CN104962672A - 一种高炉料单的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高炉料单的设计方法，设计配料组合设定表中记录各称量斗的编号；且具有配料组合对应的编号设定；对应各个称量斗具有：选仓、称量设定、备料顺序、排出顺序设定。料流时间设定表中记录有称量斗编号设定；对应各个称量斗具有：称量斗闸门排料时料尾到达皮带尽头的时间设定。循环料批设定表记录车次编号、批次编号，且具有各车次所采用的配料组合编号设定、及各批次循环次数设定；同时，具有将车次均分为两部分，每部分中各批次布料方式编号设定。上述布料方式编号均在布料设定表中定义其对应的布料方式。本发明的优点为：减少了操作人员繁琐的操作，使其可以把主要精力放在故障设备的问题处理上，对提高生产效率作用很大。

Description

一种高炉料单的设计方法

技术领域

本发明属于冶金自动化控制领域，具体涉及一种高炉料单的设计方法。

背景技术

在冶金自动化控制领域的高炉自动化控制系统中，通过料单设定进行上料控制是高炉上料控制的核心内容。高炉上料的两种传统物料输送方式，分别是采用皮带方式和采用料车方式。如图1与图2所示；两种方式的区别在于最终配好的料是由卷扬料车拉至高炉还是由皮带运至高炉。两种方式无先进落后之分，在同样能够满足高炉上料能力的前提下，一般根据地形布置、节省投资、节省运行费用几个角度进行选择。皮带上料与料车上料虽然上料方式不同，但料单形式可以是一致的。

在目前，中小型高炉的上料系统中，料单的设定内容一般只包含每个批次、车次所选择哪个料仓。对于不同车次同一料仓的称量设定与料单脱离，需要单独设定，不能随不同车次自动设定；对于备料顺序、排料顺序不仅与料单脱离并且仅能按照默认顺序而不能由用户自定义设定。如果需要变动则由操作工进行大量的手动干预操作，在使用的便捷程度上不够灵活，步骤繁琐，占用人工强度较大、易出错。

通过高炉自动化控制系统设计的诸多实践可以知道，几乎在每个项目中，都会遇到不同的要求，设计容量小、原料种类单一的高炉上料控制一般要求简单快速完成选仓排料，并且要操作最简化；设计容量大、原料种类多且品位不固定的高炉上料控制要求不仅要快速完成选仓配料，并且操作要灵活多变，可以根据需要随时进行仓位选择、称重设定、多料仓公用称量斗的备料顺序任意设定、不同称量设备的排料顺序任意设定等等设定下的自动执行。

对于上料操作的不同要求，通常的做法是让操作工在原有的操作上做规定，比如称重设定，尽量把每个批次及车次的设定值设成一致；仓位选择则通过尽量不做修改，保持高架料仓只在固定位置打单一料种来满足要求；排料顺序则只通过由近及远的顺序保证皮带上不会出现压料的现象。这样做不能保证上料的快速、灵活，不能满足更 高的上料要求，发生操作错误的概率也高。

如果有一种新型料单，能够将以上提到的各种功能融合在一起，必将能够提高生产效率、降低过多人为操作带来的错误率。

发明内容

本发明的目的就是将上料的主要需求融入到一个料单中，使该料单能够满足以上提到的各种功能：每个车次中的料仓选择、不同车次可以对相同料仓进行不同的称重设定、共用称量斗的不同料仓自定义备料顺序、需要共用相同胶带机的称量斗可以自定义排料顺序。让操作人员从复杂的操作中解放出来，提高效率。

本发明高炉料单的设计方法，设计高炉料单包括配料组合设定表、料流时间设定表、循环料批设定表与布料设定表。

所述配料组合设定表中记录有各个称量斗的编号；且具有配料组合对应的编号设定；同时，对应各个称量斗具有：选仓、称量设定、备料顺序、排出顺序4项设定，分别设定称量斗所选用的料仓、所选用料仓的称重设定、所选用料仓的备料顺序以及所选用料仓的排料顺序。

所述料流时间设定表中记录有称量斗编号设定；且对应各个称量斗具有：称量斗闸门排料时料尾到达皮带尽头的时间设定。

所述循环料批设定表记录有车次编号、批次编号，且具有各车次所采用的配料组合编号设定、以及各批次的循环次数设定；同时，将车次均分为两部分，分别为前半批料与后半批料，前半批料与后半批料中每个批次的布料方式编号设定。

上述前半批料与后半批料布料方式编号均在布料设定表中定义其对应的布料方式；布料设定表中记录有四种布料方式，分别为多环布料、扇形布料、定点布料与螺旋布料；并对每种布料方式的参数进行设定，作为一组参数数据，对应设定一个布料方式编号。

