CN117682333A - 一种高炉槽下排料的精准控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高炉槽下排料的精准控制方法，包括以下步骤：a.安装高炉槽下排料装置；b.读取空斗秤量值，确定料斗秤排料量设定值，计算满斗秤量值，设定停料提前量u初始值；c.更新满斗秤量值；d.更新空斗秤量值；e.计算料斗秤实际排料值；f.计算料斗秤排料误差；g.计算料斗秤装料综合设定值；h.更新满斗秤量值，计算料斗秤装料误差；i.更新空斗秤量值；j.对停料提前量u的值进行修正；k.重复步骤e‑步骤j，直至总的排料量达到预定值为止。本发明在料斗秤每次排完料后，利用影响排料过程的所有参数和排料特征重新计算停料提前量，及时纠正排料偏差，彻底解决了排料误差问题，提高了高炉的配料精度，保证了产品质量。

Description

一种高炉槽下排料的精准控制方法

技术领域

本发明涉及一种高炉槽下排料的精准控制方法，可彻底解决排料误差问题，可提高高炉的配料精度，保证产品质量，属于冶金技术领域。

背景技术

高炉槽下有烧结矿仓、块矿仓、焦碳仓等约20个配料仓，每个仓根据设定值自动排料，排料方式为：首先启动料仓下部的给料机和振筛，按一定的速度把料仓内物料排到料斗秤中，料斗秤实时对物料进行称重，当进入料斗秤物料的重量达到设定值时，给料机和振筛停止运行，打开料斗秤底部的闸门，将料斗秤中的物料排到上料皮带机上，上料皮带机将物料送入高炉，完成一次排料，重复上述过程，直至总的排料量达到预定值为止。由于振筛停止运行后其内部的余料仍会有部分落入料斗秤，等到料斗秤的称量值达到设定值时再停给料机和振筛，会出现排料量超过设定值的情况。为解决物料超排问题，需由操作人员为每个料仓设定一个停料提前量，提前停止给料机和振筛来确保每次的排料量接近设定值。但是由于物料粒度和湿度等各种因素的影响，一个固定的停料提前量不能适应物料变化，会出现每次排料量都偏大或都偏小的情况，即每次的排料误差都为正值或都为负值，多次排料的误差累计有时可达到300kg以上，严重影响了高炉的配料精度，降低了产品质量。出现排料误差超限报警情况后，操控人员只能根据20个配料仓排料误差的正负和大小逐个重新手动设定停料提前量，不仅增加了操控人员的工作量，影响生产的顺利进行，而且不能从根本上解决误差超限问题，当物料变化时误差超限问题仍然存在，因此如何彻底解决排料误差问题，一直是困扰有关人员的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种高炉槽下排料的精准控制方法，以彻底解决排料误差问题，提高高炉的配料精度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高炉槽下排料的精准控制方法，所述方法包括以下步骤：

a.安装高炉槽下排料装置：

在料仓1底部的出料口下方依次安装给料机、振筛、料斗秤和上料皮带机，料斗秤的底部排料口安装闸门；

b.读取料斗秤中无物料时的称量值，记为空斗秤量值W_空，确定料斗秤排料量设定值W_设，计算满斗秤量值W_满＝W_设+W_空，设定停料提前量u的初始值；

c.启动给料机和振筛，向料斗秤中输送物料，当料斗秤的称量值达到W_满-u时，给料机和振筛停机，当振筛上的余料排完后，将此时料斗秤的称量值作为新的满斗秤量值W_满，打开闸门，将料斗秤中的物料排放到上料皮带机上；

d.料斗秤排完料后关闭闸门，将此时料斗秤的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

e.计算料斗秤实际排料值W_实：

W_实＝W_满-W_空；

f.计算料斗秤排料误差E：

E＝W_实-W_设；

g.计算料斗秤装料综合设定值W_综设：

W_综设＝W_设-E+W_空；

h.再次启动给料机和振筛，向料斗秤中输送物料，当料斗秤的称量值达到W_综设-u时，给料机和振筛停机，当振筛上的余料排完后，将此时料斗秤的称量值作为新的满斗秤量值W_满，计算料斗秤装料误差e：

