校企合作科研攻关申报书
二、项目简介
三、项目详细内容
烧结配料的优化控制 莱钢自动化部 杜春雷 [摘 要]莱钢银前配料PL C 系统针对常规控制存在的问题,通过实现料批控制功能和数字变频控制功能动态优化烧 结原料的配比,大大提高了烧结矿产品的质量。 [关键词]配料制度 料批控制 数字变频控制 优化控制 1.前言 随着工业自动化水平的提高和普及,计算机控制技术逐渐引入到烧结生产中,大多采用了DCS (集散控制系统)或PL C 控制系统,基本实现了烧结生产的自动化控制。但莱钢在烧结质量控制方面,特别是配料生产中缺乏优化控制手段,主要靠基础自动化及人工经验操作,输送到265m 2烧结机的各种原料难以得到理想化的配比,从而烧结矿的质量也难以保证。莱钢银前烧结PL C 系统通过实现料批控制功能和数字变频控制功能,从而实 现对烧结配料生产的优化控制。 2.莱钢银前烧结配料生产工艺概述 莱钢银前烧结配料室共有15个料仓,分别储存参与烧结的各种含铁原料、溶剂和燃料,由13台宽带给料机和两台双螺旋给料机(下生石灰)将原料打到13台配料称和两台螺旋称(称量生石灰),经过称量后按料头料尾对齐的原则配比后进入一混一皮带,再经过两台混合机加水搅拌均匀后,输送到265m 2烧结机。如下图1 。 配料是烧结生产的一个重要环节,它既影响着生产成本,又影响着高炉冶炼指标。 3.配料PL C 系统的硬件配置和组态软件3.1现场控制站选用QUAN TUM 系列PL C 完成基础设备级自动控制。3.2组态软件 采用基于M icrsoft W indow s 2000环境的CON CEPT 2.6编程软件,为整个控制系统提供一个统一的开发环境。监控软件 — 652—
烧结机配料系统优化及运用 优化方法 ⑴提高雷达料位计准确度及可靠性。料位计是用来测量配料仓料位的仪表。由于受到安装角度、灰尘、仓壁挂料等影响，时常出现测量不准的情况，确保其测量准确性。有些需要在法兰处改变角度，加垫片等措施解决。同时避免在发射角内有造成假反射的装置。特别要避免在距离天线最近的1/3 锥形发射区内有障碍装置( 因为障碍装置越近，虚假反射信号越强) 。同时用一个折射板将过强的虚假反射信号折射走。这样可以减小假回波的能量密度，使传感器较容易地将虚假信号滤出。对雷达波信号进行滤波处理，雷达料位计下端的喇叭口四散发射的雷达波会碰到料灌或者在正常下料时探测到正在落下的料。由此需要调整角度使其尽可能的对准料面。 ⑴由于配料物料潮湿粘连、下料口不合适、传输皮带偶尔跑偏、水平度不佳等因素，会造成瞬间下料激变给下料量带来较大波动、PID 调节的死区在这里经常会显得起不了多大作用，通常的做法会使在理想状况下调节的很精确的PID 调节程序带来一些问题，会使下料量上下波动寻找在死区范围内的调节参数。为了避免下料激变带来的波动，又进行了处理。首先，屏蔽突变较大的料流信号，在正常运行中，比较当前料流信号和上一个料流信号，比例过大或者过小则屏蔽当前信号，使用上一个料流信号代替当前的信号。其次，设置动态的死区范围，根据下料设定值的大小来动态调节死区的范围。固定的死区在变动设定下料量大小时，容易产生精度不准，影响配料精度。此外，在实际下料时，调节功能块中测量范围、比例、积分时间，使下料量反馈接近于设定值。 ⑴增加全自动生产方式。系统送电后，将现场操作箱转换开关打到自动位，即可实现全自动操作。方式默认为定时震动，也可通过画面选点击启动的方式进行启动。间隔、循环间隔均可在画面进行设定。由料位确定方式也可在画面进行料位设定。当料位低于设定的值时，自动震动。可在画面暂停和停止，暂停恢复后继续震动过程，停止后再启动重新进行整个过程。⑴针对白石灰螺旋加水执行器关不死的情况，将原有老旧执行器更换型号为奥托克IKM18，对其零点附近的调校更加准确，反复试验看是否漏水，直到关紧位置。另外增加管道电动开关阀门，做好连锁，开机是自动启动，停机时自动关闭，此为双保险。实现自动换仓。在换仓操作时若不能实现自动无缝换仓，只能由人工手动启停拉式皮带，此时的延时若不停止所有参与配料的皮带则会带来配比的失衡。只有停止配料线，频繁的换仓意味着频繁的停机。改造后仪表的功能得到利用，自动换仓成为现实，使得生产能顺利稳定进行。 实施效果 通过对雷达料位计进一步的调整、调试，使其更加精确，使其具有重要的参考价值和连锁必要条件，减少了人工劳动强度。配料秤波动大通过优化的程序处理，使得配料皮带秤运行更加平稳，减少变频器输出频率忽上忽下的不稳定，使配料配比稳定在较高水平。增加的
常规真空烧结炉： 真空烧结炉是在真空环境中对被加热物品进行保护性烧结的炉子，其加热方式比较多，如电阻加热、感应加热、微波加热等。真空感应炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可以归属于真空烧结炉的子类。 真空感应烧结炉 真空感应烧结炉是在真空或保护气氛条件下，利用中频感应加热的原理使硬质合金刀头及各种金属粉末压制体实现烧结的成套设备，是为硬质合金、金属镝、陶瓷材料的工业生产而设计的。 VSWF真空感应钨烧结氢气炉 一、主要原理及用途 真空感应钨烧结炉是在抽真空后充氢气保护状态下，利用中频感应加热的原理，使处于线圈内的钨坩埚产生高温，通过热辐射传导到工作上，适用于科研、军工单位对难熔合金如钨、钼及其合金的粉末成型烧结。 二、主要结构及组成 结构形式多为立式、下出料方式。其主要组成为：电炉本体、真空系统、水冷系统、气动系统、液压系统、进出料机构、底座、工作台、感应加热装置(钨加热体及高级保温材料)、进电装置、中频电源及电气控制系统等。 