CN113532136B - 一种合理分配烧结台车风箱风量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，包括：1)在一块烧结台车上安装烧结可视化装置，采集与每个烧结台车风箱相对应的燃烧带数据，包括平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度；2)每个烧结台车风箱上均设置阀门，各阀门的控制端、烧结可视化装置的信号输出端分别连接控制系统；控制系统根据采集的燃烧带数据调节烧结台机风箱上对应的阀门的开口度；3)记录各个烧结台车风箱对应阀门开口度的变化情况，并建立数据库。本发明能够在保证烧结过程高温带厚度和迁移速度的前提下，实现小风量高效烧结，降低烧结漏风率，降低烧结工序能耗。
Description
技术领域
本发明涉及烧结技术领域，尤其涉及一种合理分配烧结台车风箱风量的方法。
背景技术
现代烧结生产是一种抽风烧结过程，即将铁矿粉、熔剂、燃料、代用品及返矿按一定比例组成混合料，配以适当水分，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，整个烧结过程是在一定负压抽风下自上而下进行的。烧结机上自上而下分为成矿带、燃烧带(高温带)、预热带、冷料带，在此过程中，由于重要的化学反应和变化均发生在燃烧带(高温带)内，燃烧带(高温带)的移动速度，燃烧带(高温带)的宽度和高温持续时间对于烧结矿的质量、各项烧结指标都有至关重要的影响。燃烧带(高温带)的高温持续时间短，无法生成足够的液相来固结未熔颗粒，会使烧结矿强度偏低，成品率下降；而燃烧带(高温带)的高温持续时间长，不但会浪费烧结固体燃料，而且不利于在烧结过程中起主要固结作用的铁酸钙的生成。
目前，国内外钢铁企业的烧结生产基本上采用高负压大风量操作，燃烧带(高温带)厚度应该与烧结负压相适应；当烧结负压大于适宜值时，风量增加过大，会带走大量热量，使表层烧结料急冷，达不到烧结所需的温度，提高了烧结固体燃料消耗，降低了成品率；并导致垂直烧结速度加快,烧结料层收缩大,对烧结矿强度提高不利；同时还会导致漏风率增加、风机电耗升高等问题。而当烧结负压小于适宜值时，主风机作用于料层的负压降低，烧结燃料燃烧不充分，则会导致烧结成品率及生产率下降。为此，要获得较好的烧结矿产、质量指标，必须找到基于原燃料条件下最佳的风量和负压。
由于无法对实际烧结时的高温带进行测量，对于燃烧带(高温带)信息的获得，长久以来大多只能依靠数值模拟和理论分析，直接测量燃烧带(高温带)宽度及迁移速度的难度很大。燃烧带(高温带)的宽度随着烧结时间的进行随时变化，即不同时刻的燃烧带(高温带)宽度存在差异。在现有的烧结智能闭环控制系统中，燃烧带(高温带)的宽度设定为一常值，显然是不合理的，且无法为实现燃烧带(高温带)的优化提供基础数据。
授权公告号为CN106524763B的中国发明专利公开了“一种基于烧结台车风箱负压合理分配风箱风量的方法及采用其的烧结系统”，其在烧结台车的每个风箱上设置阀门和负压检测装置，通过调节烧结机上风箱的阀门开度来实现合理分配风箱风量。其缺点是需要增加检测装置，进而增加了成本；而且其调节风量大小时没有考虑燃烧带(高温带)的宽度和移动速度，因此无法实现在提高烧结质量的同时改变烧结风箱风量的大小。
发明内容
本发明提供了一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，能够在保证烧结过程高温带厚度和迁移速度的前提下，实现小风量高效烧结，降低烧结漏风率，降低烧结工序能耗。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，包括如下步骤：
1)在一块烧结台车上安装烧结可视化装置，采集与每个烧结台车风箱相对应的燃烧带数据，包括平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度；
2)每个烧结台车风箱上均设置阀门，各阀门的控制端、烧结可视化装置的信号输出端分别连接控制系统；控制系统根据采集的燃烧带数据调节烧结台机风箱上对应的阀门的开口度，具体调节方法为：
(1)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度调整为100％；
(2)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度按下式计算：
式中：W燃烧为燃烧带宽度；
S速度为燃烧带迁移速度；
O风箱为烧结台车风箱对应阀门的开口度；
A为燃烧带宽度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.9；
B为燃烧带迁移速度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.8；
80为燃烧带宽度合理常数；
25为燃烧带迁移速度的合理常数；
