CN102033551A - 用堆料机控制匀矿堆积层等量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高炉炼铁原料处理技术，尤其涉及一种混匀矿料堆积的控制方法。一种用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，包括下列步骤：步骤1，在运算控制器中置入运行及控制参数；步骤2，根据上述参数进行计算，得到混匀堆料机此时需要的每米堆积料重量Wdm；步骤3，确定混匀堆料机需要的行走速度V；步骤4，将混匀堆料机此时需要的走行速度V送到变频控制器，对混匀堆料机的走行速度进行控制；步骤5，在整个料堆的堆积过程中始终执行上述步骤1至步骤4实现均匀堆料。本发明可以达到实时精确控制每层堆料量相等和到料堆表面积最大时仍能保持一定厚度，避免了物料堆积偏析影响混匀料堆积质量，提高了混匀料堆积的作业效率和减少了混匀料堆积作业能耗。

Description

用堆料机控制匀矿堆积层等量方法

技术领域

本发明涉及高炉炼铁原料处理技术，尤其涉及一种混匀矿料堆积的控制方法。

背景技术

高炉炼铁非常注重原料成分的稳定性，减少原料成分的波动对于高炉炼铁工艺增产降耗有非常重要的意义。为了保证高炉炼铁原料的稳定性，必须生产成分和性能都稳定的烧结矿。提高烧结原料的质量，稳定烧结混匀矿成分，降低混匀矿成分的波动对生产成分和性能稳定的烧结矿非常重要。

现有炼铁原料混匀矿堆积的装置主要有：参见图1，若干个装有单品种待混匀原料的料槽1，每个料槽放料口的定量给料装置2，将定量给料装置输出的原料运输到料场混匀堆料机上的皮带运输机3，在料场上由双速行走控制装置9控制的以两种速度来回行走的混匀堆料机4，放置混匀料堆的堆场10等设备装置构成。

现有炼铁原料混匀矿堆积的方法：参见图1，若干个原料料槽1中装有单品种的不同料种，根据工艺不同的原料配比需要，控制系统控制装设在料槽放料口的定量给料装置2，各台定量给料装置根据控制系统的速度给定，以各自速度进行不同料种的单品种原料的输出，各台定量给料装置2将各自输出的待配原料输出到同一条皮带输送机3上进行混合。皮带输送机将运输皮带上的混合原料，输送到原料堆场上混匀堆料机4的堆料皮带上，混匀堆料机4将堆料皮带上的混合原料堆积在原料堆场10上。随着混匀堆料机沿原料堆场长度方向不停的来回行走，将混合原料逐层堆积成长条形的混匀料堆11。为了使料堆每层的堆积量比较均匀，混匀堆料机4由双速行走控制装置9控制以两种速度行走，随原料运行方向前行时为低速走行，逆原料运行方向后退时为高速走行。因为假设皮带输送机上始终有料，混匀堆料机停止走行时的时间堆料量等于皮带输送机的运行速度。混匀堆料机随原料运行方向前行时的时间堆料量，等于皮带输送机的运行速度减去混匀堆料机的走行速度。混匀堆料机逆原料运行方向后退时的时间堆料量，等于皮带输送机的运行速度加上混匀堆料机的走行速度。所以在现有技术中混匀堆料机采用两种走行速度控制，这样可以使得混匀堆料机在正、逆走行时的堆料层厚差缩小。

现有炼铁原料混匀矿堆积的方法存在如下几个方面的缺陷：

1.现有技术中混匀堆料机采用二种走行速度控制，这样虽然可以使得混匀堆料机在正、逆走行时的堆料量差异减小。但是料堆每层的堆料量不仅与混匀堆料机的正、逆走行速度有关，同时还与各定量给料装置给料量的总合等有很大关系，只有在各定量给料装置给料量总合基本不变的情况下，才可以保证料堆每层的堆料量基本相同。在实际生产中，由于配料方案调整、各料槽储料量的差异等原因，很难做到给料总合流量始终保持恒定。在原有技术方案的控制下混匀堆料机走行只有高速和低速两种速度，给料总合流量的差异势必会造成每层堆料量的差异，最终影响料堆的混匀质量。

2.料堆混匀质量的好坏不仅与每层堆积量能否保持恒定有关，而且还与堆积的层厚有关，即每层根据物料的颗粒必须要保证有一定的厚度，如果层厚太薄不能覆盖整个料堆表面形成网状，就会造成混合物料的成分严重偏析。在原有堆积控制技术方案中，由于没有考虑到这个因素，混匀堆料机以高速和低速两种速度走行仅是顾及了每层的堆积量，随着物料的层层往上堆，料堆逐渐增高，料堆的表面积也逐渐增加，造成堆料的层厚越来越薄，以至到后来不能覆盖整个料堆表面，造成混合物料的成分严重偏析。

3、在原有堆料控制方法中，为了提高混匀料的混匀质量，一般在料堆刚开始堆积时控制较小流量，当堆到一定量时然后放大流量，这样做虽然也能起到一定的作用，但是这样做的结果除了控制精度不高，还要牺牲堆料作业的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，所述混匀料堆积控制方法以最后一层所需层厚为基准，从最开始阶段就等量堆积，既满足了堆积质量的要求，又提高了堆积的作业效率，减少了作业能耗。