e＝W_满-W_综设；

i.打开闸门，将料斗秤中的物料排放到上料皮带机上，料斗秤排完料后关闭闸门，将此时料斗秤的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

j.对停料提前量u的值进行修正：设定系数a的值，将停料提前量u与ae相加，得到新的停料提前量u；

k.重复步骤e-步骤j，直至总的排料量达到预定值为止。

上述高炉槽下排料的精准控制方法，设定停料提前量u的取值范围：

u_min≤u≤u_max

式中u_min为停料提前量下限值，u_max为停料提前量上限值，对停料提前量u的值进行修正时，若得到的新的停料提前量u小于u_min，则u的取值为u_min，若得到的新的停料提前量u大于u_max，则u的取值为u_max。

上述高炉槽下排料的精准控制方法，所述停料提前量上限值u_max设定为W_设×10％，所述停料提前量下限值u_min设定为-W_设×10％。

上述高炉槽下排料的精准控制方法，所述系数a的取值范围为0<a<1。

上述高炉槽下排料的精准控制方法，所述停料提前量u的初始值设定为0。

本发明在料斗秤每次排完料后，利用影响排料过程的所有参数和排料特征重新计算停料提前量，使之能够适应物料物理特性的变化，自动及时纠正各仓排料偏差，彻底解决了排料误差问题，提高了高炉的配料精度，保证了产品质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是高炉槽下排料装置的结构示意图。

图中各标号如下：1、料仓，2、给料机，3、振筛，4、料斗秤，5、闸门，6、上料皮带机。

文中各符号如下：W_空为空斗秤量值，W_设为料斗秤排料量设定值，W_满为满斗秤量值，u为停料提前量；W_实为料斗秤实际排料值，E为料斗秤排料误差，W_综设为料斗秤装料综合设定值，e为料斗秤装料误差，a为系数，u_min为停料提前量下限值，u_max为停料提前量上限值。

具体实施方式

本发明提供了一种高炉槽下排料的精准控制方法，该方法能够自动及时纠正各仓排料偏差，实现高炉槽下料仓精准排料，提高高炉入料配比精度，减少操控人员的重复工作量。

参看图1，本发明采用的高炉槽下排料装置包括自上而下依次排列的料仓1、给料机2、振筛3、料斗秤4和上料皮带机6，料斗秤4的底部设有闸门5。排料时首先启动给料机2和振筛3，按一定的速度把料仓1内的物料排到料斗秤4中，料斗秤4用于收集振筛3排出的物料并实时对物料进行称重，当进入料斗秤4物料的重量达到设定值时，给料机2和振筛3停止运行，打开料斗秤4底部的闸门5，将料斗秤4中的物料排到上料皮带机6上，上料皮带机6将物料送入高炉，完成一次排料，重复上述过程，直至总的排料量达到预定值为止。

在槽下每批次排料时，需要排料的仓被选中，被选中的料仓下方的给料机2、振筛3、料斗秤4和闸门5在控制系统的控制下根据排料设定值逐次给上料皮带机6输送物料，但是由于物料粒度和湿度及振筛余料等因素的影响，简单按排料设定值排料，误差比较大且排料不稳定，由于物料粒度、湿度及振筛情况的变化是连续的，基本不会出现大的突变，基于以上情况，本发明的技术方案是使停料提前量能够根据排料情况自适应变化，达到精准排料的目的。