三、主要功能 在抽真空后充入氢气保护气体，控制炉内压力和气氛的烧结状态。可用光导纤维红外辐射温度计和铠装热电偶连续测温(0～2500℃)，并通过智能控温仪与设定程序相比较后，选择执行状态反馈给中频电源，自动控制温度的高低及保温程序。 真空烧结炉安全操作规程 1．中频电源、真空炉炉体、感应圈之冷却水源——蓄水池之水必须充满，水中不得有杂质。 2．开动水泵，使其中频电源，真空炉感应圈、炉体冷却系统水循环正常，并调整水压控制在规定值。 3．检查真空泵电源系统，皮带盘皮带松紧，真空泵油是否位于油封观察孔中线。检查妥后，人工转动真空泵皮带盘，如无异常，可在关闭蝶阀的情况下，启动真空泵。 4．检查真空炉体内情况，要求真空炉体内一级卫生，感应圈绝缘良好，密封真空胶带具有弹性，尺寸合格。 5．检查真空炉体的杠杆手把启动是否灵活。 6．检查转动式麦氏真空计是否合乎要求。 7．检查石墨坩埚，装炉配件是否齐全。 8．在以上准备就绪后，接通电源，中频电源合闸，按中频启动规则，试启动变频，成功后停止变频，方可开炉。 9．真空炉体上盖的观察、测温孔，每次开炉均需清洁处理，以便观察和测温。
烧结配料知识 一、烧结基础知识 1、烧结的含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法 （1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。 （2）抽风烧结： a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机； （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程 一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。 机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。 现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。 4、烧结厂主要技术经济指标 烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数 每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2.h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示： 利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2） =总产量（t）/[总生产台时（t）×总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。 利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率 作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示： 设备作业率=运转台时/日历台时× 100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。 日历台时=台数× 24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示： 事故率=事故台时/运转台时× 100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100% 3>、质量合格率 烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。 根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此： 质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）× 100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。 烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还
高温真空烧结炉使用注意 【盛阳工业炉高温真空烧结炉】高温真空烧结炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可以归属于真空烧结炉的子类。真空感应烧结炉是在真空或保护气氛条件下，利用中频感应加热的原理使硬质合金刀头及各种金属粉末压制体实现烧结的成套设备，是为硬质合金、金属镝、陶瓷材料的工业生产而设计的。 #详情咨询#【盛阳工业炉：高温真空烧结炉】 【高温真空烧结炉使用注意】 1、由于模具一般由用户自备，模具材料基本上选用高纯石墨，其耐压极限为40MPa，建议用户使
