八钢烧结混合料水份自动控制改造
龙涌涛
（宝钢集团八钢公司炼铁分公司烧结分厂）
摘要:八钢烧结厂利用现有混合料加水系统进行自动化及程序控制改造,将原来的人工手动加水变为自动加水,解决人工加水控制混合料水份波动大的问题, 使混合料的水分波动控制在±0.15以内,有效的控制了混合料的水份,减轻了员工的劳动强度，取得了满意的效果。 关键词：混合料 水份 自动控制 烧结 效果 前言:
混合料水份是烧结过程关键控制指标，目前，很多烧结厂采取的都是人工控制加水，人工加水常常由于受原料含水量大小、配料秤输出料量波动大小,生石灰质量变化造成消化加水量的变化,操作工的技能水平的高低、责任心等内外因素的影响,造成混合料水份波动较大,混合料的水份过高或过低都将使混合料的制粒效果变差，烧结混合料的透气性变差，使烧结过程变坏，烧结成品率下降，返矿升高，更严重的是人工打水失误造成混合料水份过干和过湿，使烧结过程严重恶化，烧结终点无法控制，造成烧结矿在环冷机上二次燃烧结块或冬季环冷机上湿料结冻的恶性事故，严重影响烧结矿的各项指标。本次改造通过利用现有的设备进行有机组合，配合计算机的编程远程控制，实现自动打水有效的解决了这一问题。 1.加水系统组成:
八钢加水系统由生石灰消化添加炼钢污水系统,一次混合加水系统,二次混合补充加水,及一些辅助设备三部分组成,每一个系统由电动调节阀、电磁流量计及控制程序组成，在一次混合机和二次混合机的出口各安装了一个中子测水装置，只起检测作用，没有参与系统的控制。每一部分加水系统各自独立,互不关联。
4 配-1上料总秤
6 二混测水装置
5 一混测水装置
2 控制程序1 电磁流量计
3 电动调节阀
2.现有加水系统问题分析
从运行方式上讲,三个子系统都有一个自加独立的加水控制程序,可以根据需要人工在计算机上设定加水量。消化系统加水受生石灰活性的影响加水控量变化相对较大，同时消化后出料必须是糊状,以免消化器堵塞，只能根据生石灰的消化情况增减水量。一次混合加水时，由于一部分水参与生石灰反应生成Ca(OH)2失去了润湿作用，另一部游离水才能起到增加水份的作用，其次受物料含水量的不同、总上料量的波动，含水量无法计算，只能是定量加，波动无法消除，只能在二混加水作为最终调节。人工在二次混合加水，虽有测水仪及总料量秤的辅助，受职工操作技能的高低、责任心等因素的影响波动较大，甚至有可能出现操作失误，引起恶性事的发生。
3改进后设计原理：
出一次混合机后的物料经混合机的均匀作用后，瞬时水分是均匀的，但在时间长度又是不均匀的，在这一条件下，只要知道一混测水点的单位时间物料重量，就可求得单位时间物量的加水量，利用计算机控制二混加水执行机构就可以实现自动加水。
求取单元物料的水份：把胶带机上的物料以时间为单位切分成若干单元，设定单元内的物料水份是稳定的，一混后测水仪测出物料水份值也按时间单元取平均值；
求取单元物料重量的方法：配-1胶带机上的总秤测出上料量的瞬时值减去已知原料水分及消化用水可以得到物料的干重量也同样相同的时间单元进行切分取平均值。由于测水和计重不在同一个点上,二次混合打水点又在另一个地方，存在两个时间差不同步的问题，一个是检测重量物料与测量水份物料时间差；一个是测水检测物料与二混打水物料时间差,这两个问题可以由计算机编程解决，从而使混合料的最终水份稳定。
4程序设计：
4.1物料干重单元计算
Q1=Vt－(A1×C1×t+ A2×C2×t～A n×C n×t)－V3t
T:单元时间
Q1:单元物料的干重
V:在配-1胶带机上总秤上料量的瞬时值t/h，
An:各种原料的配料小秤瞬时值t/h
C n:各种原料含水量%
V3:生石灰消化加水量流量计瞬时值t/h
烧结各种原料水分由每日原料检测出,由于变化较小,相对稳定,每日设定一次就可以,超出
设定部分水份重量较小相对于原料重量可以忽略不计；
4.2同步程序设计
4.2.1检测重量物料与测量水份物料同步设计
从工艺过程看物料的运输没有存在存料的地方，所以配-1胶带机上测得瞬时物料重量在运输到在混-1胶带机上的那一时刻物料重量是相等的。基于这一条件在程序上设计缓存，把测水点与测重量的延时时间内的单元重量都写在缓存内，每次提取缓存内最后一个数据，这样就保证了测水与计重的同步，从而保证了计算出水量的精确度。具体方法如下：设配-1胶带机总秤物料运输到混-1胶带机的测水点的时间为T（可实测得到），在这一时间段把物料切分成n个单元则每个单元时间为t=T/n,则根据物料干重单元计算可得在T 时间内有Q1到Qn个单元,在以链接指针的形式设计一个内有n个单元表格,每过单元时间t 写入一个单元干重,写入方式从后向前推进.每过t时间提取表格n单元的数据进行计算,这样就保证了数据的同步,
写入表格方式
4.2.2测水检测物料与二混打水物料同步设计
这个同步的问题也可采用同样的方法上面的方法进行处理,只是表格的内容填写的是单元物料所加的水量,在设计时先测量测水点物料运输到打水点物料所用的时间T，切分的单元时间必须与第一次一样，这样链接的表格单元数就可以计算出来。
加水量的计算方法
M=Q×（P-P1）/100
M：则单元物料所加的水量
Q：物料的单元干重为m3
P：设定二混所需的水份值为%
P1：混-1胶带机上的测水点测值为%,
4.2.3切分单元的时间确定
从理论的解度切分的单元越小越好,但是考虑到电动调节阀在动作时也是有一定的时间,另外二次混合机内的打水管打水长度较长,在多次的试验后切分的时间选取了8秒钟的时间是较合理的.
4.2.4缩短电动调节阀的执行时间:
电动调节阀与电磁流量计是配套使用的,是一种反馈方式,当指定一个水量后,电动调节阀开始动作,电磁流量计不停的反馈信号,直到达到要求的水量,这时所花的时间就较长,降低了打水的精度。因外网水压较稳定，通过多次实测电动调节不同开度出水量的关系建立一个对应数据表，对电动调节阀每次接受指令动作前对开度付初值，再进行微调，从而有效缩短了执行的时间，提高了打水的精度。
5效果
在2009年8月调试完成后，现场运行较好，从二混后的在线监测水份仪的数据显示达到了设计的要求，水份的波动控制精度在±0.15%以内，解决了人工打水失误及操作水平高低对混合料水分控制带来的波动，有效的稳定了烧结过程，杜绝了水份波动引起的恶性事故的发生，提高了烧结矿成品率，降低了烧结返矿，减轻了岗位人员劳动强度。
6结语：
利用计算机及自动化技术对原有的打水系统进行优化，很小投入就能最大限度的发挥原有设备功能，取得很好的效果。
7存在问题及解决方案：开停机料头料尾由于受混合机缓冲的作用使重量计算误差偏大，打水效果水份控制波动稍大,如把配-1胶带机总秤移到混-1胶带机测水的位置，使混合料的秤重更加精确,自动打水效果将会更加完美。
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