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豎爐簡(jiǎn)介

    目前生產(chǎn)球團(tuán)礦的設(shè)備主要有豎爐、帶式焙燒機(jī)以及鏈篦機(jī)一回轉(zhuǎn)窯，在我國(guó)多數(shù)中小鋼鐵廠主要以豎爐作為球團(tuán)生產(chǎn)的設(shè)備。

豎爐的分類

根據(jù)工藝不同可分熔煉豎爐和焙燒豎爐。
1．熔煉豎爐
常用的有高爐、沖天爐和冶煉鉛、鋅用的鼓風(fēng)爐，爐體的外圍一般是鋼制結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用耐火材料砌成。常用的豎爐一般還會(huì)在下部的高溫帶內(nèi)襯中布置循環(huán)水箱，甚至有些會(huì)有鋼板水套做成水冷壁。水冷壁是通過(guò)采用帶走爐內(nèi)高溫帶熱量的方法有效延長(zhǎng)爐子的使用壽命，達(dá)到有效提高生產(chǎn)效率的目的。
2．焙燒豎爐
焙燒豎爐就是用來(lái)焙燒各種物料的設(shè)備，可以焙燒鐵礦石、鐵精礦球團(tuán)、有色金屬、礦石、粘土礦物等。焙燒時(shí)物料一直處于固體狀態(tài)。焙燒豎爐是一種用于焙燒冶金球團(tuán)的設(shè)備，是最早的焙燒球團(tuán)設(shè)備，它內(nèi)部構(gòu)造主要由爐墻組成的爐膛，設(shè)于爐膛下端的齒輥卸料器和電磁振動(dòng)給料機(jī)，在齒輥卸料器的上部有承重水梁，該水梁由六組管道組成，循環(huán)水從管道內(nèi)部流過(guò)，從另一端流出，排到循環(huán)水池外部，不斷循環(huán)以保證水梁工作在高溫爐膛內(nèi)不會(huì)由于高溫而導(dǎo)致水梁變形，從而影響豎爐的正常使用。使?fàn)t墻下部設(shè)有冷卻風(fēng)口和助燃風(fēng)口，爐膛內(nèi)設(shè)有與爐膛內(nèi)外相通的煤氣管道，該煤氣管道爐膛內(nèi)部設(shè)有火道口。它內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單，煤氣可在爐內(nèi)直接燃燒，熟球質(zhì)量均勻，產(chǎn)量高。
球團(tuán)豎爐的產(chǎn)品用于冶金高爐冶煉鐵水的原料，產(chǎn)品形狀為圓形，一般8—16毫米。球團(tuán)豎爐原料一般為磁鐵礦粉、褐鐵礦粉、赤鐵礦粉，鐵精礦、輔料為膨潤(rùn)土n引。在該球團(tuán)工藝中使用的是焙燒豎爐。料柱高，冷卻風(fēng)向上通過(guò)焙燒帶時(shí)，料層中氣流速度高，壓力大，需要很多的冷卻風(fēng)。

球團(tuán)簡(jiǎn)介

球團(tuán)是一種人工造塊狀原料的方法，將粉末狀物質(zhì)轉(zhuǎn)變成物理性能和化學(xué)組成能夠滿足下一步加工要求的過(guò)程n引。球團(tuán)法是將配料好的的精礦粉，經(jīng)過(guò)烘干、造球、焙燒、氧化還原、冷卻工藝后形成粒度均勻、性能較好的球團(tuán)礦。

球團(tuán)分類及其優(yōu)缺點(diǎn)