用在30MPa以下比较安全，加压前应计算模具上、下冲头的面积，再换算成压力，具体公式如下：系统允许加压（吨）=上或下冲头面积×30MPa 2、热电偶为钨铼型，使用过会发脆，不能接触。如损坏应及时更换。其型号是W2型。 3、冬天应注意循环水的保暖问题， 否则易发生水管爆裂。 4、使用后炉体应保持真空，因炉内 保温层易受潮，保真空这样下次抽真 空会快些。 5、因设备较复杂，建议专人使用， 专人负责，对新手严格实行用前培训， 用后检查，操作使用要有记录等设备 使用规定。 6、本热压炉也可当作真空烧结炉使 用，用于真空烧结炉时注意，在炉内放置坩埚后，在盖上保温屏盖后不要忘记再盖其中间的小盖。否则易烧损电炉。 7、操作前应做到清洁观察窗玻璃，清洁炉内壁，观察水压情况，观察炉内石墨是否有损坏，上电后观察仪表显示是否正常，测试液压系统能否正常工作。 8、电炉使用一年后应将仪表后送计量部门进行校对。 【高温真空烧结炉安全操作规程】 1．中频电源、真空炉炉体、感应圈之冷却水源——蓄水池之水充满，水中不得有杂质。真空炉2．开动水泵，使其中频电源，真空炉感应圈、炉体冷却系统水循环正常，并调整水压控制在规定值。3．检查真空泵电源系统，皮带盘皮带松紧，真空泵油是否位于油封观察孔中线。检查妥后，人工转
2.配料 2.1概述 烧结配料是按烧结矿的质量指标要求和原料成分，将各种原料（含铁料、溶剂、燃料等）按一定的比例配合在一起的工艺过程，适宜的原料配比可以生产出数量足够的性能良好的液相，适宜的燃料用量可以获得强度高还原性好的烧结矿。 对配料的基本要求是准确。即按照计算所确定的配比，连续稳定配料，把实际下料量的波动值控制在允许的范围内，不发生大的偏差。实践表明，当配料发生偏差，会影响烧结过程的进行和烧结矿的质量。 生产中，当烧结机所需的上料量发生变化时，须按配比准确计算各种料在每米皮带或单位时间内的下料量；当料种或原料成分发生变化时，则应按规定要求，重新计算配比，并准确预计烧结矿的化学成分。 2.2配料方法——质量配料法 此法是按原料的质量进行配料的一种方法。其主要装置是皮带电子称——自动控制调节系统——调速圆盘给料机，配料时，每个料仓配料圆盘下的皮带电子称发出瞬时送料量信号，此信号输入调速圆盘自动调节系统，调节部分即根据给定值信号与电子皮带秤测量值信号的偏差，自动调节圆盘转速，达到所要求的给料量，质量配料系统如图1所示 质量配料法可实现配料的自动化，便于电子计算机集中控制与管理，配料的动态精度可高达0.5%-1%,为稳定烧结作业和产品成分创造了良好条件，也是劳动条件得到改善。 2.3配料室（本厂） 配料室采用单列布置，15个矿槽，混匀矿槽上采用移动B=1000卸料车向各配料槽给料；无烟煤、焦粉、冷返矿矿槽上采用B=650固定可逆胶带机向各配料槽给料。生石灰用外设压缩空气将汽车罐车送来的生石灰送至配料槽。混匀矿采用￠2500圆盘给料机排料，配料电子称称重；燃料和溶剂及冷返矿直接用配料电子称拖出；生石灰的排料、称量及消化通过叶轮给料机、电子称及消化器完成。以上几种原料按设定比例经称量后给到混合料的B=800胶带机上。料槽侧壁安装振动电机，防止料槽闭塞。 调速圆盘自 动调节系统 给定值 控制量 偏差 调节部分 调节量 操作部分 （圆盘） 操作量 控制部分 （圆盘给料机） 检出部分 （电子皮带秤） 图1 质量配料系统
一、真空烧结炉的简介与选型指南： 1、真空烧结是指粉末、粉末压坯或者其他形式的物料在真空环境下，在适当 的温度下受热，借助于原子迁移实现颗粒间的联结。烧结目的是使多孔的粉末压坯具有一定的结构和性能的合金。 2、真空烧结的优点： 2.1 真空烧结能够减少气氛中的有害成分（水、氧、氮及其他的杂质等） 对物料的污染，避免出现脱碳、渗碳、还原、氧化和渗氮等一系列反 应。。真空环境是其他烧结形式所不具备的（当炉内真空度达到 1.3*10-1帕斯卡时，炉内剩余气体相当于纯度为99.99987%氩气）； 2.2 真空烧结能够使物料在出现液相之前使颗粒氧化膜完全排除，从而改 善了液相同碳化物相的湿润性，改善了合金组织结构，提高了合金性 能； 2.3 由于真空环境下压坯孔隙内气体量的降低，气体产物更易排出孔隙以 及溶于金属中气体的脱除，使物料的致密性更高； 2.4 真空烧结能够使材料的耐磨性及强度更高； 2.5 真空烧结对降低产品成本也有显著效果； 3、真空烧结炉的用途： 真空烧结炉主要用于粉末冶金制品、金属注射成型制品、不锈钢基、硬质合金、超合金、高比重合金、陶瓷材料、磁性材料、钕铁硼等的烧结。 4、真空烧结炉的分类 真空炉的分类主要有两种，： 第一种是以温度分为普通烧结炉（1300℃及以下），中温烧结炉（1300℃~1600℃）、高温烧结炉（1600℃~2400℃）。 第二种是以真空度的高低来划分，可分为低真空、高真空和超高真空烧结炉。 5、真空炉的选型指南： 5.1 真空炉安装方式的选择：我公司研制的真空炉分为卧式及立式炉两 种，立式炉又分为上出料及下出料结构。选择依据主要是烧结的产品类 型、形状或摆放方式确定。
优化烧结熔剂配料结构 提高烧结产质量攻关实践 1 前言 我厂原15.4m2的烧结机经过三次扩容改造，现烧结机有效面积为25.34m2。2004年9月30日，作为2#高炉扩容改造最大配套改造项目——烧结系统改造完成，点火生产。此次改造，烧结机设计台时产量49t，年烧结矿生产能力将达到40万t。但在实际生产过程中烧结机台时产量从未达到设计能力，平均仅为44.08t/台时，烧结矿合格率为76.76%（2004年10月至2006年6月统计指标，见附表）。三座高炉因烧结矿比例结构很低，仅维持生产了七个月时间，被迫组织两座高炉生产，而烧结矿配比也在55%以下，高炉炉料结构不合理，严重制约了高炉生产的稳定顺行和经济指标的提高。因此，如何提高烧结台时产量，提高烧结矿合格率，使烧结矿产质量稳定提高，已成为我厂的迫切要求。为此，我们从影响烧结矿产质量指标的各个方面（如原料、设备、生产组织）入手，进行了分析和技术攻关，使烧结台时产量大幅度提高，平均为51.02t,超攻关目标3.02t，烧结矿合格率有了进一步稳定和提高，平均达88.92%，比攻关目标提高8.92%。 2 原因分析 2.1烧结铁料粒度：烧结料中烧结矿粉、球团矿粉、原矿粉粒度较粗，﹥8mm平均占36%，最高时﹥8mm占到70%，且粒级差大，
