CN103411429B - 烧结机烧结终点横向偏差控制方法 - Google Patents

Abstract

烧结机烧结终点横向偏差控制方法，在烧结机中后部的烟道风箱，每个风箱均沿台车横向安装6个热电偶，组成烧结废气温度检测阵列；将6个热电偶检测方向分为六个区域，并计算每个区域的烧结废气温度上升点的位置并对检测数据进行评估，滤除错误数据，存储每个区域的烧结废气温度上升点的温度值及其平均值有效数据；对6个热电偶检测有效数据进行在线分析并计算出六个热电偶的烧结废气温度上升点的位置点，并计算其平均值。本发明提高了烧结矿质量的稳定性，降低了烧结返矿率。

Description

烧结机烧结终点横向偏差控制方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金烧结工艺自动控制领域。

背景技术

烧结矿是高炉的重要原料，铁矿石的烧结过程机理非常复杂。现代烧结是一种抽风烧结过程,即将铁矿粉、熔剂、燃料及返矿按一定比例组成混合料,配以适量水分,经混合及造球后,铺于带式烧结机的台车上,在一定负压下点火,随着台车向前移动,混合料自上而下燃烧,形成烧结矿。烧结终点就是烧透点。

烧结工序中，影响烧结矿产量和质量的因素很多，其主要因素可归纳为化学成分波动和烧结终点控制不当两大类。在一定的原料结构下，为了获得产量最大化和质量最优化，通常的操作重点即是对烧结终点进行控制，包括对烧透点沿台车方向的位置控制和烧透点横向均匀性的控制。在烧结过程中，即使是在烧结机台车的同一断面上，垂直烧结速度也是不均匀的，而这种非均匀性，正是影响烧结矿质量，烧结返矿率和烧结工艺固体燃耗等等工艺指标的重要因素。

传统的终点偏差控制方式往往是操作工根据烧结机尾部烧透点附近的风箱温度分布，依靠经验来判断台车物料的横向烧透均匀性，并手动调节布料系统中的辅门位置，调节量只是经验值，并不经过详细准确的计算。

为了抑制这种台车横向垂烧速度的非均匀性，一般需要对布料进行控制。传统的烧结布料控制技术仅能对整体料层厚度进行自动控制，而对于横向垂烧速度的不一致，则只能依靠操作工的经验，根据烧结机尾部烧透点附近的风箱温度分布，人工判断台车物料的横向烧透均匀性，并手动调节布料系统中的辅门位置，调节量只是经验值，并不经过详细准确的计算。

发明内容

本发明的目的是为了解决烧结过程中烧透点的横向分布不均，造成烧结矿质量波动，返矿量高且不稳定的问题，并取代操作工手动的，滞后而不准确的辅门调整行为。

本发明对混合料从混合料槽到烧透点的整个烧结过程进行全面的自动跟踪，准确计算各辅门所对应混合料的烧透点位置，逆向推算各列物料为了到达某一相同烧透点位置所需要的料层厚度，从而实现对各辅门的位置进行精确的小幅调整。

本发明的技术方案 ：1、在烧结机中后部的烟道风箱，每个风箱均沿台车横向安装6个热电偶，从而提高BRP（烧结过程中的温度上升点）和BTP（烧透点）点判断的准确性；

2. 对检测数据进行错误判断和滤除处理

将6个热电偶方向分为六个区域，并计算每个区域的BRP位置；并对检测数据进行评估，滤除错误数据；

首先，通过人机界面供操作员对损坏的热电偶进行取消选择，只有有效的检测数据将被采用；

其次，设定偏差范围值，根据各检测值与所有相同位置采样数据的平均值之间的偏差来对数据的真实性进行判断，偏差超出设定范围的视为错误数据；

第三，针对热电偶所在风箱位置，定义了该值的有效上限，以防止传感器现场故障导致的最大值被错误采用。如果该检测值超过上限值，则视为无效值。

存储每列的BRP值及其平均值；

3. 对风箱温度检测数据进行在线分析，计算BRP位置；

将物料沿台车前进方向分为六列，对每一列废气温度检测数据连成的曲线，取其拟合曲线上与４５°直线相切的点为温度上升点，即BRP点，曲线上温度的最高点为烧透点，即BTP点。

计算出六个热电偶的BRP位置点，并计算其平均值；

4. 烧结终点偏差控制

本发明通过保持台车横断方向的垂烧速度的一致性，从而使每列物料尽可能同时到达烧透点，达到横向均匀烧透，提高烧结矿质量的稳定性，降低烧结返矿率的目的。同时，由于避免过烧，也能起到适当降低台车炉条边部温度，从而减轻台车炉条的磨损。

本发明减少了对点火保温炉日常检查维护的人力、物力投入的成本，有效降低了发生人身安全事故的可能。

本发明提高了点火保温炉的安全性能，降低了因点火保温炉耐材劣化而造成的点火保温炉坍塌，煤气泄露爆炸而引发的人身伤亡财产损失的安全生产事故。

本发明提高了烧结机生产作业率，减少了因点火保温炉耐材脱落而造成的非计划停机和点火保温炉内部检查的故障停机，提高了点火保温炉的使用寿命，延长了点火保温炉耐材的使用周期。