本发明的优点在于：

1、本发明中对高炉料单的设计，减少了操作人员繁琐的操作，使其可以把主要精力放在故障设备的问题处理上，对提高生产效率作用很大。

2、本发明中对高炉料单的设计，集中了国内绝大多数炼铁厂的操作经验与使用 要求，可以满足国内流行炼铁工艺对自动化操作的全部要求；

3、本发明中对高炉料单的设计，界面简单，易于初次使用的操作人员快速掌握，同时操作手段丰富，对于有更高操作要求的人员也能同时提供更加细化的参数设置；

4、本发明中对高炉料单的设计，适用于现代国内外各种容积的高炉。

附图说明

图1为采用皮带方式的高炉上料输送方式；

图2为采用料车方式的高炉上料输送方式；

图3为本发明料单高炉料单的设计方法流程图；

图4为本发明循环料批设定表结构形式。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。

本发明高炉料单的设计方法，具体如下：

设计高炉料单包括配料组合设定表、料流时间设定表、循环料批设定表与布料设定表。

所述配料组合设定表中记录有各个称量斗的编号；且具有配料组合对应的编号设定；同时，对应各个称量斗，具有选仓、称量设定、备料顺序、排出顺序4项设定；分别根据工艺需要，设定称量斗所选用的料仓、所选用料仓的称重设定、所选用料仓的备料顺序以及所选用料仓的排料顺序。本发明中车次设定表的具体结构形式如表1所示；表1中，C1、C2、C3……Cm分别为车次对应的第1到第m个称重斗编号。Sn为第n种配料组合。配料组合种类的多少可以根据需要添加，相应增加程序中存储区的大小。

表1 车次设定表结构形式

上述配料组合设定表中：

称量斗所选用的料仓设定方式为：根据上料需求选出配料组合中称量斗包含的料 仓，如表2所示，车次S1中选中了J1和J2两个高架料仓；车次S2中选中了J3、J4两个高架料仓；车次S3中选中了K1、K2、K3、K5、K6五个高架料仓。

表2 车次设定表实施例

所选用料仓的称重设定方式为：根据上料需求，设定配料组合中所选出高架料仓的下料量，如表2所示，其中，S1中选中的J1和J2分别需要下料2500kg；S3中选中的K1、K2、K3、K5、K6五个仓分别需要下料2000kg、5000kg、1000kg、2000kg、500kg。

所选用料仓的备料顺序设定方式为：在多个高架料仓对应一个称量斗的情况下，为了精确称量不允许多个料仓同时备料，要遵守备料顺序的设定，在一个料仓向称量斗中备料完毕，称量斗称量数值稳定并将数值记录在相应存储区后下一个料仓才可以开始备料，备料顺序的设定用整形变量的值进行判断，数值小的先备料；如表2所示，S1中，有两个高架料仓J1和J2，备料顺序对应数字2和1表示先由J2仓备料再由J1仓备料。S4中，K14、K15、K16三个高架料仓对应一个称量斗C13备料顺序设 定为3、1、2,那么备料时就按照K15→K16→K14的顺序备料。

所选用料仓的排料顺序设定方式为：称量斗在装满料并接收到排出命令后，共用一条皮带机的称量斗闸门若同时打开，受皮带宽度和负载范围的影响，可能会造成皮带压料故障，这个时候就需要规定各个称量斗闸门的打开顺序。这样做的优势不仅可以避免称量斗闸门同时打开造成的皮带压料故障，根据统筹学的知识可知，按一定的顺序设定进行排料还可以加快排料速度。排料顺序的设定用整形变量的值进行判断，数值小的先排料，如果有同时排料的需要可以把数值设为相同大小。如表2所示，S3车次中有三个称量斗C1、C2、C3需要排料并且这三个称量斗公用一条运矿皮带，如果发出本车排料命令后，C1称量斗已经备满而其它两个称量斗还在备料过程中，此时开始让C1排料，C1排空后C2和C3如果已经备好料则继续排料就会加快排料速度。这个过程在每个周期基本是有规律的，如果给料设备无故障并且矿石堵料情况少，根据称重设定和给料速度大致可以推断出哪个称量斗的料可以先备满。当然，除了提高排料速度，排出顺序还可以满足一些上料的特殊要求，例如让粉尘大的矿石先入车或者使指定熔剂料入炉后大致处于本批料的那一层等等。如S5的车次中，C1、C2、C3仓对应的排料顺序为2-1-3那么S5车次排料时的顺序就是C2→C1→C3。