本发明包括以下步骤：

a.安装高炉槽下排料装置：

在料仓1底部的出料口下方依次安装给料机2、振筛3、料斗秤4和上料皮带机6，料斗秤4的底部排料口安装闸门5；

b.读取料斗秤4中无物料时的称量值，记为空斗秤量值W_空，确定料斗秤排料量设定值W_设，计算满斗秤量值W_满＝W_设+W_空，满斗秤量值是指料斗秤4中满物料时的称量值；设定停料提前量u的初始值，初始值可以设定为0；

c.启动给料机2和振筛3，向料斗秤4中输送物料，当料斗秤4的称量值达到W_满-u时，给料机2和振筛3停机，当振筛3上的余料排完后，将此时料斗秤4的称量值作为新的满斗秤量值W_满，打开闸门5，将料斗秤4中的物料排放到上料皮带机6上；

d.料斗秤4排完料后关闭闸门5，将此时料斗秤4的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

e.计算料斗秤实际排料值W_实：

W_实＝W_满-W_空；

f.计算料斗秤排料误差E：

E＝W_实-W_设；

g.计算料斗秤装料综合设定值W_综设：

W_综设＝W_设-E+W_空；

h.再次启动给料机2和振筛3，向料斗秤4中输送物料，当料斗秤4的称量值达到W_综设-u时，给料机2和振筛3停机，当振筛3上的余料排完后，将此时料斗秤4的称量值作为新的满斗秤量值W_满，计算料斗秤装料误差e：

e＝W_满-W_综设；

i.打开闸门5，将料斗秤4中的物料排放到上料皮带机6上，料斗秤4排完料后关闭闸门5，将此时料斗秤4的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

j.对停料提前量u的值进行修正：设定系数a的值，将停料提前量u与ae相加，得到新的停料提前量u，修正后的停料提前量u作为下次的停料提前量；

k.重复步骤e-步骤j，直至总的排料量达到预定值为止。

系数a的值可根据具体控制情况适当调节，系数a的最大取值范围为0<a<1，在实际控制应用中，系数a的取值一般在0.2、0.3附近。

为防止特殊情况下，料斗秤装料误差值过大导致停料提前量过大，应设定停料提前量u的取值范围：

u_min≤u≤u_max

式中u_min为停料提前量下限值，u_max为停料提前量上限值，对停料提前量u的值进行修正时，若得到的新的停料提前量u小于u_min，则u的取值为u_min，若得到的新的停料提前量u大于u_max，则u的取值为u_max。

本发明为将停料提前量u的取值范围设定为：

-W_设×10％<u<W_设×10％。

控制系统中，槽下每个料仓对应一个设备操控画面，在此画面中选择停料提前量u的控制方式，若选“常值”则按设定的停料提前量u初始值对给料机和振筛进行控制，在出现异常情况时可选此控制方式。若选择“计算值”，则每次排料的停料提前量u根据公式计算得出，实现自适应控制，从而达到精准排料控制的目的。

设备操控画面中可以对停料提前量初始值、料斗秤排料量设定值W_设进行设置，还可显示停料提前量、料斗秤装料误差、料斗秤排料误差的计算值。

本发明是通过每次计算停料提前量u，使给料机2和振筛3的排料量能够自动适应物料物理特性的变化，如物料粒度和湿度等的变化，且停料提前量u的计算过程包含了影响排料过程的所有参数和排料特征，如满斗秤量值W_满、空斗秤量值W_空、料斗秤实际排料值W_实、料斗秤排料误差E等，从而能够自动及时纠正各仓排料偏差，实现槽下精准排料控制，提高了高炉入料配比精度。

下面以烧结矿仓排料过程为例，说明各变量之间的计算过程及各变量含义及取值方法。每次排料通过计算出合适的停料提前量，达到精准排料的效果。具体实现步骤如下：

a.将给料机、振筛、料斗秤、闸门等设备安装在现场。DCS控制系统等安装在电气室内。DCS安装在DCS柜内，操作站及工程师站安装在主控室，DCS控制器、操作站及工程师站通过以太网连接。

b.读取空斗秤量值W_空，确定料斗秤排料量设定值W_设，计算满斗秤量值W_满，设定停料提前量u的初始值；

c.启动给料机2和振筛3，当料斗秤4的称量值达到W_满-u时，给料机2和振筛3停机，当振筛3上的余料排完后，读取满斗秤量值W_满，打开闸门5，将料斗秤4中的物料排放到上料皮带机6上；