3)记录各个烧结台车风箱对应阀门开口度的变化情况，并建立数据库。
所述步骤3)中，用于建立数据库的烧结台车风箱对应阀门的开口度数据按照四舍五入的原则取整数值。
在烧结点火阶段，保证点火炉膛为微负压状态，位于点火炉下方的1#烧结台车风箱、2#烧结台车风箱、3#烧结台车风箱对应阀门的开口度均为15％～30％。
在烧结终点阶段，以翻料位为末尾，当烧结终点迁移至倒数第3个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱、倒数第2个烧结台车风箱对应阀门的开口度均为25％～35％，除点火段外，其他烧结台车风箱的开口度按照步骤2)调节；当烧结终点迁移至倒数第2个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱对应阀门的开口度为30％～50％，除点火段外，其他烧结台车风箱对应阀门的开口度按照步骤2)调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能够在保证烧结过程高温带厚度和迁移速度的前提下，实现小风量高效烧结，降低烧结漏风率，降低烧结工序能耗。
具体实施方式
本发明所述一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，包括如下步骤：
1)在一块烧结台车上安装烧结可视化装置，采集与每个烧结台车风箱相对应的燃烧带数据，包括平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度；
2)每个烧结台车风箱上均设置阀门，各阀门的控制端、烧结可视化装置的信号输出端分别连接控制系统；控制系统根据采集的燃烧带数据调节烧结台机风箱上对应的阀门的开口度，具体调节方法为：
(1)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度调整为100％；
(2)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度按下式计算：
式中：W燃烧为燃烧带宽度；
S速度为燃烧带迁移速度；
O风箱为烧结台车风箱对应阀门的开口度；
A为燃烧带宽度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.9；
B为燃烧带迁移速度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.8；
80为燃烧带宽度合理常数；
25为燃烧带迁移速度的合理常数；
3)记录各个烧结台车风箱对应阀门开口度的变化情况，并建立数据库。
所述步骤3)中，用于建立数据库的烧结台车风箱对应阀门的开口度数据按照四舍五入的原则取整数值。
在烧结点火阶段，保证点火炉膛为微负压状态，位于点火炉下方的1#烧结台车风箱、2#烧结台车风箱、3#烧结台车风箱对应阀门的开口度均为15％～30％。
在烧结终点阶段，以翻料位为末尾，当烧结终点迁移至倒数第3个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱、倒数第2个烧结台车风箱对应阀门的开口度均为25％～35％，除点火段外，其他烧结台车风箱的开口度按照步骤2)调节；当烧结终点迁移至倒数第2个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱对应阀门的开口度为30％～50％，除点火段外，其他烧结台车风箱对应阀门的开口度按照步骤2)调节。
采用烧结可视化装置采集与每个烧结台车风箱相对应的燃烧带数据(包括平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度)，为现有常规技术，参见授权公告号为CN103017667B的中国专利公开的“获取烧结高温带宽度和迁移速度的方法”。
烧结台车风箱对应阀门的开口度在合理数值范围内进行人为修正，一般末位取0、5整数，便于生产控制。
烧结台车是烧结机的主要运行部件，主要作用是在烧结机头尾轮间组成运行回转链，在上部水平段接受烧结混合物料，经预热点燃、烧结、冷却、翻料后，返程回到头轮，形成传动循环，达到烧结物料的目的。烧结台车风箱标记为1#、2#…n#风箱，一般是22个、24个或20个，倒数第一个烧结台车风箱是指对应烧结台车翻料位的那个烧结台车风箱。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【实施例】
本实施例中，在一块烧结台车上安装烧结可视化装置，用于测量烧结过程中燃烧带(高温带)的宽度及迁移速度，同时每个烧结台车风箱上均设置阀门，阀门具体为电动阀门，电动阀门及烧结可视化装置均与控制系统连接。
烧结台车风箱风量调节过程具体如下：
1)通过烧结可视化装置采集与每个烧结台车相对应的平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度；