所述料流时间设定表中记录有称量斗编号设定；且对应各个称量斗，具有称量斗闸门排料时料尾到达皮带尽头的时间设定；由此保证排料顺序在由用户自定义的前提下，能够使料流在皮带上做到不造成皮带压料故障、两个排料顺序相邻的称量斗排料的时间间隔最短。料流时间设定表的具体结构形式如表3所示；

称量斗编号	C1	C2	C3	……	Cm
						料流时间设定

表3 料流时间设定表结构形式

上述料流时间设定表中，料流时间设定需结合车次设定表中排料顺序的设定来确定；如表4所示，排料信号发出后需要C1、C2、C3三个称量斗排料(称量斗下方皮带的转动方向为从C1→C3)，三个称量斗的排料顺序为1-2-3，料流方向为：从C1流向C2再流向C3，再到皮带终点。设定C1到皮带终点的时间为11秒，C2到皮带终点的时间为7秒，C3到皮带终点的时间为3秒；假定在排料开始的时候各个称量斗已经备料完成，排料过程应该是C1称量斗闸门打开→排空后等待4秒(C1 料尾已过C2下方)→C2称量斗闸门打开→排空后等待4秒(C2料尾已过C3下方)→C3称量斗闸门打开→排空后等待3秒(C3的料尾此时到达皮带终点，皮带终点的料流，下落，进入下一级料仓或新的料斗)，至此，排料完成。

称量斗编号

C1

C2

C3

称量斗编号

C13

C12

C11

料流时间设定

11s

7s

3s

料流时间设定

4s

8s

12s

表4 料流时间设定表实施例

所述循环料批设定表记录有车次编号、批次编号，且具有各车次所采用的配料组合编号设定、以及各批次的循环次数设定；同时，将车次均分为两部分，分别为前半批料与后半批料，前半批料与后半批料中每个批次的布料方式编号设定。上述循环料批设定表中可以体现出料制的组合，如：料制是2焦+3矿，或者2焦+2矿，或者其它组合。循环料批设定表的具体结构形式如表5所示；表5中，1、2、3、……、p分别为批次数；j为车次，i＝j/2。料流时间设定表的具体结构形式如图4所示；

循环料批设定表在高炉自动化控制系统运行状态中按照下述顺序执行：

首先，由第1批次第一车次开始依次执行每个车次对应的配料组合，如图4中箭头表示方向，即按照从上到下、从左到右的顺序执行；同时，按照当前执行批次前半批和后半批的布料方式进行布料；且若当前执行批次的循环次数不为0，则需按照循环次数执行相应次数的当前批次后，再执行下一批次。例如表5中所填数据为例，循环料批执行方式为：

执行第1批的第1车、第2车、第6车、第7车；

再次执行第1批的第1车、第2车、第6车、第7车(第1批循环次数为2)；

跳过第2批，不执行(第2批循环次数为0)

执行第3批的第1车、第2车、第6车、第7车、第8车；

执行第4批的第1车、第2车、第6车、第7车、第8车。

……循环执行，直至系统停止。如果循环料批在处理在第3批、第2车时，系统停止，那么下次启动后仍然从第3批、第2车开始执行。

表5 循环料批设定表实施例

上述前半批料与后半批料布料方式编号均在布料设定表中定义其对应的布料方式。布料设定表中记录有四种布料方式，分别为多环布料、扇形布料、定点布料与螺旋布料；并对每种布料方式的参数进行设定，作为一组参数数据，对应设定一个布料方式编号。其中，多环布料设定中允许进行五环布料，每环需要设定节流阀开度γ和布料倾角α角及其对应圈数，则多环布料的参数包括：γ角、第1～5环的α角与圈数。扇形布料的参数包括：γ角、α角、β角的起始角度、β角的终止角度、布料时间；定点布料参数包括γ角、α角、β的定点角度、布料时间；螺旋布料参数包括：α角的起始角度、α角的终止角度、圈数。上述γ为节流阀开度；α为布料器布料倾角；β为布料器旋转角。布料设定表的具体结构形式如表6所示；

表6 布料设定表结构形式

如表6所示，B1～B5为多环布料设定；B6为扇形布料设定；B7为定点布料设定；B8为螺旋布料设定。在布料方式B1中，当布料开始时，节流阀开度γ开到35度时，布料器溜槽以倾角α在21.5度旋转2圈，之后上升到22度旋转2圈，再上升到24度 旋转2圈，继续上升到24.5度旋转2圈，最后上升到25度旋转一圈，完成所有环数后，与料罐料位计的数值一起综合判断布料是否结束。