原矿粉粒度波动尤为突出。 2.2 熔剂成份：烧结配料熔剂有石灰石、生石灰、消石灰三种，品种多，CaO含量低，成分波动大。尤其是消石灰粉由多个厂家提供，CaO在5 3.24-66.67%之间，平均仅为59.53%，SiO2在2.54-12.9%之间，平均约为 6.89%，H2O在10%-20%，平均约为16.11%，水分、化学成分波动极大，且生烧严重，同时多家消石灰不能均衡进货，中和混匀工作难以作为。 2.3 熔剂粒度：石灰石粉﹤3mm达85%以上，生石灰粉﹤3mm 达95%以上，二者相对稳定，能够基本满足生产需要。消石灰粉﹤3mm在70-75%之间，主要问题有二：一是未完全焙烧的大粒度石灰石，在烧结过程中生成生石灰，进入成品烧结矿，影响烧结产质量指标；二是经过碾压板结的消石灰，在烧结过程中未能发生矿化反应，而以游离CaO的形态存在于烧结矿中（俗称“白点”），在吸收水分时（外喷水和大气湿分中的水）消化，导致烧结矿体积膨胀，引起烧结矿粉化。 2.4操作方面：主要是烧结预配、烧结矿粉、球团矿粉、原矿粉的打水润湿、配料、混合、看火等岗位操作人员的操作水平参差不齐，工作责任性有待加强，尤其是混合加水和看火等岗位。 2.5部分工艺设备的原因：主要表现在大料仓场地狭小、天车能力不够，预配料中和混匀不好。热返矿不能稳定参与配料。一二次混合效果差，生球粒度不理想。烧结布料偏析。头尾密封板、台车、滑道漏风严重。烧结矿冷却效果差，成品皮带打水等。
烧结配料知识 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
一、烧结基础知识 1、烧结的含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法 （1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。 （2）抽风烧结： a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机； （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程 一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。 机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。 现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。
4、烧结厂主要技术经济指标 烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数 每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示： 利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2） =总产量（t）/[总生产台时（t）×?总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。 利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率 作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：设备作业率=运转台时/日历台时×?100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。日历台时=台数×24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示： 事故率=事故台时/运转台时×?100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=完好设备台数/设备总台数×?100% 3>、质量合格率 烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。 根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此： 质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）×?100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。 烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥）、粉末（<5mm）等，有的厂还包括氧化镁（MgO）、氟（F）、磷（P）等。 一级品率=一级品量/合格品量×?100% 转鼓指数=检测粒度（≥5mm）的重量/试样重量×100% 烧结矿筛分指数=筛分后粒度（≤5mm）的重量/试样重量×100% 4>、烧结矿的原料、燃料、材料消耗定额 生产一吨烧结矿所消耗的原料、燃料、动力、材料等的数量叫消耗定额，包括含铁原料、熔剂料、燃料、煤气、重油、水、电、炉蓖条、胶带、破碎机锤头、润滑油、蒸气等。 5>、生产成本与加工费 生产成本是指生产一吨烧结矿所需的费用，由原料费及加工费两部分构成。 加工费是指生产一吨烧结矿所需的加工费用（不包括原料费）。它包括辅助材料费（如燃料、润滑油、胶带、炉蓖条、水、动力费等），工人工资，车间经费（包括设备折旧费、维修费等）。 6>、劳动生产率