2)控制系统根据所采集的燃烧带数据调节烧结台车风箱上的阀门的开口度；
3)记录各烧结台车风箱上各阀门的开口度变化情况，建立数据库。
本实施例中，不同燃烧状态下烧结台车风箱对应阀门的开口度数据如表1所示：
表1不同燃烧状态烧结台车风箱对应阀门的开口度
在烧结终点阶段，以翻料位为末尾，当烧结终点迁移至倒数第3个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱对应阀门的开口度为30％，倒数第2个烧结台车风箱对应阀门的开口度为25％，除点火段外其他区间的烧结台车风箱对应阀门的开口度按照本发明所述方法的步骤2)控制；当烧结终点后移至倒数第2个烧结台车风箱时，倒数第2个烧结台车风箱对应阀门的开口度为30％，除点火段外其他区间的烧结台车风箱对应阀门的开口度按照本发明所述方法中的步骤2)进行控制。
本实施例中，烧结机为405m2烧结机，根据烧结可视化装置所采集的每个烧结台车对应的平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度，调节及优化烧结台车风箱对应阀门的开口度，具体结果见表2。
表2调整后烧结台车风箱对应阀门的开口度
| 烧结台车风箱编号 | 1# | 2# | 3# | 4#-10# | 11#-15# | 15#-19# | 20# | 21# | 22# |
| 调整前开口度，％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 调整后开口度，％ | 20 | 20 | 20 | 40 | 85 | 95 | 100 | 25 | 30 |
本实施例中，对烧结台车风箱的风量分配进行优化后，取得了明显效果。在保证烧结矿质量满足高炉需求的前提下，烧结固体燃耗由58.1％降低到53.0％，降低了5.1个百分点；烧结矿成品率平均值从63.79％提高到66.88％，提高了3.08个百分点；烧结机系统漏风率由51.3％降低到39.8％，降低了11.5个百分点；烧结机烟气排放量由1266889.496m3/h降低到838400.115m3/h。
按照烧结矿年产量8884626吨，固体燃料平均价格682.68元/吨计算，直接产生的经济效益为：
燃料消耗降低产生的效益＝烧结矿全年产量×燃料单位消耗的差值×燃料的平均单价＝8884626吨×(0.0581-0.053)×682.68元/吨＝3093.3318万元。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在一块烧结台车上安装烧结可视化装置，采集与每个烧结台车风箱相对应的燃烧带数据，包括平均燃烧带宽度及平均燃烧带迁移速度；
2)每个烧结台车风箱上均设置阀门，各阀门的控制端、烧结可视化装置的信号输出端分别连接控制系统；控制系统根据采集的燃烧带数据调节烧结台机风箱上对应的阀门的开口度，具体调节方法为：
(1)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度调整为100％；
(2)
时，烧结台车风箱对应阀门的开口度按下式计算：
式中：W燃烧为燃烧带宽度；
S速度为燃烧带迁移速度；
O风箱为烧结台车风箱对应阀门的开口度；
A为燃烧带宽度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.9；
B为燃烧带迁移速度对烧结台车风箱对应阀门开口度的影响系数，取值范围为0.1～0.8；
80为燃烧带宽度合理常数；
25为燃烧带迁移速度的合理常数；
3)记录各个烧结台车风箱对应阀门开口度的变化情况，并建立数据库。
2.根据权利要求1所述的一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，其特征在于，所述步骤3)中，用于建立数据库的烧结台车风箱对应阀门的开口度数据按照四舍五入的原则取整数值。
3.根据权利要求1所述的一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，其特征在于，在烧结点火阶段，保证点火炉膛为微负压状态，位于点火炉下方的1#烧结台车风箱、2#烧结台车风箱、3#烧结台车风箱对应阀门的开口度均为15％～30％。
4.根据权利要求1所述的一种合理分配烧结台车风箱风量的方法，其特征在于，在烧结终点阶段，以翻料位为末尾，当烧结终点迁移至倒数第3个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱、倒数第2个烧结台车风箱对应阀门的开口度均为25％～35％，除点火段外，其他烧结台车风箱的开口度按照步骤2)调节；当烧结终点迁移至倒数第2个烧结台车风箱时，倒数第1个烧结台车风箱对应阀门的开口度为30％～50％，除点火段外，其他烧结台车风箱对应阀门的开口度按照步骤2)调节。
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