d.料斗秤4排完料后关闭闸门5，更新空斗秤量值W_空；

e.计算料斗秤实际排料值W_实；

f.计算料斗秤排料误差E；

g.计算料斗秤装料综合设定值W_综设；

h.启动给料机2和振筛3，当料斗秤4的称量值达到W_综设-u时，给料机2和振筛3停机，当振筛3上的余料排完后，更新满斗秤量值W_满，计算料斗秤装料误差e；

i.打开闸门5，将料斗秤4中的物料排放到上料皮带机6上，料斗秤4排完料后关闭闸门5，更新空斗秤量值W_空；

j.设定系数a的值，对停料提前量u的值进行修正，修正后的停料提前量u作为下次的停料提前量；

k.重复步骤e-步骤j，直至总的排料量达到预定值为止。

本发明避免了操控人员为适应物料物理特性的变化，对停料提前量频繁设定、设定滞后等问题，提高了高炉布料圈数的准确率，使准确率在98％以上，提高中心加焦数量，有利于中心气流的控制，降低了操作人员的劳动强度。

Claims (5)

1.一种高炉槽下排料的精准控制方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

a.安装高炉槽下排料装置：

在料仓1底部的出料口下方依次安装给料机(2)、振筛(3)、料斗秤(4)和上料皮带机(6)，料斗秤(4)的底部排料口安装闸门(5)；

b.读取料斗秤(4)中无物料时的称量值，记为空斗秤量值W_空，确定料斗秤排料量设定值W_设，计算满斗秤量值W_满＝W_设+W_空，设定停料提前量u的初始值；

c.启动给料机(2)和振筛(3)，向料斗秤(4)中输送物料，当料斗秤(4)的称量值达到W_满-u时，给料机(2)和振筛(3)停机，当振筛(3)上的余料排完后，将此时料斗秤(4)的称量值作为新的满斗秤量值W_满，打开闸门(5)，将料斗秤(4)中的物料排放到上料皮带机(6)上；

d.料斗秤(4)排完料后关闭闸门(5)，将此时料斗秤(4)的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

e.计算料斗秤实际排料值W_实：

W_实＝W_满-W_空；

f.计算料斗秤排料误差E：

E＝W_实-W_设；

g.计算料斗秤装料综合设定值W_综设：

W_综设＝W_设-E+W_空；

h.再次启动给料机(2)和振筛(3)，向料斗秤(4)中输送物料，当料斗秤(4)的称量值达到W_综设-u时，给料机(2)和振筛(3)停机，当振筛(3)上的余料排完后，将此时料斗秤(4)的称量值作为新的满斗秤量值W_满，计算料斗秤装料误差e：

e＝W_满-W_综设；

i.打开闸门(5)，将料斗秤(4)中的物料排放到上料皮带机(6)上，料斗秤(4)排完料后关闭闸门(5)，将此时料斗秤(4)的称量值作为新的空斗秤量值W_空；

j.对停料提前量u的值进行修正：设定系数a的值，将停料提前量u与ae相加，得到新的停料提前量u；

k.重复步骤e-步骤j，直至总的排料量达到预定值为止。

2.根据权利要求1所述的一种高炉槽下排料的精准控制方法，其特征是，设定停料提前量u的取值范围：

u_min≤u≤u_max

式中u_min为停料提前量下限值，u_max为停料提前量上限值，对停料提前量u的值进行修正时，若得到的新的停料提前量u小于u_min，则u的取值为u_min，若得到的新的停料提前量u大于u_max，则u的取值为u_max。

3.根据权利要求2所述的一种高炉槽下排料的精准控制方法，其特征是，所述停料提前量上限值u_max设定为W_设×10％，所述停料提前量下限值u_min设定为-W_设×10％。

4.根据权利要求3所述的一种高炉槽下排料的精准控制方法，其特征是，所述系数a的取值范围为0<a<1。

5.根据权利要求4所述的一种高炉槽下排料的精准控制方法，其特征是，所述停料提前量u的初始值设定为0。