本发明是这样实现的：一种用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，包括下列步骤：

步骤1，在运算控制器中置入运行及控制参数，设置参数包括：原料堆积安息角A，原料堆比重Wt，该种原料最后一层必须保持厚度δ，料堆堆积完成时在料场上的占地尺寸，L_d＝长度，W_d＝宽度；

步骤2，根据上述参数进行计算，最后得到混匀堆料机此时需要的每米堆积料重量W_dm；

(1)计算料堆堆积完成时高度hz

hz＝1/2W_d*tgA

(2)计算料堆堆积完成时料堆截面积S_Z

S_Z＝W_d*hz/2；

(3)计算料堆最后一层堆积截面积S_L

S_L＝S_Z-(W_d-2δ)*(hz-δ)/2；

(4)计算料堆最后一层每米堆积料体积D_L

D_L＝S_L*1

(5)计算料堆最后一层每米堆积料重量W_dm

W_dm＝Wt*D_L

步骤3，确定混匀堆料机需要的行走速度V，由安装在混匀堆料机上的皮带流量秤测得的输出物料的流量值L_Wh后，将流量值L_Wh经单位换算至流量值L_Wm后，根据计算得到V＝L_Wm/W_dm；

步骤4，将计算得到的混匀堆料机此时需要的走行速度V送到变频控制器，对混匀堆料机的走行速度进行控制；

步骤5，在整个料堆的堆积过程中，混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤1至步骤4的检测、设置参数调用、运算、控制的过程，通过对混匀堆料机的走行速度实时控制，实现均匀堆料。

所述的步骤1中运行及控制参数设置通过在混匀堆料机上的人机界面上进行设置。

所述的步骤1中运行及控制参数设置通过在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到混匀堆料机上的运算控制器中。

本发明的混匀料堆积控制方法，仅通过混匀堆料机的自适应控制，就可以达到实时精确控制每层堆料量相等和到料堆表面积最大时仍能保持一定厚度。可以忽略定量给料装置给料总合量的大小，定量给料装置可以简化为仅控制各种料的配比，降低了系统控制的难度。避免了物料堆积偏析影响混匀料堆积质量，提高了混匀料堆积的作业效率和减少了混匀料堆积作业能耗。

附图说明

图1为现有的混匀料堆积的装置运行流程框图；

图2为本发明的混匀料堆积的装置运行流程框图；

图3为本发明用堆料机控制匀矿堆积层等量方法的有关参数计算示意图。

图中：1原料储料槽，2定量给料装置，3皮带输送机，4混匀堆料机，5车行轨道，7皮带流量秤，8变频无级调速装置，9双速行走控制装置，10混匀料堆场，11混匀料料堆。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图2所示，一种实施用堆料机控制匀矿堆积层等量方法的装置，包括混匀堆料机4、车行轨道5、皮带流量秤7、运算控制器。所述混匀堆料机4在车行轨道5上移动，将运输皮带上的物料经混匀堆料机4上的堆料皮带机堆积在混匀料堆场10上，形成混匀料料堆11；混匀堆料机4上装有一个运算控制器，混匀堆料机4的走行驱动装置采用变频无级调速装置8，在混匀堆料机4的堆料皮带机上装有一台皮带流量秤7；皮带流量秤7的输出线接运算控制器，运算控制器输出接变频无级调速装置8，变频无级调速装置8控制混匀堆料机走行驱动装置，控制混匀堆料机4的行走速度。

在本发明实施例中，混匀堆料机4的走行速度控制采用变频无级调速装置8，其走行速度可以根据堆积控制需要在每分钟3～35米围内进行调节。在混匀堆料机4的堆料皮带机上装有一台皮带流量秤7，秤量范围在0～3000吨/小时，利用皮带流量秤7可以得到堆料皮带上原料的实时流量。在混匀堆料机4上装有一个运算控制器，运算控制器利用原混匀堆料机4上的控制PLC，在运算控制器中编有控制参数设置、显示、料堆截面积计算、最后层截面积计算、体积堆比重计算，堆积流量与行走速度间的关系运算，行走速度控制等程序，通过上述特殊配置的混匀堆料机，最终实现本发明混匀料堆积控制的方法。

如图3所示，本发明实施例混匀料堆积的控制方法是，首先在运算控制器中置入运行及控制参数，参数设置可以在混匀堆料机上的人机界面上进行设置，也可以在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到混匀堆料机上的运算控制器中。参数设置：该品种原料堆积安息角A＝37°；该混合料堆比重Wt＝2.21t/m³；根据堆积工艺最后层层厚要求δ＝0.018米；料堆堆积完成时底部宽度W_d＝33米；料堆堆积完成时底部长度L_d＝620米；将这些参数通过人机界面置入混匀堆料机上的运算控制器中。如果在混匀料堆积过程中由于原料配比品种变更，涉及混合料堆比重Wt变化，则可以进行重新更改设置参数。