1．人工造塊方法分類
人工造塊可分為：燒結(jié)、球團(tuán)和壓團(tuán)。
2．球團(tuán)和燒結(jié)的區(qū)別
球團(tuán)和燒結(jié)都是將粉狀或細(xì)粒物料通過(guò)一系列反應(yīng)生成塊狀物料，并能在物理和化學(xué)性能上滿足客戶的需求。
球團(tuán)對(duì)原料的粒度要求較高，粒度越細(xì)越好；相對(duì)來(lái)說(shuō)，燒結(jié)對(duì)原料的要求不太高，需要原料的粒度比球團(tuán)的粒度要粗一些。燒結(jié)主要是液相固結(jié)。生產(chǎn)球團(tuán)在配料中不需要燃料，只需添加膨潤(rùn)土：而燒結(jié)在配料中需要燃料，但是不需要添加劑。
球團(tuán)粒度小并且均勻，在豎爐中有很好的透氣性，冷態(tài)強(qiáng)度高，便于運(yùn)輸、裝卸和存貯，粉末少。但是球團(tuán)還原膨脹率比燒結(jié)礦高n引。球團(tuán)投資價(jià)格略高于燒結(jié)，但按含鐵量相比球團(tuán)投資費(fèi)用稍低一些。球團(tuán)礦的燃料費(fèi)比燒結(jié)礦低，但動(dòng)力費(fèi)又比燒結(jié)礦高。
生產(chǎn)球團(tuán)礦排入大氣的灰塵含量和煙氣含塵量少，有益于環(huán)境的保護(hù)。
3．球團(tuán)與壓團(tuán)的區(qū)別
球團(tuán)和壓團(tuán)相比，球團(tuán)更適于大規(guī)模生產(chǎn)，粒度均勻，高爐爐料具有很好的透氣性，孔隙率高，還原性好，冷態(tài)強(qiáng)度高，便于運(yùn)輸和存儲(chǔ)，不易破裂。

豎爐球團(tuán)工藝

    鋼廠主要用的原料是鐵精礦和膨潤(rùn)上，對(duì)每一批的鐵精礦進(jìn)行抽樣，得出鐵精礦含氧量，根據(jù)用戶要求按照一定的比例進(jìn)行配料，配料后經(jīng)倉(cāng)壁振動(dòng)器進(jìn)入圓筒烘干機(jī)烘干、然后配料進(jìn)入潤(rùn)磨機(jī)潤(rùn)磨，接著進(jìn)入圓盤(pán)造球機(jī)，造球結(jié)束后進(jìn)行生球篩分，將已達(dá)到粒度要求的生球通過(guò)布料車進(jìn)入豎爐進(jìn)行焙燒，篩分下來(lái)的碎球經(jīng)皮帶進(jìn)入圓盤(pán)造球機(jī)進(jìn)行二次造球。生球經(jīng)布料小車均勻穩(wěn)定地將原料布到豎爐頂部的干燥床，通過(guò)干燥床開(kāi)始進(jìn)入干燥、焙燒、氧化還原，冷卻環(huán)節(jié)，然后由齒輥卸料器卸料，電磁振動(dòng)給料機(jī)將焙燒好的球團(tuán)通過(guò)鏈板機(jī)運(yùn)送到成品礦倉(cāng)，成品球團(tuán)運(yùn)到高爐。該鋼廠具體工藝流程如圖所示。

造球工藝簡(jiǎn)介

造球又稱滾動(dòng)成型，是球團(tuán)礦生產(chǎn)的一道重要環(huán)節(jié)，該工序影響著整個(gè)球團(tuán)生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定，同時(shí)生球質(zhì)量的好壞對(duì)成品球團(tuán)礦的質(zhì)量起著很大的影響。

