng)計: