大型高爐無(wú)鐘爐頂布料控制技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)(參考版)
2024-11-03 08:14本頁(yè)面
【正文】 實(shí)踐證明其觀點(diǎn)和手段新穎獨(dú)到、實(shí)用性強(qiáng)，具有極大的推廣應(yīng)用價(jià)值。 七高爐各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅在武鋼各高爐遙遙領(lǐng)先，其 利用系數(shù) 和燃料 比更 超越寶鋼、鞍鋼，在國(guó)內(nèi)大型高爐中處于領(lǐng)先水平，在世界上當(dāng)屬先進(jìn)水平 以此為基礎(chǔ)行成的無(wú)鐘爐頂布料控制模型，豐富和發(fā)展了爐頂?shù)纳喜空{(diào)劑功能，為高爐強(qiáng)化冶煉強(qiáng)度、提高利用系數(shù)和高爐的穩(wěn)定順行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為煉鐵經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的進(jìn)一部提升打開(kāi)了空間。產(chǎn)量提升的同時(shí)，焦比和噸鐵成本不斷降低，高爐煉鐵步入了穩(wěn)定順行、高產(chǎn)低耗的良性發(fā)展軌道，綜合經(jīng)濟(jì)效益節(jié)節(jié)攀升。 24 七高爐 2020 年 19 月份累計(jì)休風(fēng)率在全廠處于最低水平，只有 %，比 6高爐的 %低 倍，比全廠 %的休風(fēng)率低 倍，為高爐穩(wěn)定順行，高產(chǎn)低耗創(chuàng)造了條件。 課題研究實(shí)現(xiàn)的布料調(diào)節(jié)控制指標(biāo)達(dá)到 國(guó)內(nèi) 外 先進(jìn)水平 ， 對(duì)高爐穩(wěn)定順行、強(qiáng)化冶煉強(qiáng)度、提高利用系數(shù)和降耗節(jié)能起到了重大推進(jìn)作用，為大型高爐經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)一部提升打開(kāi)了空間。 課題研究提高了無(wú)鐘爐頂布料的穩(wěn)定性和布料精度，有效克服了布料振蕩，減少了布料偏析，為大型高爐均衡布料和準(zhǔn)確實(shí)施上部調(diào)劑創(chuàng)造了條件。 課題研究?jī)?yōu)化 和完善了無(wú)鐘爐頂?shù)墓に嚳刂?，使?fàn)t頂裝料、排料程序簡(jiǎn)潔明快，布料過(guò)程穩(wěn)定高效快速。 課題研究通過(guò)改進(jìn)和完善原有布料方式﹑探索新型布料方式以及實(shí)施新型組合布料方式，豐富和發(fā)展了無(wú)鐘爐頂?shù)牟剂喜僮髋c爐況調(diào)劑，為大型高爐優(yōu)化布料、降耗節(jié)能、穩(wěn)定順行創(chuàng)造了有利條件。 7 組合布料 正常生產(chǎn)時(shí) 智能化操作模式， 通過(guò)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和高爐專(zhuān)家系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高爐上部調(diào)劑功能，目前處于探索階段。通過(guò)優(yōu)化布料矩陣可使入爐焦比、煤比及利用系數(shù)等指標(biāo)不斷提高，生鐵成本逐步下降，爐況更趨穩(wěn)定。 4 多環(huán) 布料 正常生產(chǎn)時(shí) 可充分發(fā)揮無(wú)鐘爐頂布料靈活的優(yōu)勢(shì)，大幅度提高各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，保持爐況長(zhǎng)期穩(wěn)定順行，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽目標(biāo)。 3 單環(huán) 布料 在傾動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)仿大鐘布料。 2 扇形 布料 周向下料不均，風(fēng)口布局不合理，開(kāi)爐恢復(fù)時(shí)料面不穩(wěn)。 21 圖 14 無(wú)鐘爐頂布料操作方式 七高爐無(wú)鐘爐頂布料操作方式 序號(hào) 布料方式 適 應(yīng) 條件 作 用 1 定點(diǎn) 布料 爐況異常， 偏料嚴(yán)重，局部產(chǎn)生管道而崩料，長(zhǎng)時(shí)間封爐后開(kāi)爐時(shí)爐料下降不均。 通過(guò)改進(jìn)和完善原有布料方式﹑探索新型布料方式以及實(shí)施新型組合布料方式，七高爐已成功實(shí)施定點(diǎn)﹑扇形﹑單環(huán)﹑多環(huán)﹑螺旋﹑折返及其組合布料方式，并從容進(jìn)行布料方式的切換。 7. 無(wú)鐘爐頂布料報(bào)表 操作控制模型將實(shí)際布料的矩陣號(hào)﹑批號(hào)﹑步號(hào)﹑罐號(hào)﹑料種﹑布料方向﹑布料時(shí)間﹑角度﹑角位及其相應(yīng)角位上的份量組合成布料報(bào)表供高爐操作者實(shí)時(shí)監(jiān)控及查尋分析。 