造球過(guò)程中的影響因素

1．原料性質(zhì)：原料親水性越高，成球性就越強(qiáng)，原料顆粒形狀不同，所生產(chǎn)的球團(tuán)強(qiáng)度也不同。
2．原料濕度：球團(tuán)濕度對(duì)成球影響很大，原料濕度不足時(shí)，生球強(qiáng)度較低，濕度較高時(shí)，成球速度較快但是成品球團(tuán)容易互相粘接在一起，導(dǎo)致生球粒度分布不均，同時(shí)原料的水分過(guò)多，在造球時(shí)便會(huì)污染造球機(jī)，降低圓盤(pán)造球機(jī)工作效率，生成球團(tuán)強(qiáng)度低也會(huì)給存貯和運(yùn)輸造成困難。
3．原料的粒度和粒度的組成：礦石粒度越大，氧化還原時(shí)礦石的表面和內(nèi)部還原不均勻，但礦石粒度過(guò)小時(shí)，氧化還原煤氣和礦石不能充分接觸。在礦石粒度范圍越小，氧化還原效率越高；若礦石粒度范圍越寬，氧化還原效率越低。因此所選原料要有合適的粒度。

工藝條件對(duì)造球過(guò)程的影響

(1) 要使生球的粒度、濕度等滿足用戶要求，也要考慮造球方法和操作條件。
(2) 需要考慮以下一些參數(shù)：加水進(jìn)料制度、造球機(jī)的工藝設(shè)備參數(shù)、成球時(shí)間、用戶對(duì)成品球的要求。
(3) 對(duì)成品礦的影響最大的是豎爐焙燒環(huán)境，豎爐焙燒的爐身溫度、火道溫度、爐篦溫度、冷卻風(fēng)流量、助燃風(fēng)流量都分別對(duì)成球起著不同的作用，爐身溫度、火道溫度、爐篦溫度都是由煤氣流量決定，所以煤氣壓力和風(fēng)機(jī)壓力對(duì)成球起著至關(guān)重要的作用。

球團(tuán)工藝中主要設(shè)備

1．干燥爐：干燥爐就是利用煤氣作為燃料直接燃燒。在該豎爐球團(tuán)工藝中的燃料主要是高爐煤氣。
2．倉(cāng)壁振動(dòng)器：倉(cāng)壁振動(dòng)器也稱防閉塞裝置、倉(cāng)壁振動(dòng)器亦可用于清除各種倉(cāng)壁、管道粘結(jié)物料，也可以當(dāng)作振動(dòng)漏斗、振動(dòng)給料機(jī)等的振動(dòng)源。
3．圓筒干燥機(jī)：圓筒干燥機(jī)一種用來(lái)干燥大批物料的設(shè)備，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，可操作性強(qiáng)，處理能力大，物料的適應(yīng)性強(qiáng)，可以烘干各種物料，且設(shè)備操作簡(jiǎn)單可靠。
4．圓盤(pán)造球機(jī)：用于鐵礦粉造球，是各種球團(tuán)廠的主要配套設(shè)備¨"。將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后，進(jìn)入圓盤(pán)造球頂部的混合料倉(cāng)，均勻地向造球機(jī)布料，同時(shí)由水管供給霧狀噴淋水，傾斜布置的圓盤(pán)造球機(jī)，由機(jī)械傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)，混合料加噴淋水在圓盤(pán)內(nèi)滾動(dòng)生成球團(tuán)。
5．生球篩分機(jī)：生球篩分機(jī)是將成形的生球和碎球分離開(kāi)，生球進(jìn)入豎爐，碎球則進(jìn)行二次造球，直到滿足要求。
6．齒輥卸料機(jī)：一種用于豎爐上的齒輥卸料器，其包括外伸傳動(dòng)軸、帶有齒銷的齒輥體以及傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，齒輥排料機(jī)具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)支承將齒輥排料機(jī)固定在爐體支撐架上，齒輥體離旋轉(zhuǎn)支撐較遠(yuǎn)處的一端支撐在爐體支撐架上，傳動(dòng)系統(tǒng)懸掛在齒輥機(jī)外伸傳動(dòng)軸上。該齒輥排料機(jī)使用時(shí)將若干套齒輥機(jī)獨(dú)立地安裝于豎爐的下料部
位，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)豎爐齒輥排料機(jī)所無(wú)法達(dá)到的排料、松料效果，且具有檢修方便、設(shè)備重量輕、工作壽命長(zhǎng)、材質(zhì)要求低、密封效果好、松料和排料控制靈活、日常維護(hù)費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn)。
7．電磁振動(dòng)給料機(jī)：是用于把原料從存料設(shè)備中按照一定速度或頻率輸送給收料設(shè)備，是實(shí)行流水作業(yè)的自動(dòng)化的設(shè)備。該種給料機(jī)主要用于松散物料。
8．電加熱器(站)：電加熱是一種能夠?qū)ψ鳛榻橘|(zhì)的氣體、流動(dòng)中的液體進(jìn)行加熱、提升溫度的電加熱裝置，其是一種質(zhì)量較高和使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)的電加熱設(shè)備。工作原理是，電加熱裝置的電熱器件在電力驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生很大的能量，同時(shí)用來(lái)加熱的氣體或液體介質(zhì)在壓力作用下通過(guò)加熱腔，加熱介質(zhì)會(huì)均勻地帶走電熱器件產(chǎn)生的能量，使加熱介質(zhì)溫度達(dá)到用戶要求。在該豎爐球團(tuán)工藝中，電加熱器主要是為齒輥卸料機(jī)提供熱源。
9．鏈板機(jī)：鏈板輸送機(jī)也稱為鏈板機(jī)，它可實(shí)現(xiàn)彎道輸送。鏈板機(jī)的特點(diǎn)是：適用范圍廣。它可長(zhǎng)距離輸送粘度特別大的物料、一般固態(tài)物料和成件物，輸送能力大，輸送布線方便靈活。和網(wǎng)帶式輸送機(jī)相比，鏈板式輸送機(jī)可以在傾斜度達(dá)30。--35。，彎曲半徑為5—8m的高傾角、小半徑條件下實(shí)現(xiàn)物料的輸送，在其輸送過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)輸
送物料的冷卻、干燥、分類、裝配等多種工藝加工，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