具体实施方式

1、在烧结机中后部的烟道风箱，每个风箱均沿台车横向安装6个热电偶，组成烧结废气温度检测阵列；

2.将6个热电偶检测方向分为六个区域，并计算每个区域的烧结废气温度上升点的位置并对检测数据进行评估，滤除错误数据，存储每个区域的烧结废气温度上升点的温度值及其平均值有效数据；

其中，设定偏差范围值，计算差值=检测值-相同位置采样数据的平均值，差值超出设定范围的视为错误数据；对热电偶所在风箱位置设定有效上限值，如果检测值超过有效上限值，视为错误数据；

3. 对6个热电偶检测有效数据进行在线分析并计算出六个热电偶的烧结废气温度上升点的位置点，并计算其平均值；即将物料沿台车前进方向分为六列，对每一列烧结废气温度检测数据连成的曲线，取其拟合曲线上与４５°直线相切的点为温度上升点，曲线上温度的最高点为烧透点。

系统还提供了BRP位置控制模型，即对各列的平均BRP位置与设定的目标BRP位置之间的偏差进行控制。BRP横向偏差控制主要解决台车上各列物料的BRP位置与平均位置之间的偏差。烧结终点偏差控制模型将六个区域的BRP位置与液压伺服布料系统的七个辅门位置相对应，利用模糊控制原理对每个料层厚度进行控制。结合一级系统上的自动控制系统，采取了偏差值控制方法。根据生产需要和工艺操作参数，在一级系统中为每个辅门对应的料层厚度设定一个基准值，烧结终点偏差控制模型根据各列物料的BRP位置与平均值之间的偏差，计算出每个辅门对应位置的料层厚度设定值，并以层厚修正值的形式传送给一级系统，由一级自动化控制系统对辅门进行调节控制。

   系统的计算过程如下：

(1) BTT=BTP/Vs

    BTT：烧透时间

    BTP：当前各列物料实际烧透点位置

    Vs： 烧结机机速

(2) Vffs=(H-H铺)/BTT

    Vffs：各列物料垂烧速度

    H：对应烧透位置区域的料层厚度

    H铺=铺底料厚度

(3) Ht=Vffs×BTT

    Ht：风箱温度检测对应各列物料的理论料层厚度设定值

本发明还解决了风箱温度检测点与辅门位置的对应关系。不同的烧结机设置的液压伺服布料系统中的可调节辅门个数也不同，因此需要将六个测温点所对应物料的烧透点数据，结合测温点沿烧结机横向的分布位置，进行模糊技术处理。再根据液压布料系统中辅门的个数和各辅门的宽度，利用获得的拟合曲线，计算各辅门对应区域混合料的理论目标层厚设定值Hs。

(4) δH =Hs-HL1

    δH：各辅门对应的料层厚度修正值

    Hs ：每个辅门对应的料层厚度理论目标设定值

    HL1 ：一级系统中每个辅门对应的料层厚度基准设定值。

Claims (1)

1.烧结机烧结终点横向偏差控制方法，其特征在于：

（1）、在烧结机中后部的烟道风箱，每个风箱均沿台车横向安装6个热电偶，组成烧结废气温度检测阵列；

（2）、将6个热电偶检测方向分为六个区域，并计算每个区域的烧结废气温度上升点的位置并对检测数据进行评估，滤除错误数据，存储每个区域的烧结废气温度上升点的温度值及其平均值有效数据；

其中，设定偏差范围值，计算差值=检测值-相同位置采样数据的平均值，差值超出设定范围的视为错误数据；对热电偶所在风箱位置设定有效上限值，如果检测值超过有效上限值，视为错误数据；

（3）、对6个热电偶检测有效数据进行在线分析并计算出六个热电偶的烧结废气温度上升点的位置点，并计算其平均值；即将物料沿台车前进方向分为六列，对每一列烧结废气温度检测数据连成的曲线，取其拟合曲线上与４５°直线相切的点为温度上升点，曲线上温度的最高点为烧透点；

(4)、对各列的平均温度上升点位置与设定的目标温度上升点位置之间的偏差进行控制；解决台车上各列物料的温度上升点位置与平均位置之间的偏差；

（5）、将六个区域的温度上升点位置与液压伺服布料系统的七个辅门位置相对应，利用模糊控制原理对每个料层厚度进行控制；结合一级系统上的自动控制系统，采取偏差值控制；

（6）、根据生产需要和工艺操作参数，在一级系统中为每个辅门对应的料层厚度设定一个基准值，烧结终点偏差控制模型根据各列物料的温度上升点位置与平均值之间的偏差，计算出每个辅门对应位置的料层厚度设定值，并以层厚修正值的形式传送给一级系统，由一级系统对辅门进行调节控制。