真空烧结炉的技术改进 一、真空烧结炉的组成系统真空烧结炉是在真空环境中对被加热物品进行保护性烧结的炉子，其加热方式比较多，如电阻加热、感应加热、微波加热等。真空烧结炉一般由加热系统、真空系统、测控系统、冷却系统及炉体五大系统组成。加热系统是为真空烧结炉提供加热升温及保温功能的系统，由外部电源、电极、加热器、加热室等加热部件及保温部件组成。真空系统是提供炉内真空环境，保证炉内真空度要求的系统，主要是由真空阀门、真空机组、连接导管、电气控制系统及其它真空元件构成。测控系统是监控炉内温度、气氛等环境并作出反馈的系统，使真空烧结炉达到半自动化生产。冷却系统是为真空烧结炉提供加速冷却的系统，可大大提高真空炉使用效率并提高炉子使用寿命。炉体是联接各大系统并容纳加热室提供真空密封环境的主体。传统的真空烧结炉存在使用效率低、损耗严重的现象，引发此类问题的主要原因是设计所用的技术方法不合理，要针对设计环节采取预防控制措施。下面文章将以电阻加热式真空烧结炉为例，针对各系统部件改进所用的技术方法进行具体的探讨，帮助实现更高效、更稳定的烧结处理。 二、改进方案 1、电极结构的改进 电极是加热系统的重要组成部分，是真空炉连接炉内发热组件的端口，是连接炉外电源与炉内发热元件的关键部件[1] 。电极装置的设计阶段不仅对密封性有很高要求，而且随着工件队真空烧结炉工作温
度要求的提高，对其使用温度也相应的提高。现有电极已经通过在设计阶段增加冷却水循环系统来降低电极的工作温度，但由于复杂的水路循环，多处的焊接方式连接很容易导致漏水的情况发生，在高温真空环境下，漏水会使工件及真空炉各个系统造成严重损害。所以，设计时尽量减少采用焊接方式连接，可以采用更换电极块材料的方式改进电极使用性能，采用耐高温、低电阻、电阻率随温度变化小的材料代替现有铜制电极块，而冷却水只流经腔壁较厚的电极身，从而大大降低漏水的可能性，并保证了电极的使用温度。 此外，电极装置中所使用的密封圈长时间处于高温环境使用很容易老化、损坏，要规定至少3 个月进行一次更换，达到更理想的使用效果。 2、热电偶结构的改进采用热电偶测量真空炉内温度是真空炉测温的主要方式之一，能够准确快速测量真空炉炉内加热时温度。由于真空炉队密封性有一定要求，而热偶的安装需要在炉体上开孔，因此对热偶也提出了密封性能的要求，热电偶密封性能的好坏直接关系到真空炉能否达到指标要求。如果真空烧结炉使用现有工业热电偶测温，一旦保护管受损，将使真空炉连接大气，破坏其密封性，使工件氧化，甚至损坏炉内加热装置[2] 。所以在设计阶段，可以添加检测保护装置来确保热电偶在真空炉上的使用。具体实施可以在炉体与热电偶之间增加气氛仓，向气氛仓内通入一定压力的保护气，并接入压力表来检测气氛仓内压力，通过观察压力表读数来直观的检测热电偶是否受损。这种结构的优点是不仅可保证热偶的工作环境，提高使用寿命，重要的
基于改进差分进化算法的烧结矿配料优化 李凯斌, 卢建刚, 吴燕玲, 孙优贤 浙江大学工业控制技术国家重点实验室，杭州(310027） E-mail ：kbli@https://www.doczj.com/doc/8010080088.html, 摘 要：本文针对差分进化算法(differential evolution algorithm)存在的早熟问题和停滞现象作了改进并把改进的算法应用于烧结矿配料优化，用matlab 编程，仿真结果表明符合实际生产工艺要求，证明了改进的差分进化算法对烧结矿配料优化的有效性，从而指出了改进的差分进化算法在配料优化中的应用价值。 关键词：差分进化，停滞，烧结矿，配料优化 中图分类号：TF541 1．前言 钢铁企业中炼铁系统能耗占整个钢铁生产能耗的60% ～70% ，生产成本也占54% ～58%，所占比重都较大[1]。而烧结又是生产高炉炼铁精料的关键工序，烧结生产中，可以将不同原料，熔剂进行精确配料，以调整烧结矿化学成分，满足高炉对炉料成分的要求。烧结矿的优化配料是一项极其重要的工作，配料的目的在于：根据不同种类的铁矿石的化学成分，将原料矿进行合理的搭配，使混匀矿的化学成分符合烧结生产的要求。烧结矿配料优化从上个世纪80年代就开始研究，最初运用的是线性规划方法，优化对象也仅限于烧结矿的化学成分[2]。近几十年来，进化算法发展十分迅速，其应用也越来越广泛。其中由Rainer Storn 和Kenneth Price 提出的差分进化算法[3] (differential evolution ，简称DE)作为一种较新的全局优化算法，以其收敛性好，模型简单，容易实现，控制参数比较少得到广泛应用。在日本召开的第一届国际禁化优化计算竞赛(ICEO)中[6]，DE 表现突出，已经成为进化算法(EA)的一个重要分支。近几年来，DE 在约束优化计算，模糊控制器优化设计，神经网络优化，滤波器设计等方面得到了广泛应用。本文运用改进的差分进化算法对烧结矿配料进行优化。 2．差分进化算法 DE 作为一种较新的全局搜索算法与遗传算法，进化规划，进化策略不同，它是由父代个体差分矢量构成变异算子，然后按一定交叉概率，父代个体与变异个体进行交叉，生成试验体，最后在父代与试验体之间根据适应度选择个体。 2.1 差分进化原理 (1)选定种群规模N ，加权因子F ∈[0，2]最大进化代数MAX G ，杂交率CR ∈[0，1] (2)生成初始种群0W ：{w 0 i (i=1,2,…N)}，令进化代数G=0 (3)对G i w 执行(4)~(6)步，生成G+1代 (4)变异：1G i w +?=G i w +F(G j w -G k w )其中1≤j ，k ≤N ，且i ，j ，k 互异 (5)杂交：1G ij w +=1()() G ij G ij w random CR w random CR +?>??≤??? 其中G ij w 为第G 代第i 个个体的第j 个基因，CR 为 杂交率，random ∈[0，1] (6)选择：