豎爐球團(tuán)礦的不足以及發(fā)展前景

存在不足

1．隨著豎爐生產(chǎn)工藝的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，操作管理水平的提升，豎爐球團(tuán)的產(chǎn)量達(dá)到了新的水平，一座8平方米豎爐年產(chǎn)30萬(wàn)噸已不是一件難事，但是使用年限不足5年；
2．球團(tuán)礦質(zhì)量良好，基本滿足本廠高爐的冶煉要求，但是不同的原料，生產(chǎn)的球團(tuán)礦質(zhì)量也不相同，這需要操作人員經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)豐富；
3．各廠豎爐主要指標(biāo)相差很大，除原料原因外和用戶對(duì)球團(tuán)礦的不同需求下，在操作管理方面還存在不少薄弱環(huán)節(jié)。

發(fā)展前景

三十多年的研究與改進(jìn)，中國(guó)的豎爐球團(tuán)礦生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但從發(fā)展角度考慮，有以下一些發(fā)展前景：
1．大力發(fā)展大型球團(tuán)豎爐幢¨。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的不斷努力，中國(guó)最大的16平方米球團(tuán)豎爐的年產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)了原設(shè)計(jì)水平。球團(tuán)礦的質(zhì)量及煤氣、電耗各項(xiàng)指標(biāo)也保持在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。今后有條件的企業(yè)在建設(shè)中可以優(yōu)先選擇16平方米豎爐。在建設(shè)規(guī)模相同條件下，建設(shè)兩座8平方米豎爐比建設(shè)一座16平方米豎爐基建投資多30％左右；
2．開(kāi)發(fā)能夠有效代替膨潤(rùn)土功能的低成本、高效益凝結(jié)劑，力爭(zhēng)在豎爐使用過(guò)程中凝結(jié)劑的用量低于每噸20千克陵1；
3．研究開(kāi)發(fā)用煤作燃料的球團(tuán)豎爐，為在礦山建設(shè)豎爐球團(tuán)工藝創(chuàng)造良好條件；
4．改善原料條件，提高精礦鐵品位，降低SiO,含量嘲嘲1。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)潤(rùn)磨機(jī)，解決豎爐原料粒度偏大的難題，從原料著手，切實(shí)提高豎爐的產(chǎn)量和質(zhì)量：
5．研制導(dǎo)風(fēng)墻及其水梁的新材質(zhì)，新結(jié)構(gòu)，提高操作技術(shù)水平，延長(zhǎng)其使用年限；
6．加強(qiáng)數(shù)學(xué)模型研究，建立豎爐焙燒有關(guān)參數(shù)(煤氣溫度、壓力和流量和冷卻風(fēng)的
壓力和流量)與其各個(gè)影響因素間的定量經(jīng)驗(yàn)公式，建立豎爐優(yōu)化模型，為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)分析

