大型高爐無鐘爐頂布料控制技術的研究與開發(fā)-閱讀頁
2024-11-19 08:14本頁面
【正文】 S Sb （圖 8 流量開度線性化映射） S（ 度） 0 F（ Kg/s） 13 3 流量檢測環(huán)節(jié)： 實測的布料流量變化曲線如下 : (1) 爐料的密度﹑粒度﹑流動性及調節(jié)閥的出口壓差決定了調節(jié)閥只有開至一定角度才有流量值，圖中（ O， A）段； (2) 只有當調節(jié)閥開至設定角度不再動作時，流量值才相對穩(wěn)定下來，圖中（ A， B）段為開閥過程，（ B， C）段為相對穩(wěn)定的布料階段； (3) 布料過程實質是無數次微小的懸料與蹦料的交替組合，因此恒定 開度下的流量值具有波動性，如圖中波峰 M﹑波谷 N；另外，流量信號相對于 PLC處理器的時滯性加劇了這種波動。 (5) 經過延時﹑關閥，布料過程才告結束，圖中（ D， E）段 流量檢測程序： 掃描設定時間間隔的流量稱為隨機布料流量，如上圖的流量變化曲線為間隔時間設定 5 秒的的流量隨時間變化曲線，稱為 5 秒流量趨勢曲線。必須指出，流量反饋為負反饋信號，而開 度偏差為正，僅僅是曲線開度對應于實際開度的差值，不參與計算和反饋，僅作人工調整。如圖中 S∈（ Sa ， Sb）確定它位于（ A， B）線性段。反饋控制的引入提高了布料精度，使無鐘爐頂布料時間偏差嚴格控制在 5 秒以內，避免了布料振蕩和布料偏析，為準確實施上部調劑創(chuàng)造了有利條件。 通過對無鐘爐頂布料特性的分析研究，并結合具體爐型爐況的布料特點﹑布料效果﹑適用場合，七高爐探索實施了多種無鐘爐頂布料控制方式，并總結形成自主開發(fā)的無鐘爐頂操作控制模型。通過操作矩陣，可確定周期性的入爐爐料品種成份份量及爐料在爐內料面的分布和堆積次序，從而實現高爐的自動裝配料工藝和爐況的上部調劑功能。如果計算機或網絡工作不穩(wěn)，通訊矩陣數據的準確性和一致性不能保證，高爐有可能執(zhí)行異步矩陣乃至混料。此方式能保證工作矩陣﹑執(zhí)行矩陣和料流數據的準確性和一致性。緩沖矩陣用于矩陣切換及料流數據的緩存。 (3) 開發(fā)應急矩陣，矩陣是高爐裝配料最核心的參數標，矩陣的設定﹑發(fā)送與接收必須保持高度的精確性﹑有效性和穩(wěn)定性。 18 2. 角度﹑角位布料的設定與切換 布料方式設定的目標始終是爐內料面的環(huán)型區(qū)域，用角位布料無疑更直觀，而用角度布料將得到連續(xù)的徑向布料區(qū)間。 無鐘爐頂操作控制模型還將角度﹑角位布料延伸到扇形布料和折返布料，使它們能按角度﹑角位設定的布料份數進行布料操作與控制。 旋轉步進控制信號取自料罐空值到來時的旋轉位置角度，并且分品種掃描，下次該品種布料時，當旋轉位置角度的實 際值與上次掃描的信號值之差大于（順時針步進）或小于（逆時針步進）旋轉步進角度時開料流調節(jié)閥，開始品種布料。 4. 分品種布料 無鐘爐頂操作控制模型通過矩陣、料線、角度 角位及流量 開度映射的分品種設定實現了按焦炭、大燒、小燒的分品種布料和布料份量的分品種顯示與統(tǒng)計。 重量方式是以爐頂稱量值決定爐料在爐內料面的分布，正常情況下一般采用重量方式實現爐 頂精確布料。 時間方式是以槽下稱量值決定爐料在爐內料面的分布，當爐頂稱量裝置工作異常時一般采用時間布料方式，時間方式下不能進行流量的計算和反饋。 6. 恒開度布料與恒料流布料的操作與不間斷切換。 無鐘爐頂布料報表 裝料時間 批 號 矩陣 號 步 號 罐 號 品 種 排料時間 開 度 流 量 角位角度布料重量 11 10 9 9 7 6 5 4 3 2 1 圖 13 無料鐘爐頂布料報表 20 8. 布料操作方式的改進和完善 布料操作 方式的改進和完善是是無鐘爐頂布料控制模型的根本點和最終目標，基于上部調劑的需要，高爐操作要求靈活多樣的布料矩陣以及相互間的快速切換。 上部調劑功能的加強，對高爐優(yōu)化布料、降耗節(jié)能、穩(wěn)定順行和提升高爐冶煉強度起到了立竿見影的作用。 可以迅速糾正偏料，有利于恢復爐況，避免爐況惡化，徹底消除因偏料而附加大量凈焦，降低能耗。 可改善爐料分布，避免爐料結構發(fā)生變化而導致熱制度失常，對爐況的恢復產生積極影響。 一種應急布料方式，短時間內可維持高爐正常生產，使損失降至最低限度。 5 螺旋 布料 正常生產時 比多環(huán)布料更靈活，更有效。 6 折返布料 正常生產時 大幅提高煤氣利用，使煤氣中 CO2提高到 20%以上，從而提高焦碳負荷，降低入爐焦比和能耗，創(chuàng)造更優(yōu)的綜合經濟技術指標。 22 圖 15 扇形布料的設定與操作 圖 16 折返布料的設定與操作 例 1 扇形布料的設定與操作 例 2 折返布料的設定與操作 23 四、 課題研究應用效果 課題組總結武鋼應用無料鐘爐頂技術多年的經驗，開發(fā)出適合大型高爐布料的料流跟蹤模型、步序控制模型、流量控制模型和操作控制模型，其觀點和手段新穎獨到、實用性強，技術先進成熟并有明顯的創(chuàng)造性。七高爐已優(yōu)化實施了定點﹑扇形﹑單環(huán)﹑多環(huán)﹑螺旋﹑折返及其組合布料方式，并從容進行切換。通過優(yōu)化，七高爐無鐘爐頂的工作狀態(tài)更加穩(wěn)定，裝配料效率明顯提高，不僅實現了焦炭、大燒、小燒及附加料的分品種布料，而且上料速度也提升到 8 批 /小時以上。七高爐的布料時間偏差控制在 5 秒以內，布料誤差低于 5%，相對于武鋼其它高爐 15%的布料誤差有大幅降低。 較武鋼其它高爐，七高爐爐頂故障大幅度降低，作業(yè)率顯顯著提高。 七高爐創(chuàng)造了快速開爐、四天達產的歷史記錄，開爐第一個月利用系數便達到 以上，年平均利用系數超過 ，并創(chuàng)造了大型高爐利用系數 的世界先進水平 。七高爐無鐘爐頂布料控制優(yōu)化的效果充分體現了科技進步對生產力的巨大促進作用。無鐘爐頂布料控制模型為智能化監(jiān)控軟件應用于高爐操作（如在線監(jiān)測系統(tǒng)，高爐專家系統(tǒng)）構筑了具體詳實的數據平臺，為高爐保持良好的爐型爐況奠定了基礎。
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