济钢烧结混合料水分自动控制系统

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1、济钢烧结混合料水分自动控制系统■管襄华，王兴璞,孔冠宏（济南钢铁股份有限公司烧结厂，山东济南250101）［摘要］介绍了在济钢2台120m2烧结机实现烧结混合料水分自动控制的情况，对水分自动控制方案进行了分析，该控制系统投入运行后,取得了良好的控制效果,使烧结混合料的水分稳定率大幅提高,对改善烧结过程起到了良好作用o［关键词］烧结;混合料;水分自动控制;物料平衡烧结生产是一个复杂的物理化学过程,在烧结生产中，混合料水分是其中一个重要的参数。一般对混合料水分自动控制的目标是要保持混合料中的水分稳定在一个利于烧结的值，波动范围不能太大，一般为（7%〜9%）土0

2、.5%以内，若水分波动超过士1.0%时，对混合料的成球率及透气性的稳定性影响很大。济钢2台120m2烧结机的混料工艺包括3段混合，每台机有3个圆筒混合机，加水一般在一混和二混圆筒混合机内进行,在一混将除尘灰集中制浆,用管道将除尘灰浆打入一混的圆筒混合机,代替清水的添加。我厂原来在一混和二混采用人工看管加水,没有在线水分检测设备，由于操作工人的经验和责任心•不同，造成不同的班次、不同的时间水分的稳定程度存在较大的差异,而且人工对水分短时间的波动不可能做出调整。水分的波动已经成为影响我厂烧结机生产的主要制约因素。为解决这一问题,2002年济钢通过与芬兰罗德洛基

3、公司合作,在混合料水分自动控制方面展开了深入的研究，在对混合料水分准确测量的基础上，实现混合料的水分自动控制。1测■及控制系统的组成水分自动控制实际上是整个配料、混料系统共同控制的结果，仅仅对某个局部环节的水分检测和添加进行控制是不够的。在水分自动控制计算中除了水分的测量值和加水的水流量外，还需要引入的参数有:每一种物料的瞬时流量、每一种物料的水分含量、混合料总量瞬时流量、系统各环节的延时等,这些参数的测量首先要准确，另一方面各项参数的采集和控制信号的执行不可能集中在一处，因此需要有一个完整的计算机控制系统，分别对上述参数进行采集和控制，而且对这些参数的稳

4、定控制是实现水分稳定添加的前提，可以避免水分添加量的剧烈波动O1.1计算机控制系统软硬件为实现水分的自动控制以及其他工艺环节的自动控制，济钢120m2烧结机新上了一套覆盖整个烧结过程的计算机控制系统,该系统硬件采用法国施耐德公司的Quantum系列PLC,通过以太网和ModbusPlus网组成两级控制网，实现不同控制站和不同PLC主机之间数据的传输。在软件方面采用Quantum的编程软件Concept2.5编程软件，使用功能块FBD进行编程，实现水分的自动控制。水分自动控制系统的硬件组成如图1所示。1.2检测环节在烧结混合料水分检测上国内已经采用的方法

5、有:电导法、快速失重法、中子法、红外线法等，但是真正能够满足水分自动控制的产品并不多。通过在现场对不同测试方式、不同的厂家的多次试验,最终我们选择了NDC公司的MM710红外线水分仪，解决了水分在线检测这一难题。该水分仪解决了粉尘、水蒸汽、物料温度、形状对水分检测的影响，达到了在烧结工艺环境下长期、稳［收稿日期］2004—05—10；［修改稿收到日期］2004-06-17［作者简介］管襄华（1970—）,男，山东高密人，高级工程师,主要从事电气自动化专业技术和技术管理工作o定、在线运行的要求。在现场运行的测量精度为士0.3%。根据我们的使用情况来看,在物料

6、的配比发生较大的改变时，主要是混合料的粒度组成方式变化时,测量结果会发生偏差，但这是系统误差，可以通过改变目标水分设定值来进行修正,当然也可以对仪表的参数进行修正，但都不会影响水分自动控制的正常运行oQUANTUMPLC主机内部控制总线模拟量输入模块模拟量输出模块4〜20mA4〜20仪值分量水测勿质：各料济料瞬量厶口量流混总时

7、加水电动调节阀ki■图1水分自动控制系统硬件示意图一般水分自动控制系统在混合料槽对混合料水分进行检测，我们认为在混合料槽的水分检测只是对控制结果的一个验证，因为大多数工艺系统混合料从加完水到进入混合料槽，加上混合料槽本身对物料的存放

8、作用，滞后太大,故不宜将该测量值用于反馈控制。在控制系统资金预算紧张的情况下，可以不要该检测点。针对一混污泥流量的测量，考虑到烧结的含铁粉尘不能采用电磁流量计，我们选用了美国罗斯蒙特(Rosement)公司的质量流量计,解决了含铁尘泥的流量测量问题。2控制方案水分的控制应基于烧结物料平衡的思想。可采取的控制方法是:水分的添加在一混和二混分别进行。根据物料中已有的水分，在对一、二混要加入的水进行分配后，对一混的水分设定目标值，经过计算得到应加入的水量，采用PID调节控制加入的水量。在一混后的皮带上进行混合料水分和物料流量的测量，根据公式计算,得到二混应加的水

9、量，通过串级PID调节器，实现水分自动控制。二混的水分自动控制流程