大型高爐無料鐘爐頂布料方式探討

程長貴

摘 要：傳統的高爐爐頂布料參數設定是根據生產操作人員的經驗進行人工設置，或者根據開爐前進行物料實驗得出的經驗公式進行布料，但都難以達到理想效果。文章介紹一種更為完善、更加合理的參數設定和料流曲線自動修正的布料方式，在韶關2 500 m3高爐上得到了成功的應用。

關鍵詞：無料鐘爐頂；布料曲線；自動修正

中圖分類號：TF5433 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）14-0169-02

高爐原料的配料、無料鐘爐頂爐的布料是高爐應用軟件重要組成部分。尤其是爐頂布料直接影響高爐爐況，也是確保高爐生產穩定、順行、低耗的關鍵系統。傳統高爐無料鐘爐頂布料存在以下問題：高爐爐頂布料參數設定是根據生產操作人員的經驗進行人工設置，布料料種只分焦炭、礦石兩類，造成布料參數不能隨不同的料批、不同的礦種變化而變化；溜槽傾角和溜槽旋卷圈數不能根據實際料線的變化而改變，造成布料不均衡；料流曲線只能憑經驗進行人工設置，或者根據開爐前進行物料實驗得出的經驗公式進行布料，對應的布料時間難以掌握，布料時間過短，造成布料不均勻，布料時間過長，又容易造成物料堆積和降低布料的能力。對于引進的無料鐘爐頂，PW公司建議做物料料流實驗，得出經驗公式供爐頂布料，但物料布料實驗需要耗費人力、物力、財力和時間，況且國內高爐所用的物料經常變化，那么原先實驗得出經驗公式又難以適用。因此有必要開發一種新的布料曲線模型。

1 實現高爐爐頂布料參數設定的基本方法

1.1 無料鐘爐頂布料主要設備組成

探尺、溜槽傾動、溜槽轉動、料流調節閥等。

1.2 配料設定

配料設定如圖1所示。

操作人員可根據不同的料制、不同的原料，設定出不同的布料料線、不同的布料方式、不同的布料傾角、不同的布料圈數。

1.3 溜槽參數設定

溜槽參數設定如圖2所示。

可根據不同的料線設定不同的溜槽傾角。

2 實現高爐爐頂料流曲線自動修正的基本方法

本系統包括料流調節閥、下密封閥，用于控制將原料裝入爐內。根據料種、重量、按設定的裝料曲線計算出下料閘開度，并與編碼器采集的位置信號比較，通過4～20 mA驅動比例閥形成閉環控制。通過下料罐稱量裝置及料流調節閥來控制料流量。

2.1 料流調節閥參數設定

料流調節閥參數設定表將物料分成焦炭、礦石、小礦三種，將料流調節閥的開度分成50個離散區間，每種物料流量對應的料流調節閥的開度可以由生產操作人員根據經驗人工設定，也可以計算機自動生成，自動修正。

2.2 料流曲線示意圖

料流曲線示意圖如圖3所示。

2.3 料流調節閥開度計算公式

K為物料常數，其值根據實驗求得，存貯在計算機（DCS）里；M為該次布料的總環數；S為溜槽旋轉一圈所需的時間，s；W為從稱量裝置中讀出的本次布料的總重量，t；Q為本次布料的計算料流量。

2.4 料流曲線自動修正

通過料流調節閥開度計算公式計算出本次料流量，然后通過流量/開度函數曲線的模型求出理論開度r值。如果此值不在工藝提出認可的最大/最小值范圍內，或者當計算機在自學習過程中的計算結果超出工藝提出認可的最大/最小值范圍內時則發出報警，要求人工干預。一條由操作人員根據實際經驗設定的曲線。畫面提供按紐用以切換是按人工方式還是用計算機計算方式，來取得料流值控制下料閘的開度。

以修正后或人工干預后的料流調節閥開度r值驅動調節閥，通過控制系統打開料流調節閥到這個值。

若求出的Q值不在Q—r曲線的坐標位置上，則利用插值法，求出最接近該值的r值。

當料流調節閥開到r值位置并完成布料后，根據布料結果對原有的Q—r曲線進行自動修正。料流調節閥開度r與料流速度Q的關系曲線在可控情況下自學習，執行自適應修正。在排料期間，料流調節閥開度保持不變。

3 結 語

本文重點敘述了計算機如何實現高爐爐無料鐘頂布料參數設定和料流曲線自動修正，并在韶關2 500 m3高爐上得到成功的應用。

參考文獻：

[1] 張玲，晁團效，李衛東，等.高爐無料鐘爐頂布料模式探索[J].河南冶金，2006，（5）.