CN107385201B - 一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法 - Google Patents

一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于冶金领域，涉及一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法，包括柔性配料工序、均质化工序、冷压块工序、转底炉工序及分时输出工序，根据含铁固废的铁、锌、硫含量情况及各工序的状态智能调配，由柔性配料工序负责配料，由均质化工序、冷压块工序、转底炉工序负责处置，由分时输出工序负责向烧结、高炉及转炉区域的物料输送，根据钢铁厂使用的原燃料信息、固废产生的信息、固废产品的需求信息综合预测钢铁厂锌负荷，指导钢铁厂高含锌矿和高含锌废钢的配入量，增加低价高含锌物料使用量，控制转炉用固废产品硫含量，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度，有效推动钢铁工业绿色生产，实现含铁固废厂资源化高效循环利用。

Description

一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法。
背景技术
我国钢铁企业每年产生大量的尘泥，其总量占到粗钢产量的约10％，2016年粗钢产量8亿吨，尘泥含量约8000万吨，这其中约3000万吨属于含锌尘泥，如高炉瓦斯灰/泥、电炉粉尘、转炉尘泥等，含有锌、铅、硫等杂质，粗钢循环利用会因锌、铅等在高炉内挥发、富集，在高炉炉身上部形成结瘤，影响高炉的正常操作，缩短炉衬寿命。硫含量过多进入转炉，会增加脱硫工序任务，严重的会影响钢材质量。随着高质量矿石资源的短缺和炼钢使用镀锌废钢量的增加，粉尘中的含锌量不断上升，钢铁厂锌负荷过大的问题会越来越严重，如何实现钢铁厂锌平衡是摆在眼前的一大难题。同时，钢铁冶炼产生的尘泥中含有大量的铁、碳资源，怎样资源化高效利用也非常重要。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决钢铁厂锌负荷过大影响高炉正常操作以及钢铁冶炼产生的尘泥中含有大量未利用铁、碳资源的问题，提供一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法。
为达到上述目的，本发明提供一种含铁固废物智能处置系统，其特征在于，依次包括输入层、配料层、预处理层、输出层和终处理层，输入层将物料分为粉尘与粘结剂混合层、污泥与粘结剂混合层以及粉尘与污泥混合层，配料层为对物料集中配料的柔性配料工序，预处理层包括对物料进行分类处理的转底炉工序、冷压块工序和均质化工序，输出层为分时段将预处理后物料输出的分时输出工序，终处理层包括对物料进行分别处理的烧结、高炉和转炉。
进一步，粉尘与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置有气力输送装置，污泥与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置有输送泵，粉尘与污泥混合层与柔性配料工序之间设置常规输送设备。
进一步，还包括智能处置系统，智能处置系统为PLC控制系统，PLC控制系统与柔性配料工序、均质化工序、冷压块工序、转底炉工序及分时输出工序连接，用于采集物料相关数据信息、物料调度、配料以及物料的分时输送工作。
进一步，智能处置系统外接钢铁厂原料输入信息、各单元含铁固废产生信息、各单元含铁固废产品需求信息和各单元含铁固废处理工序信息。
进一步，智能处置系统设置有人机交互界面，人机交互界面上显示有工序状态信息。
一种含铁固废物智能处置系统的控制方法，包括以下步骤：
A、根据智能处置系统上的智能分析系统预先获得的钢铁厂原料输入信息、各单元含铁固废产生信息、各单元含铁固废产品需求信息和各单元含铁固废处理工序信息，将接下来一段时间内含铁固废的铁、锌、碳、硫进行综合分析，并预测锌负荷趋势曲线，根据该锌负荷趋势曲线能够初步预测高炉的耐材寿命以及高炉是否能够顺利生产；
B、根据预先预测计算的锌负荷趋势及钢铁厂的锌平衡，优先将锌、碳含量高的固废物料按一定比例配入转底炉工序处置，使得锌脱除率达85％以上，其中，转底炉工序对高炉来说是为了脱锌，转底炉工序将不同物料混匀后压球或造球，干燥后进行高温还原焙烧，金属化球团进仓缓存，送至高炉或转炉，金属化率对高炉降焦影响非常小，金属化球团占高炉入炉原料的比例通常仅有0.3％～1％左右；然后将含铁高、含硫低的固废物料按一定比例配入冷压块工序处置，冷压块工序将不同物料混匀后进行压制成球，干燥后进入料仓缓存，送至高炉或转炉；最后将含水率高、粒度粗的固废物料配入均质化工序处置，均质化工序将不同成分、粒度、水分的物料混匀后进入料仓缓存，送至烧结；
C、通过智能处置系统控制高炉入炉锌含量低于150g/t.Fe，指导钢铁厂高含锌矿和高含锌废钢的配入量，增加低价高含锌物料的使用量；
D、控制转炉固废产品入炉硫含量，将硫含量高的送至烧结、高炉，从而通过烟气脱硫装置捕集，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度。
本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法，不仅能够完成含铁固废的自动调配，还可计算钢铁厂锌负荷趋势及达到锌平衡的效果，提高低价高含锌物料的使用量，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度，推动钢铁工业的绿色生产。
2、本发明提供的一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法，可控制高炉入炉锌含量低于150g/t.Fe，同时最大限度提高钢铁厂高含锌矿和高含锌废钢的使用量，尽可能的将含硫高的固废产品送至烧结和高炉，降低转炉入炉硫含量，从而有效推动钢铁工业绿色生产，实现含铁固废厂内资源化循环利用，具有智能调配、科学控制、高效稳定等优点。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明含铁固废物智能处置系统工艺流程图；
图2为本发明含铁固废物智能处置系统控制流程图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1所示的含铁固废物智能处置系统工艺流程图，从上到下依次包括输入层、配料层、预处理层、输出层和终处理层，输入层将物料分为粉尘与粘结剂混合层、污泥与粘结剂混合层以及粉尘与污泥混合层，配料层为对物料集中配料的柔性配料工序，通常工程中一个配料料仓的物料只能去往一个工序，柔性配料工序配料仓的物料可根据需要去往指定的多个工序。各种含铁除尘灰、干燥污泥、粘结剂等进入料仓储存，料仓设双出口且接定量给料机，可将不同物料送至均质化工序、冷压块工序和转底炉工序。粉尘与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置气力输送装置，污泥与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置输送泵，粉尘与污泥混合层与柔性配料工序之间设置常规输送设备。
预处理层包括对物料进行分类处理的转底炉工序、冷压块工序和均质化工序，均质化工序将不同成分、粒度、水分的物料混匀，混合物料进入料仓缓存，常送至烧结，冷压块工序将不同物料混匀后进行压制成球，混合物料干燥后进入料仓缓存，常送高炉或转炉，转底炉工序将不同物料混匀后压球或造球，干燥后进行高温还原焙烧，金属化球团进仓缓存，常送高炉或转炉。
输出层为分时段将预处理后物料输出的分时输出工序，终处理层包括对物料进行分别处理的烧结、高炉和转炉。智能处置系统为PLC控制系统，PLC控制系统与柔性配料工序、均质化工序、冷压块工序、转底炉工序及分时输出工序连接，用于采集物料相关数据信息、物料调度、配料以及物料的分时输送工作。智能处置系统外接钢铁厂原料输入信息，如原料场各种原料主要成分、用量及去向，废钢的主要成分、用量及去向，动态更新信息。智能处置系统连接了钢铁厂各单元含铁固废产生信息，如烧结除尘灰、高炉除尘灰泥、转炉除尘灰泥的主要成分、产生量，动态更新信息。智能处置系统连接了各单元含铁固废产品需求信息，即烧结、高炉、转炉的生产信息，尤其是对固废产品的需求量、使用量及其使用效果的信息，动态更新信息。智能处置系统连接了各单元含铁固废处理工序信息，如固废处置工序的生产状态、作业率及主要设备检修维护情况，动态更新信息。智能处置系统设置了人机交互界面，人机交互界面上显示有工序状态信息，整个智能处理系统的后处理过程中有特定的编码规则以及相应的控制原则，方便操作者的操作与观察。
如图2所示的含铁固废物智能处置系统控制流程图，其含铁固废物智能处置系统的控制方法，包括以下步骤：
A、根据智能处置系统预先获得的钢铁厂原料输入信息、各单元含铁固废产生信息、各单元含铁固废产品需求信息和各单元含铁固废处理工序信息，将接下来一段时间内含铁固废的铁、锌、碳、硫进行综合分析，并预测锌负荷趋势曲线，根据该锌负荷趋势曲线能够初步预测高炉的耐材寿命以及高炉是否能够顺利生产；
B、根据预先预测计算的锌负荷趋势及钢铁厂的锌平衡，优先将锌、碳含量高的固废物料按一定比例配入转底炉工序处置，使得锌脱除率达85％以上，其中，转底炉工序对高炉来说是为了脱锌，转底炉工序将不同物料混匀后压球或造球，干燥后进行高温还原焙烧，金属化球团进仓缓存，送至高炉或转炉，金属化率对高炉降焦影响非常小，金属化球团占高炉入炉原料的比例通常仅有0.3％～1％左右；然后将含铁高、含硫低的固废物料按一定比例配入冷压块工序处置，冷压块工序将不同物料混匀后进行压制成球，干燥后进入料仓缓存，送至高炉或转炉；最后将含水率高、粒度粗的固废物料配入均质化工序处置，均质化工序将不同成分、粒度、水分的物料混匀后进入料仓缓存，送至烧结；
C、通过智能处置系统控制高炉入炉锌含量低于150g/t.Fe，指导钢铁厂高含锌矿和高含锌废钢的配入量，增加低价高含锌物料的使用量。
D、控制转炉固废产品入炉硫含量，将硫含量高的送至烧结、高炉，从而通过烟气脱硫装置捕集，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度。
通过本发明一种含铁固废物智能处置系统及其控制方法对含铁固废物进行处理，不仅能够完成含铁固废自动调配，还可计算钢铁厂锌负荷趋势及达到锌平衡的效果，提高低价高含锌物料的使用量，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度，推动钢铁工业绿色生产。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种含铁固废物智能处置系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、根据智能处置系统上的智能分析系统预先获得的钢铁厂原料输入信息、各单元含铁固废产生信息、各单元含铁固废产品需求信息和各单元含铁固废处理工序信息，将接下来一段时间内含铁固废的铁、锌、碳、硫进行综合分析，并预测锌负荷趋势曲线，其中智能处置系统依次包括输入层、配料层、预处理层、输出层和终处理层，输入层将物料分为粉尘与粘结剂混合层、污泥与粘结剂混合层以及粉尘与污泥混合层，配料层为对物料集中配料的柔性配料工序，预处理层包括对物料进行分类处理的转底炉工序、冷压块工序和均质化工序，输出层为分时段将预处理后物料输出的分时输出工序，终处理层包括对物料进行分别处理的烧结、高炉和转炉；
B、根据预先预测计算的锌负荷趋势及钢铁厂的锌平衡，优先将锌、碳含量高的固废物料按一定比例配入转底炉工序处置，使得锌脱除率达85%以上，其中，转底炉工序将不同物料混匀后压球或造球，干燥后进行高温还原焙烧，金属化球团进仓缓存，送至高炉或转炉；然后将含铁高、含硫低的固废物料按一定比例配入冷压块工序处置，冷压块工序将不同物料混匀后进行压制成球，干燥后进入料仓缓存，送至高炉或转炉；最后将含水率高、粒度粗的固废物料配入均质化工序处置，均质化工序将不同成分、粒度、水分的物料混匀后进入料仓缓存，送至烧结；
C、通过智能处置系统控制高炉入炉锌含量低于150g/t.Fe，指导钢铁厂高含锌矿和高含锌废钢的配入量，增加低价高含锌物料的使用量；
D、控制转炉固废产品入炉硫含量，将硫含量高的送至烧结、高炉，从而通过烟气脱硫装置捕集，降低转炉脱硫负担提高钢铁厂含铁固废资源利用的深度。
2.如权利要求1所述的含铁固废物智能处置系统的控制方法，其特征在于，步骤A中所述粉尘与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置有气力输送装置，污泥与粘结剂混合层与柔性配料工序之间设置有输送泵，粉尘与污泥混合层与柔性配料工序之间设置常规输送设备。
3.如权利要求2所述的含铁固废物智能处置系统的控制方法，其特征在于，步骤A还包括智能处置系统，智能处置系统为PLC控制系统，PLC控制系统与柔性配料工序、均质化工序、冷压块工序、转底炉工序及分时输出工序连接，用于采集物料相关数据信息、物料调度、配料以及物料的分时输送工作。
4.如权利要求3所述的含铁固废物智能处置系统的控制方法，其特征在于，步骤A中所述智能处置系统外接钢铁厂原料输入信息、各单元含铁固废产生信息、各单元含铁固废产品需求信息和各单元含铁固废处理工序信息。
5.如权利要求4所述的含铁固废物智能处置系统的控制方法，其特征在于，步骤A中智能处置系统设置有人机交互界面，人机交互界面上显示有工序状态信息。
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