無(wú)鐘爐頂操作控制模型不僅實(shí)現(xiàn)了重量方式布料與時(shí)間方式布料，而且也實(shí)現(xiàn)了兩種布料方式的不間斷切換。重量方式下可進(jìn)行流量的計(jì)算和反饋。 19 5. 重量方式布料與時(shí)間方式布料的操作與不間斷切換。 布料操作的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)角度從 0 度到 180 度可選，一般選擇 60 度步進(jìn)角度就可使?fàn)t料在環(huán)形料面上均衡分布，避免產(chǎn)生環(huán)形偏料。 3. 布料操作的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)控制 無(wú)鐘爐頂操作控制模型新增了布料操作的旋轉(zhuǎn)步進(jìn)控制功能，以此控制料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)閥時(shí)機(jī)，從而使?fàn)t料在環(huán)形料面上均衡分布，避免產(chǎn)生環(huán)形偏料。 無(wú)鐘爐頂操作控制模型通過(guò)角度 角 位對(duì)照表和角度 角位轉(zhuǎn)換的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行無(wú)鐘爐頂角度 角位布料的不間斷映射，實(shí)現(xiàn)了按角度﹑角位兩種方法的布料操作、控制與切換。為了精確實(shí)施自動(dòng)裝配料工藝和爐況的上部調(diào)劑功能，開(kāi)發(fā)獨(dú)立于上位機(jī)的應(yīng)急矩陣系統(tǒng)很有必要。矩陣的細(xì)分能保證爐頂布料數(shù)據(jù)與槽下執(zhí)行矩陣及入爐料流數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確同步。 (2) 細(xì)分矩陣，將矩陣按區(qū)域分為槽下配料矩陣（ BP 矩陣）﹑爐頂布料矩陣（ BLT 矩陣），按功能分為通訊矩陣﹑工作矩陣， 按工作方式分為執(zhí)行矩陣﹑緩沖矩陣。 無(wú)鐘爐頂操作控制模型對(duì)無(wú)鐘爐頂矩陣系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化 : (1) 改進(jìn)矩陣的發(fā)送路徑，新方案由上位計(jì)算機(jī)通過(guò)爐料準(zhǔn)備 PLC 統(tǒng)一設(shè)定 17 圖 12 無(wú)鐘爐頂矩陣 槽下配料矩陣和爐頂裝料矩陣，取消爐頂 PLC 的矩陣設(shè)定及綁定功能，爐頂 PLC 只接收到達(dá)主皮帶的料流數(shù)據(jù)入罐，并以此料流數(shù)據(jù)布料。 傳統(tǒng)意義上一般由上位計(jì)算機(jī)分別在爐料準(zhǔn)備 PLC 設(shè)定槽下配料矩陣﹑在無(wú)鐘爐頂 PLC 設(shè)定裝料矩陣，當(dāng)原料進(jìn)入料罐時(shí)再進(jìn)行信號(hào)綜合 。 1. 布料矩陣的優(yōu)化 矩陣是用于設(shè)定高爐裝配料的格式化圖形化的數(shù)據(jù)參數(shù)（數(shù)組）集合。 (四 )、 無(wú)鐘爐頂操作控制方式的改進(jìn) 為充分發(fā)揮無(wú)鐘爐頂布料控制靈活多樣的優(yōu)勢(shì)，提高高爐上部調(diào)劑的實(shí)時(shí)性﹑準(zhǔn)確性和有效性，必須不斷改進(jìn)和完善無(wú)鐘爐頂?shù)牟剂喜僮髋c控 制。 (3) 獲取線性段特征值：（ A， B）線性段的特征值有： Sa， Sb， Fa， Fb (4) 計(jì)算線性流量：線性流量： F= Fa+（ S－ Sa）（ Fb－ Fa）／（ Sb－ Sa） (5) 計(jì)算流量反饋：流量反饋 =實(shí)測(cè)流量 — 線性流量 ，即： F△ =Fc— F (6) 流量偏差的調(diào)節(jié)：△ F=△ Fi— F△ A B Fb F Fc Fa Sa S Sb S（ 度） 0 F（ Kg/s） C 恒定開(kāi)度下實(shí)測(cè)的流量 16 無(wú)鐘爐頂布料控制模型建立在流量的檢測(cè)與反饋控制的基礎(chǔ)之上，流量反饋控制的引入使無(wú)鐘爐頂布料控制行成閉環(huán)，改善了布料控制的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性，增強(qiáng)了布料控制的抗干擾能力。 流量反饋計(jì)算方法： (1) 計(jì)算線性開(kāi)度：線性開(kāi)度 =實(shí)際開(kāi)度－開(kāi)度偏差 即： S= Si— △ S (2) 尋找線性段：根據(jù)線性開(kāi)度值確定它所在的線性段。時(shí)間間隔設(shè)定越小，流量波動(dòng)越大，間隔時(shí)間小于 5 秒的流量趨勢(shì)曲線波動(dòng)太大，沒(méi)有M F T C D E O A 圖 9 恒定開(kāi)度下實(shí)測(cè)的流量變化曲線 N B 14 實(shí)際意義； 掃描有效布料階段的流量稱(chēng)為 有效布料流量，必須對(duì)流量時(shí)間曲線進(jìn)行砍頭去尾
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