混匀矿堆积开始前，运算控制器根据上述参数进行计算：料堆堆积完成时的堆高hz＝1/2W_d*tgA＝16.5*tg37°＝12.43米；计算料堆堆积完成时的料堆截面积S_Z＝W_d*hz/2＝33*12.43/2＝205.095m²；计算料堆最后一层堆积截面积S_L＝S_Z-(W_d-2δ)*(hz-δ)/2＝205.095-(33-0.036)*(12.43-0.018)/2＝0.52m²，上述计算时因δ相对W_d值很小，所以取倒数第二层底边长时近似等于(W_d-2δ)；

计算料堆最后一层每米堆积料体积D_L＝S_L*1＝0.52*1＝0.52m³；计算料堆最后一层每米堆积料重量W_dm＝Wt*D_L＝2.21*0.52＝1.149吨/米；要实现料堆的等量堆积，堆料机堆料量需要控制在1.149吨/米。

混匀矿堆积开始时，运算控制器根据堆料皮带机上皮带流量秤输入的实时物料流量值，对堆料机的走行速度进行实时跟踪、运算控制，实现料堆的等量堆积，以此来提高混匀矿料堆的堆积质量。

如果此时运算控制器接受到堆料皮带机上皮带流量秤输入物料的流量值L_Wh为750吨/小时，通过运算控制器运算得到系统物料实时流量L_Wm为750/60＝12.5吨/分钟，要控制物料以W_dm＝1.149吨/米的量堆积，运算控制器进行走行速度控制参数运算V＝L_Wm/W_dm＝12.5/1.149＝10.87米/分钟，计算得到混匀堆料机此时需要的走行速度V＝10.87米/分钟；然后将计算得到的混匀堆料机走行速度控制参数V＝10.87米/分钟，送到变频控制器，进行混匀堆料机的走行速度控制。

如果运算控制器接受到堆料皮带机上皮带流量秤输入物料的流量值L_Wh为300吨/小时，通过运算控制器运算得到系统物料实时流量L_Wm为300/60＝5吨/分钟，运算控制器进行走行速度控制参数运算V＝L_Wm/W_dm＝5/1.149＝4.35米/分钟，计算得到混匀堆料机此时需要的走行速度V＝4.35米/分钟；然后将这一走行控制参数送到变频控制器，进行混匀堆料机的走行速度控制。

如果运算控制器接受到堆料皮带机上皮带流量秤输入物料的流量值L_Wh为2200吨/小时，通过运算控制器运算得到系统物料实时流量L_Wm为2200/60＝36.67吨/分钟，运算控制器进行走行速度控制参数运算V＝L_Wm/W_dm＝36.67/1.149＝31.91米/分钟，计算得到混匀堆料机此时需要的走行速度V＝31.91米/分钟；然后将这一走行控制参数送到变频控制器，进行混匀堆料机的走行速度控制。

在整个料堆的堆积过程中，混匀堆料机始终执行上述检测、设置参数调用、运算、控制的过程，通过对混匀堆料机走行速度的实时控制，达到按参数设置要求进行均匀等量堆料的控制目的。

Claims (3)

1.一种用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，其特征是，包括下列步骤：

步骤1，在运算控制器中置入运行及控制参数，设置参数包括：原料堆积安息角A，原料堆比重Wt，该种原料最后一层必须保持厚度δ，料堆堆积完成时在料场上的占地尺寸，L_d＝长度，W_d＝宽度；

步骤2，根据上述参数进行计算，最后得到混匀堆料机此时需要的每米堆积料重量W_dm；

(1)计算料堆堆积完成时高度hz

hz＝1/2W_d*tgA

(2)计算料堆堆积完成时料堆截面积S_Z

S_Z＝W_d*hz/2；

(3)计算料堆最后一层堆积截面积S_L

S_L＝S_Z-(W_d-2δ)*(hz-δ)/2；

(4)计算料堆最后一层每米堆积料体积D_L

D_L＝S_L*1

(5)计算料堆最后一层每米堆积料重量W_dm

W_dm＝Wt*D_L

步骤3，确定混匀堆料机需要的行走速度V，由安装在混匀堆料机上的皮带流量秤测得的输出物料的流量值L_Wh后，将流量值L_Wh经单位换算至流量值L_Wm后，根据计算得到V＝L_Wm/W_dm；

步骤4，将计算得到的混匀堆料机此时需要的走行速度V送到变频控制器，对混匀堆料机的走行速度进行控制；

步骤5，在整个料堆的堆积过程中，混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤1至步骤4的检测、设置参数调用、运算、控制的过程，通过对混匀堆料机的走行速度实时控制，实现均匀堆料。

2.如权利要求1所述的用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，其特征是：所述的步骤1中运行及控制参数设置通过在混匀堆料机上的人机界面上进行设置。

3.如权利要求1所述的用堆料机控制匀矿堆积层等量方法，其特征是：所述的步骤1中运行及控制参数设置通过在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到混匀堆料机上的运算控制器中。

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