豎爐焙燒是豎爐球團(tuán)工藝中起著至關(guān)重要的作用，直接影響球團(tuán)礦的好壞以及成品礦的產(chǎn)量，要獲得質(zhì)量更好的球團(tuán)礦以及更高的產(chǎn)量，就必須分析豎爐的內(nèi)部構(gòu)造，這樣才能熟悉生球在豎爐內(nèi)部的干燥、焙燒、氧化還原及冷卻環(huán)節(jié)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

                                    豎爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

    經(jīng)圓盤(pán)造球機(jī)造球后的生球經(jīng)過(guò)皮帶運(yùn)送到布料車，然后由布料車均勻穩(wěn)定地布料到豎爐頂部的干燥床，然后生球要通過(guò)預(yù)熱、焙燒、還原和冷卻環(huán)節(jié)。生球在預(yù)熱、焙燒和氧化還原三個(gè)溫度區(qū)間要進(jìn)行熱交換和熱傳遞，所需要的熱量來(lái)自豎爐兩側(cè)燃燒室，熱量由高爐煤氣提供；焙燒好的熟球進(jìn)入冷卻帶，經(jīng)冷卻風(fēng)冷卻后，由齒輥卸料器卸到電磁振動(dòng)給料機(jī)上，然后電磁振動(dòng)給料機(jī)將焙燒好的球團(tuán)卸料到鏈板機(jī)上，最后由鏈板機(jī)運(yùn)送成品球到成品貨倉(cāng)。
    豎爐內(nèi)部球團(tuán)由干燥帶下落到冷卻帶，爐內(nèi)的煤氣和助燃風(fēng)要從焙燒帶上行到干燥帶，冷卻風(fēng)從冷卻帶經(jīng)導(dǎo)風(fēng)墻進(jìn)入到干燥帶。豎爐東西兩側(cè)設(shè)有燃燒室和火道口，煤氣和助燃風(fēng)分別經(jīng)管道進(jìn)入燃燒室內(nèi)混合燃燒m1，產(chǎn)生大量的爐內(nèi)廢氣，受壓力作用進(jìn)入爐膛，并向干燥帶流動(dòng)。在向上流動(dòng)過(guò)程中與下落的球團(tuán)進(jìn)行熱交換，并通過(guò)熱交換給球團(tuán)加熱使其溫度升高。豎爐下側(cè)設(shè)有冷卻風(fēng)進(jìn)口管道，冷卻風(fēng)在豎爐內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)風(fēng)墻向上流動(dòng)，將熟球冷卻，與此同時(shí)冷卻風(fēng)被加熱，冷卻交替，通過(guò)導(dǎo)風(fēng)墻上升到爐身上部，回收熱量，并烘干由布料皮帶和布料車運(yùn)送過(guò)來(lái)的生球。

豎爐部分自動(dòng)控制系統(tǒng)控制目標(biāo)