真空烧结炉的简介与选型指南： 1、真空烧结是指粉末、粉末压坯或者其他形式的物料在真空环境下，在适当 的温度下受热，借助于原子迁移实现颗粒间的联结。烧结目的是使多孔的粉末压坯具有一定的结构和性能的合金。 2、真空烧结的优点： 2.1 真空烧结能够减少气氛中的有害成分（水、氧、氮及其他的杂质等） 对物料的污染，避免出现脱碳、渗碳、还原、氧化和渗氮等一系列反 应。。真空环境是其他烧结形式所不具备的（当炉内真空度达到 1.3*10-1帕斯卡时，炉内剩余气体相当于纯度为99.99987%氩气）； 2.2 真空烧结能够使物料在出现液相之前使颗粒氧化膜完全排除，从而改 善了液相同碳化物相的湿润性，改善了合金组织结构，提高了合金性 能； 2.3 由于真空环境下压坯孔隙内气体量的降低，气体产物更易排出孔隙以 及溶于金属中气体的脱除，使物料的致密性更高； 2.4 真空烧结能够使材料的耐磨性及强度更高； 2.5 真空烧结对降低产品成本也有显著效果； 3、真空烧结炉的用途： 真空烧结炉主要用于粉末冶金制品、金属注射成型制品、不锈钢基、硬质合金、超合金、高比重合金、陶瓷材料、磁性材料、钕铁硼等的烧结。 4、真空烧结炉的分类 真空炉的分类主要有两种，： 第一种是以温度分为普通烧结炉（1300℃及以下），中温烧结炉（1300℃~1600℃）、高温烧结炉（1600℃~2400℃）。 第二种是以真空度的高低来划分，可分为低真空、高真空和超高真空烧结炉。 5、真空炉的选型指南： 5.1 真空炉安装方式的选择：我公司研制的真空炉分为卧式及立式炉两 种，立式炉又分为上出料及下出料结构。选择依据主要是烧结的产品类 型、形状或摆放方式确定。
烧结配料的计算调整 一、现场简易计算调整 1、干料配比=湿料配比×（100-水分）％ 2、残存量 =干料配比×（100-烧损）％ 3、焦粉残存=焦粉干料配比×（100-烧损）％ =焦粉干料配比×灰分 4、烧结矿残存率=（总残存量÷总干料量）×％ 5、进入配合料中TFe=原料含铁量×干料配比 SiO2=原料SiO2含量×干料配比 CaO=原料CaO含量×干料配比 6、烧结矿碱度R的工业计算 R2=(CaO矿×矿石量+ CaO灰×灰石量) ÷(SiO2矿×矿石量+ SiO2灰×灰石量﹍+S（0.5-1.5）) 7、配合料及烧结矿的化学成分 TFe料=各种物料带入TFe之和÷各种干原料之和 TFe矿=各种物料带入TFe之和÷总残存量 SiO2料=各种物料带入SiO2之和÷各种干原料之和 SiO2矿=各种物料带入SiO2之和÷总残存量 CaO料=各种物料带入CaO之和÷各种干原料之和 CaO矿=各种物料带入CaO之和÷总残存量 二、配用石灰石的计算公式（阿尔希波夫公式） 100×（k×a-b）／【k×（a-c）+（d-b）】=加入量％
K----规定的碱度 a----料中SiO2+AI2O3的含量（石灰石中的除外）b----料中CaO+MgO的含量（石灰石中的除外） c----石灰石中SiO2+AI2O3的含量％ d----石灰石中CaO+MgO的含量％ 三、燃料配用量和配比的计算公式 Q燃=C混×（Q配+Q返）-C返×Q返／C煤kg B燃=Q燃÷Q配％ 式中:Q燃、Q配、Q返分别为燃料配用量、配料室总流量、返矿流量 C混、C返、C煤----分别为混合料固定碳、返矿残碳、煤粉固定碳％ B燃----为燃料配比％ 四、白云石配加量（干）的简易计算公式 白云石配比=（MgO A- MgO A‵）％×A/(1-H2O白％) ×MgO白％ 式中：MgO A----烧结矿要求的MgO A% MgO A‵--未加白云石烧结矿的MgO A% H2O白----白云石中含H2O％ 五、已知高炉渣中MgO含量，求烧结矿MgO含量。计算公式 MgO矿=A*MgO渣*Fe矿/ Fe铁 式中：MgO矿---烧结矿的MgO% A---渣铁比一般为0.4--0.7
真空烧结炉使用技巧 【盛阳工业炉真空烧结炉】真空烧结炉主要用于半导体元器件及电力整流器件的烧结工艺，可进行真空烧结，气体保护烧结及常规烧结。是半导体专用设备系列中一种新颖的工艺装备，它设计构思新颖，操作方便，结构紧凑，在一台设备上可完成多个工艺流程。亦可用于其他领域内的真空热处理，真空钎焊等工艺。真空烧结炉使用有哪些注意事项？日常使用中有哪些应急计划？跟小编一起来看看吧！ #详情咨询#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 【真空烧结炉安装注意】 真空烧结炉是在抽真空后充氢气保护状态下，利用中频感应加热的原理，使处于线圈内的钨坩埚产生
高温，通过热辐射传导到工作上，适用于科研、军工单位对难熔合金如钨、钼及其合金的粉末成型烧结。安装真空烧结炉的场所应符合真空卫生的要求，周围的空气应清洁和干燥，并有良好的通风条件，工作场地不易扬起灰尘等。在使用时，以下问题我们要知道。 #详情咨询#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 1、检查控制柜中所有部件及配件是否完备、完好。 2、控制柜安装在相应的地基上，并固定。 3、安照接线图，并参考电气原理图，接通外接主回路及控制回路，并可靠接地，保证接线无误。 4、检查电器可动部分应活动自如，无卡死现象。 5、绝缘电阻应不低于2兆欧姆。真空炉