扇形布料需要设定节流阀开度γ角、布料器布料倾角α、扇形范围对应的布料器旋转角度β的起始角度和终止角度、以及布料结束判断用的时间设定。如表8所示的布料方式B6，当布料开始时，节流阀开度γ开到33度时，布料器溜槽倾角α保持在25度，布料器旋转在180度到220度的范围往复摆动。此时开始计时，当时间达到110秒后，与料罐料位计的数值一起综合判断布料是否结束。

定点布料需要设定节流阀开度γ、布料器布料倾角α、布料器旋转角度β的停止角度、以及布料结束判断用的时间设定。如表7所示的布料方式B7，当布料开始时，节流阀开度γ开到34度时，布料器布料倾角α保持在26度，布料器旋转角度β停在310度。此时开始计时，当时间达到110秒后，与料罐料位计的数值一起综合判断布料是否结束。

螺旋布料需要设定节流阀开度γ、布料器布料倾角α的起始角度及终止角度、以及布料结束判断用的圈数设定。如表7所示的布料方式B8，当布料开始时，节流阀开度γ开到31度时，布料器布料倾角α在20.5度和25.5度之间往复摆动，同时布料器保持匀速旋转。当旋转圈数达到15圈后，与料罐料位计的数值一起综合判断布料是否结束。

表7 布料设定表实施例

根据本发明高炉料单设计方法所设计的料单中，配料组合设定表实现了从高架料仓向对应的称量斗备料，备料通过给料机和振动筛的运行实现。配料组合设定表中设定的排料顺序通过料流时间设定表来确定，保证排料过程中皮带不压料、且料流间隔最小，以达到实现备料时间最小化的目的。根据循环料批表实现将备料排出到中间仓或主运皮带上；通过布料设定表指导炉顶布料设备动作；由此，有效的减少了操作人 员繁琐的操作，使其可以把主要精力放在故障设备的问题处理上，对提高生产效率作用很大。

Claims (5)

1.一种高炉料单的设计方法，其特征在于：设计高炉料单包括配料组合设定表、料流时间设定表、循环料批设定表与布料设定表；

所述配料组合设定表中记录有各个称量斗的编号；且具有配料组合对应的编号设定；同时，对应各个称量斗具有：选仓、称量设定、备料顺序、排出顺序4项设定，分别设定称量斗所选用的料仓、所选用料仓的称重设定、所选用料仓的备料顺序以及所选用料仓的排料顺序；

所述料流时间设定表中记录有称量斗编号设定；且对应各个称量斗具有：称量斗闸门排料时料尾到达皮带尽头的时间设定；

所述循环料批设定表记录有车次编号、批次编号，且具有各车次所采用的配料组合编号设定、以及各批次的循环次数设定；同时，将车次均分为两部分，分别为前半批料与后半批料，前半批料与后半批料中每个批次的布料方式编号设定；

上述前半批料与后半批料布料方式编号均在布料设定表中定义其对应的布料方式；布料设定表中记录有四种布料方式，分别为多环布料、扇形布料、定点布料与螺旋布料；并对每种布料方式的参数进行设定，作为一组参数数据，对应设定一个布料方式编号。

2.如权利要求1所述一种高炉料单的设计方法，其特征在于：所述配料组合设定表中，称量斗所选用的料仓设定方式为：选出配料组合中称量斗包含的料仓；所选用料仓的称重设定方式为：设定配料组合中所选出高架料仓的下料量；所选用料仓的备料顺序设定方式为：采用整形变量的值进行判断，数值小的先备料；所选用料仓的排料顺序设定方式为：采用整形变量的值进行判断，数值小的先排料，如果有同时排料的需把数值设为相同大小。

3.如权利要求1所述一种高炉料单的设计方法，其特征在于：所述循环料批设定表中，由第1批次第一车次开始依次执行每个车次对应的配料组合；同时，按照当前执行批次前半批和后半批的布料方式进行布料；且若当前执行批次的循环次数不为0，则需按照循环次数执行相应次数的当前批次后，再执行下一批次。

4.如权利要求1所述一种高炉料单的设计方法，其特征在于：所述多环布料设定中允许进行五环布料，参数包括节流阀开度γ、第1～5环的布料器布料倾角α与圈数。

5.如权利要求1所述一种高炉料单的设计方法，其特征在于：所述扇形布料的参数包括节流阀开度γ、布料器布料倾角α、布料器旋转角度β的起始角度与终止角度、布料时间；定点布料参数包括节流阀开度γ、布料器布料倾角α、布料器旋转角度β的定点角度、布料时间；螺旋布料参数包括节流阀开度γ、布料器布料倾角α的起始角度、布料器布料倾角α的终止角度、圈数。