根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況和系統(tǒng)的控制要求，本文提出以下一些控制目標(biāo)：
1．根據(jù)工藝要求對(duì)烘干系統(tǒng)煤氣、助燃風(fēng)閥門(mén)的自動(dòng)控制(通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度控制)：
2．對(duì)豎爐系統(tǒng)的煤氣、助燃風(fēng)、冷卻風(fēng)閥門(mén)的自動(dòng)控制(通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度控制)；
3．現(xiàn)場(chǎng)本地儀器儀表參數(shù)顯示，儀器儀表主要有流量計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)、液位計(jì)、變頻器、閥門(mén)開(kāi)度顯示等：
4．八條皮帶機(jī)以及布料小車的自控控制，經(jīng)配料結(jié)束后的原料先經(jīng)l#皮帶開(kāi)始運(yùn)送，然后經(jīng)2#皮帶將配料的烘干，然后輸送到4#皮帶進(jìn)行潤(rùn)磨，潤(rùn)磨后通過(guò)5#皮帶運(yùn)送到3#皮帶，這時(shí)通過(guò)3#皮帶、6#皮帶運(yùn)送到混合倉(cāng)、圓盤(pán)造球機(jī)造球，造好的生球通過(guò)7#皮帶進(jìn)入生球篩分機(jī)，篩下的生球通過(guò)8#皮帶、布料小車進(jìn)入豎爐焙燒，篩下的碎球由3#皮帶、6#皮帶輸送到圓盤(pán)造球機(jī)二次造球。配料結(jié)束，皮帶運(yùn)行，需要從最后一個(gè)皮帶機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，然后l#皮帶最后運(yùn)行；皮帶停止時(shí)，與運(yùn)行開(kāi)啟順序相反，由最后運(yùn)行的皮帶最先停止，即逆序啟動(dòng)、順序停止，這樣設(shè)計(jì)可以避免堆料、堵料，而且可以保證運(yùn)行的穩(wěn)定和安全；
5．配料倉(cāng)振動(dòng)器、造球倉(cāng)壁振動(dòng)器、圓筒干燥機(jī)、螺旋給料機(jī)、振動(dòng)漏斗、圓盤(pán)造球機(jī)、生球篩分機(jī)、齒輥卸料機(jī)、電磁振動(dòng)給料機(jī)、鏈板機(jī)、供水泵等設(shè)備等設(shè)備的自動(dòng)控制；
6．豎爐內(nèi)部各個(gè)參數(shù)在上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)操作柜均顯示，豎爐系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工藝參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的生產(chǎn)狀況，各種閥門(mén)的啟停狀態(tài)和開(kāi)度，重要運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)和歷史曲線以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障和工藝參數(shù)的超限的報(bào)警窗口和報(bào)警燈閃爍提示；
7．隨時(shí)對(duì)豎爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行采集，并存貯到上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中，生成豎爐運(yùn)行狀況報(bào)表，可供操作人員隨時(shí)查詢、打??；
8．當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，自動(dòng)彈出報(bào)警窗口，并隨時(shí)可供操作人員記錄、查詢、打印報(bào)警事件；
9．系統(tǒng)具有故障自診斷和自動(dòng)報(bào)警功能，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，根據(jù)上位機(jī)監(jiān)控界面的顯示判斷故障來(lái)源，并通過(guò)提示燈閃爍和報(bào)警窗口提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員及時(shí)排查故障。
10．現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制站與中央控制站之間的通訊與數(shù)據(jù)交換。

豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則如下：

1．應(yīng)遵循“集中管理，分散控制，數(shù)據(jù)共享"的原則，采用分布式結(jié)構(gòu)。整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先要運(yùn)行穩(wěn)定可靠、控制簡(jiǎn)單、維護(hù)方便。而且在以后現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的維護(hù)方面做到成本低并便于擴(kuò)展等：
2．自控系統(tǒng)應(yīng)滿足豎爐球團(tuán)鋼廠安全穩(wěn)定運(yùn)行原則，應(yīng)具有暢通的通訊能力，具有自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)報(bào)警等功能；運(yùn)行管理方面降本增效，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行；
3．該控制系統(tǒng)應(yīng)具備“遠(yuǎn)程控制”、“現(xiàn)場(chǎng)控制"操作模式。當(dāng)需要自動(dòng)控制時(shí)，采用“遠(yuǎn)程控制"模式，當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可采用“現(xiàn)場(chǎng)控制"模式；
4．上位機(jī)監(jiān)控界面友好，可以非常形象的模擬出整個(gè)廠區(qū)設(shè)備情況，并且方便操作人員的控制。對(duì)豎爐工藝各種數(shù)據(jù)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，方便觀測(cè)和控制，設(shè)置管理員操作權(quán)限，保證了在控制當(dāng)中的安全性；
5．通過(guò)對(duì)球團(tuán)工藝的分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的考察，設(shè)計(jì)豎爐球團(tuán)生產(chǎn)效率優(yōu)化模型。

豎爐球團(tuán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，系統(tǒng)的控制設(shè)備主要分布在總控室和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制站。豎爐部分的控制箱都放在了總控室。按照豎爐球團(tuán)自動(dòng)系統(tǒng)的控制要求，系統(tǒng)可分為：
    第一層為處于系統(tǒng)底層——設(shè)備層。該層主要有電動(dòng)蝶閥、放散閥、各種儀器儀表、變頻器以及快切閥等。主要完成生產(chǎn)設(shè)備的操作和工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè)，執(zhí)行來(lái)自PLC的程序指令，并做出相應(yīng)的操作或顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參數(shù)。
    第二層為PLC控制層，主要完成各種操作、實(shí)時(shí)和歷史參數(shù)的監(jiān)測(cè)、連鎖動(dòng)作、報(bào)警的自動(dòng)處理等功能。完成整個(gè)系統(tǒng)PLC站的控制網(wǎng)絡(luò)集成，負(fù)責(zé)接收從設(shè)備層傳送的信息、數(shù)據(jù)和上位機(jī)控制的命令，并將這些命令再反饋到設(shè)備層，完成中央信息層與設(shè)備層之間的信息、數(shù)據(jù)、命令傳輸及交換。
    第三層為中央信息層，即上位機(jī)控制層。在該豎爐球團(tuán)控制系統(tǒng)，中央信息層由三個(gè)監(jiān)控機(jī)構(gòu)成，而監(jiān)控上位機(jī)是由工業(yè)控制機(jī)(Pc機(jī))、液晶顯示器和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等組成。完成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)參數(shù)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的控制，歷史數(shù)據(jù)的記錄、查看，報(bào)警與故障的提示和處理、實(shí)時(shí)和歷史曲線的查看等功能。

豎爐焙燒工藝流程分析

從豎爐工藝的流程上看，豎爐工作可分為以下幾個(gè)控制階段，各個(gè)階段工藝過(guò)程的作用和特點(diǎn)如下：
1．溫度控制環(huán)節(jié)
豎爐內(nèi)溫度的分布情況決定著球團(tuán)礦質(zhì)量的好壞啪1。豎爐焙燒球團(tuán)礦的過(guò)程可以分為有五個(gè)部分，分別為干燥帶、預(yù)熱帶、焙燒帶、均熱帶和冷卻帶，其理想的溫度分布

