烧结机混合机加水工艺改造研究

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【摘要】为了缓解烧结矿供需矛盾， 对400m2耐烧结机混合机加水工艺进行了改造. 通过采用MM710-（TSS）21型红外线测水技术， 实现了烧结机加水工艺的精确控制， 提高了烧结矿产量和技术经济指标。

【 关键词】烧结机;混合机;加水工艺;改造

1 概况

水分控制是烧结混合一制粒工艺的一个重要参数， 合适的水分不仅可以提高混合料的制粒效果， 还可提高烧结的产量和技术经济指标。炼铁部400m2 ， 烧结机于2008年12月投产， 该烧结机采用从卢森堡引进的二手设备， 由于工艺流程中设置有热筛， 热返矿对混合料的水分影响非常大，水分控制依然延续现场人工观测， 中控手动调节的生产模式，造成混合料水分调节严重滞后，烧结机“ 跑干料、跑湿料和缓料”现象经常发生， 严重制约了烧结机生产能力的发挥。为了缓解烧结矿供需矛盾， 炼铁部对400m2，烧结机混合机加水工艺进行了改造， 通过采用MM710-（TSS）21型红外线测水技术， 实现了烧结机加水工艺的精确控制， 提高了烧结矿产量和技术经济指标。

2 混合料水分自动控制技术

目前， 国内烧结混合一制粒工艺自动加水技术主要有三种：中子测水、电极式测水和红外线自动测水三种.

2.1 中子测水技术

目前国内应用中子测水技术最成功的是宝钢， 其采用的德国中子测水系统属于堆体积测水分，代表性强， 能够克服因生产工艺和运输过程中造成的水分分布不均匀及工艺水分误差， 但其价位较高。另中子测水存在两大缺陷： 一是该技术测、控不同步， 反应滞后， 误差偏大;二是该系统带有放射源， 安全系数不高。

2.2 电极式测水技术

电极式测水技术主要是根据物料中水分变化导致导电性能变化来测量水分含量的， 由于烧结混合料本身就是导体， 因此只能测量水分变化趋势， 无法达到烧结工艺所要求的测量精度。

2.3 红外线自动测水

红外线自动测水是以MM710-（TSS）21 型红外线水分仪为依托， 结合模糊控制理论、人工智能技术，成功地解决了以多料种、大波动、高污染、强滞后为特征的烧结混合一制粒工艺中自动加水的技术难题， 完全能够满足烧结机的工艺要求。该系统具有以下技术优势：

（l） 该技术成功解决了空气中的水蒸气对系统测量结果的影响。由于NDC公司的滤光片制造精度达到l 纳米， 因此能够准确区分两种状态的水， 克服空气中的水蒸气对系统测量结果的影响。

（2） 克服了不规则物料表面对系统测量结果的影响。该公司红外线水分仪拥有十波长探头， 而国内其它公司的产品均为三波长， 另外该公司滤光片的检测速率达到150次/ 秒， 而日本的滤光片检测速率只有10次/ 秒。因此， 对于低速运行的皮带其物料处于相对静止状态， 从而克服了不规则物料表面对系统测量结果的影响。

（3） 克服了外界光源对系统测量结果的影响。该公司探测器拥有独特的镀膜技术， 可有效滤除其它波长的光， 减少外界干扰。

（4） 该系统采用了双探测器技术克服了环境温度对系统测量结果的影响。

3 自动加水工艺改造方案选择

结合目前400m2 烧结机的实际状况， 计划全套引进MM710-（TSS）21型混合料自动加水技术对400m2 烧结机加水系统进行改造。

3.1 总体技术方案

（1） 应用MM710红外线水分仪实现混合机水分及料温在线测量。

（2） 采用前馈+ 负反馈技术进行水量调节， 实现一次混合机水分粗调， 二混精配。

（3） 根据现场实际情况， 采用多接口技术以有线或无线的方式与上位机进行数据通讯， 实现混合料自动加水的系统控制。

（4） 在控制系统中， 系统软件导人专家系统对控制过程中各种影响因素进行修正， 保证水分控制的准确

性。

3.2 具体实施方案的制定

由于在一混中加人一定量的热返矿， 致使混合料温度增高， 加水后， 一部分水分在表层蒸发， 另一部分水分迅速向混合料颗粒内部渗透， 所以混合料水分与料温有着直接关系。