7、控制电源开关放在关位。 8、手动调压旋钮逆时针旋动头。 9、报警钮放在开位。 10、按平面图完成设备的循环冷却水联接，建议用户在设备总进出水管处再接入一备用水(可用自来水)，防止循环水有故障或断电导致密封圈烧坏。 #详情咨询#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 【真空烧结炉安使用技巧】 真空烧结炉是在抽真空后充氢气保护状态下，利用中频感应加热的原理，使处于线圈内的钨坩埚产生高温，通过热辐射传导到工作上，适用于科研、军工单位对难熔合金如钨、钼及其合金的粉末成型烧结。安装电炉的场所应符合真空卫生的要求，周围的空气应清洁和干燥，并有良好的通风条件，工作场地不易扬起灰尘等。 真空烧结炉的日常使用技巧： 1、检查控制柜中所有部件及配件是否完备、完好。 2、控制柜安装在相应的地基上，并固定。 3、安照接线图，并参考电气原理图，接通外接主回路及控制回路，并可靠接地，保证接线无误。 4、检查电器可动部分应活动自如，无卡死现象。 5、绝缘电阻应不低于2兆欧姆。
真空高温烧结炉 说明书
目录 1 前言 (3) 2 设备的工作原理 (3) 3 技术指标 (3) 4 设备构成 (4) 4.1炉体总成 (4) 4.2保温套 (4) 4.3感应圈总成 (5) 4.4集电装置 (5) 4.5真空系统 (5) 4.6水冷系统 (5) 4.7电控系统 (5) 4.8辅助系统...................................................................................................... 错误！未定义书签。 5 安装调试 (6) 6 使用操作 (6) 6.1真空操作 (6) 6.2加热升温操作 (6) 6.3水路系统操作 (7) 6.4充气系统操作 (7) 6.5破真空操作 (7) 6.6炉盖升降操作 (7) 7注意事项 (7) 8设备的保养 (8)
1 前言 在使用本设备前，要充分阅读本说明书的各项要求及注意事项，熟悉设备的性能、功能及使用要求 高温烧结炉是在真空或特定气氛条件下进行高温烧结的设备，能够满足特定的工艺需求，适用科研单位或生产单位使用。 设备具有结构紧凑、操作简单、易于维护等特点。 2 设备的工作原理 本高温烧结炉的加热方式采用石墨电阻加热，在真空或特定气氛条件下利用石墨电阻发热，对物料进行加热来达到工艺要求。 3 技术指标 极限真空度：6.6×10-4 Pa； 系统漏率：停泵关机后残余气体压力≤0.66Pa/h； 工作区尺寸：立式加热区?280×450mm（H） 均温区尺寸：? 180×220mm（H） 工作区温度：最高加热温度2200℃；
有关烧结配料的知识 一、烧结基础知识 1、烧结的含义 将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程。 2、烧结的方法 （1）鼓风烧结：烧结锅，，平地吹；以及带式烧结机。 （2）抽风烧结： a：连续式：带式烧结机和环式烧结机等； b：间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机；移动式烧结机，如步进式烧结机； （3）在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。 3、烧结生产的工艺流程 一般包括：原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节（见下图）。 机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。 现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺，应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。 4、烧结厂主要技术经济指标 烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 1>、利用系数 每台烧结机每平方米有效抽风面积（m2）每小时（h）的生产量（t）称烧结机利用系数，单位为t/（m2.h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示： 利用系数=台时产量（t/h）/有效抽风面积（m2） =总产量（t）/[总生产台时（t）×总有效面积（m2）] 台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示。这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。 利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。 2>、烧结机作业率 作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示： 设备作业率=运转台时/日历台时× 100% 日历台时是个常数，每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。 日历台时=台数× 24×天数 事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示： 事故率=事故台时/运转台时× 100% 设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准，进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=完好设备台数/设备总台数× 100% 3>、质量合格率 烧结矿的化学成分和物理性能符合原冶金部YB/T421-92标准要求的叫烧结矿合格品，不符合的烧结矿叫出格品（见附件表1-1）。 根据部颁标准的规定，实际生产检验过程及工艺试验中出现的一部分未检验品和试验品，不参加质量合格率的计算。因此： 质量合格率=（总产量-未验品量-试验品量-出格品量）/（总产量-未验品量-试验品量）× 100% 质量合格率是衡量烧结矿质量好坏的综合指标。 烧结矿合格品、一级品或出格品的判定根据其物理化学性能的检验结果而定，主要包括烧结矿全铁（TFe）、氧化亚铁（FeO）、硫（S）含量、碱度（CaO/SiO2）、转鼓指数（≥6.3mm）、粉末（< 5mm）等，有的厂还
真空烧结炉厂家_真空烧结炉自动化程度高 【盛阳工业炉真空烧结炉】真空烧结炉，是指正常工作时，锅炉内部压力低于外界大气压力，通过相变换热方式加热冷水的工业锅炉。真空状态并不是指压力为零，只要比外部气压低，都可以称之为“真空”。真空烧结炉利用的汽水凝结换热，在所有换热工况中，汽水凝结换热传热系数是高的。 #详情查看#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 真空烧结炉早于70年代初起源于日本，后来逐步在全世界得到推广，但以亚洲国家为主。在日本有TAKUMA、SANYO等知名真空烧结炉生产企业。我国在80年代就有一些厂家研制真空热水锅炉，但由于真空技术方面的问题，一直未得到推广,也没有成品机投入使用。直到90年代中后期，才出现
了一些真空锅炉生产企业。 真空烧结炉的关键技术是真空度要保持长久稳定，漏率极小。真空烧结炉对炉体强度的要求没有压力锅炉高，所以对焊接及材料选用没有压力锅炉严格，但是它对锅炉本体的整机密封性要求比压力锅炉高，真空漏气率指标要求很低。特别是运行后，炉体要经受反复的热胀冷缩，仍要求能保持很高的真空密封性。近几年有很多压力锅炉生产企业开始推出真空烧结炉，但是仍然采用压力锅炉一样的检测手段，产品质量是很难保证的。 #详情查看#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 真空烧结炉主要用于粉末冶金件和陶瓷材料的烧结及退火。 真空烧结炉硬质合金的高温烧结及烧结后直接淬火，以及金属制件的退火和优质钎焊。 真空烧结炉的技术特性： 1、该真空烧结炉为三室卧式内热型真空电阻炉，总体结构紧凑，占地面积小，耗氮气量低；设备适合连续生产；
2、冷却室可根据用户要求，实现油淬、气冷、高压气淬等多种功能； 3、加热室和冷却室之间装有复合式插板闸门（既可隔热又可密封的复合闸门），占用冷却室空间小，节约氮气消耗量，大大缩短生产辅助时间以节约能源。热闸阀框和阀板都有水冷通道，可以保证该炉在1300℃长期工作； 4、可选择配置金属钼或石墨类型的炉胆； #详情查看#【盛阳工业炉：真空烧结炉】 5、采用机械传动，比液压系统准确可靠，故障率低，维修简便。送料机构采用独特的分叉形式，送料机构不入油避免污染加热室，并可大幅度减少冷却室容积，节省冷却用氮气，降低真空烧结炉运行成本； 6、电控系统自动化程度高，稳定可靠，除装、出料外，全部可自动运行。电控系统采用可编程控制器（PLC）进行程序控制，可靠性强，自动化程度高。温度控制采用进口智能化温控仪以确保高精度控温，控温精度达到±0.1%。
高性能MIM真空烧结炉的主要特性和组件 Jerald Balinnang, Craig Moller, Geoffrey Somary 易普森美国 介绍 在过去的二三十年，金属注射成型（MIM）技术生产的零件日趋复杂，其应用领域已覆盖到种类繁多的不同行业。 随着市场对几何变形小、材料性能强的高品质零件需求的不断增长，MIM工艺已经扩散融合进各行各业的生产线，比如汽车、医疗器械和手机制造。高功率密度的领域（比如现代汽车引擎、动力总成和机械制造）要求结构小型紧凑的机械系统，因为它能够提供更大的创新潜能和更高的生产效率，此外，复杂的MIM零件还发挥出了诸多优势，比如它还能有效降低笔记本电脑和手机等量产产品的组装时间。 为满足行业对技术要求和相关规范不断发展的需要，我们必须探索MIM工艺设备在精确度及效率上的成长空间。当前的限制如零件的机械和化学性能以及光学外观主要由以下几个方面造成： 1.不均匀收缩（即：几何变形）： a.粉末和原料混合不均匀； b.注射和/或第一脱脂阶段引起的密度波动； c.烧结炉中温度不均匀。 2.化学分解和变色： a.不精确的工艺气体管理； b.粘结剂在第二脱脂环节再次沉积； c.残留的烧结炉污染物。 除了这些技术限制外，激烈竞争的市场环境将成本压力转移给零件制造商。正因如此，为了推动MIM行业向前迈步，收益更高、技术更精良的生产设备和材料至为关键。 除了高昂的原材料采购成本（如：细粒度的金属粉末，聚合物粘结剂和现成的注射原料），高温烧结是MIM工艺中主要成本驱动因素之一。脱脂烧结炉的投资和运行成本是MIM 零件生产商竞争能力的关键。另外，根据具体的生产状况来选择最合适的炉型，是在MIM行业取得成功的前提。 不同炉型的适用性 不考虑量身定做、高度专业化的系统，市场上大部分的烧结炉可以分为周期式真空炉和连续式气氛炉。注射成型和催化/脱脂后的褐色零件包含有残余的聚合物，这两种炉型都提供了热法去除聚合物的方案。