采用MM710-（TSS）21型混合料自动加水技术， 可精确的测量水分和料温两路信号。具体实施方案有两种：

（l） 一混实施预配水

可编程控制器采集一混前皮带称料量信号、电磁流量计信号、电动调节阀开度信号、一混后混匀料水分信号与料温信号等， 通过对比一混水分仪实测水分与目标值之间的差值， 实现对一混加水量的负反馈PI D调节。当料量信号出现大的波动时， 实现预配水， 以减少水分的波动;可编程控制器对采集到的数据进行计算， 计算出的加水量作为下次加水的目标值。

（2）一混粗调、二混精配

400m2 烧结机混合料自动配水系统由一次混合机配水系统和二次混合机配水系统组成， 两个系统在工艺上属于上下游的关系。一次混合机配水系统包括： 1 台高精度水分测量仪、

4 台高精度计量皮带秤、污泥管道流量计、污泥管道流量调节阀、粗细加清水管道流量计、粗细加清水管道流量调节阀等设备， 根据设定目标水分， 分别控制污泥加水系统和粗细加水系统， 在一次混合机中， 完成一混加水控制。

二次混合机配水系统位于一次混合机配水系统的下游， 包括1 台高精度水分测量仪、

1台高精度计量皮带秤、加水管道流量计和加水管道流量调节阀等设备， 该系统根据1# 水分仪测出的水分值和皮带秤称出的6 4 4混合料量进行计算， 与二混水分目标进行比较， 计算出二混加水系统的加水量， 控制二混加水调节阀， 完成二混加水控制。

3.3 实施方案的选择

根据400m2 烧结机的实际情况， 混合料中热返矿的料温、料量波动很大， 除尘灰的不定量配加及污泥浓度不稳定等， 加大了控制水分的难度， 使用单探头无法满足水分稳定控制的要求， 本着“ 投资少、效果好、施工周期短” 的原则， 选择一混粗调、二混精配的水分自动控制改造方案。该系统的优势在于用前馈加负反馈的控制方式， 采集S1-TB2 总量皮带秤信号， 当给料量出现波动时（ 增、减大于当前料量的8% ） ，提前调节加水量以弥补纯反馈控制调节滞后的不足。

4 应用效果

400m2 烧结机混合料水分自动控制系统于2014年5月投人使用， 经过一年多的运行， 效果显著， 成功地解决了人工加水不稳定造成水分波动的难题。

（1） 检测准确， 能够连续、准确地检测到混合料水分的实际含量。

（2） 控制稳定， 水分稳定在土0.15 % 范围内的水平达到了80% 以上， 稳定在土0.5% 范围内达到了95% 以上。

（3） 技术经济指标显著提高， 台时产量提高9.06t/ h， 固体燃耗降低0.75 kg/t， 烧结矿转鼓指数提高0.16%。

（4） 使用MM710-（TSS）21型混合料自动加水技术， 每年可为公司创效450多万元。

结 语

MM710-（TSS）21型混合料自动加水技术在 400m2 烧结机的成功运用， 不仅解决了长时间困扰混合料水分波动难以满足烧结生产需要的技术难题， 满足烧结生产的工艺要求， 提高了烧结矿的产、质量， 为公司整体生产经营的顺利进行做出了积极贡献。

参考文献：

[1]褚立民，程自宇.？提高烧结机利用系数的措施[A]. 2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集（上册）[C]. 2008

[2]乐建华.？3×105m～2烧结机一次混合机的技术改造[A]. 2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集（上册）[C]. 2008