    布料車將料均勻布到干燥床上進(jìn)行干燥。其作用是脫去生球中的水分。干燥生球速度越快，在豎爐中的時(shí)間就越短，但是干燥速度快到一定程度，就容易引起生球產(chǎn)生裂痕；為了使生球干燥速度快又不易產(chǎn)生裂痕，則要對(duì)干燥帶的溫度進(jìn)行控制。生球的初始濕度越高，破裂溫度越低。如果放慢了干燥生球的速度，那么也就是在一定程度上制約了豎爐球團(tuán)的產(chǎn)量，所以不能單單限制干燥速度。干燥帶的溫度是由冷卻風(fēng)和上行焙燒風(fēng)決定，所以要調(diào)節(jié)好煤氣和空氣的比例。
    生球干燥完成后，進(jìn)入預(yù)熱帶。預(yù)熱是個(gè)溫度的過(guò)渡階段，為焙燒帶創(chuàng)造良好的溫度條件。球團(tuán)穿過(guò)預(yù)熱階段，其目的在于：去除干燥過(guò)的生球中的殘留水分，使生球的溫度逐漸升高，避免由于溫度劇升而產(chǎn)生的局部膨脹和裂痕，并保證球團(tuán)在豎爐內(nèi)有足夠的時(shí)間使氧化亞鐵充分地氧化。
    然后進(jìn)入焙燒帶。在焙燒帶發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng)，氧化亞鐵開(kāi)始氧化還原。物料一般在焙燒帶的理想溫度為1000℃一1200℃，如果溫度過(guò)高的話會(huì)使球團(tuán)燒結(jié)，繼而粘在爐身上，堵塞火道，影響球團(tuán)下料；如果溫度過(guò)低，將會(huì)延長(zhǎng)焙燒時(shí)間，焙燒完成之后進(jìn)入均熱帶，理想溫度在1000"(3左右。其主要作用是保證球團(tuán)礦在均熱帶持續(xù)升溫，全面氧化和再結(jié)晶，繼續(xù)固結(jié)并增大強(qiáng)度。
    球團(tuán)焙燒好之后，進(jìn)入冷卻帶，通過(guò)冷卻風(fēng)使球團(tuán)從高溫狀態(tài)冷卻到低溫或中溫狀態(tài)，然后通過(guò)鏈板機(jī)運(yùn)到成品礦倉(cāng)。
    實(shí)際上，豎爐內(nèi)部的溫度很難準(zhǔn)確劃分預(yù)熱帶、焙燒帶和均熱帶，并且豎爐內(nèi)球團(tuán)的氧化發(fā)生在焙燒帶和均熱帶，在均熱帶還會(huì)發(fā)生劇烈的氧化還原過(guò)反應(yīng)，造成均熱帶中部出現(xiàn)第二次溫度峰值。因此想要直接精確控制預(yù)熱、焙燒和均熱帶的溫度是很困難的。一般通過(guò)控制豎爐兩側(cè)燃燒室的溫度來(lái)間接估算和控制豎爐中的溫度。在壓力穩(wěn)定的條件下，燃燒室溫度的主要是由煤氣和助燃風(fēng)的流量控制，冷卻風(fēng)又由風(fēng)機(jī)提供，所以在溫度控制環(huán)節(jié)中，主要是控制煤氣、風(fēng)機(jī)的流量。
2．風(fēng)機(jī)控制環(huán)節(jié)
    這一環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的，風(fēng)機(jī)主要控制助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)的風(fēng)量，與此同時(shí)還改變了在干燥帶冷卻風(fēng)的成分。冷卻風(fēng)的作用不僅僅是冷卻焙燒好的熟球，并且回收豎爐中的熱量，經(jīng)過(guò)導(dǎo)風(fēng)墻上升至豎爐上部，與上行焙燒風(fēng)混合作為干燥生球的媒介。
3．布料控制環(huán)節(jié)
    由布料車將造好的生球連續(xù)均勻穩(wěn)定地布料到干燥床是豎爐球團(tuán)焙燒工藝的關(guān)鍵工序。實(shí)踐表明，布料車布料情況決定著豎爐的焙燒環(huán)境、焙燒進(jìn)程以及整個(gè)豎爐球團(tuán)生產(chǎn)效率。使布料車不均勻布料的原因有：布料車的運(yùn)行狀況、原料不均勻等。如果原料均勻，那么可以通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器，改變布料車速度，使布料車在布料時(shí)基本保持平衡和穩(wěn)定，以達(dá)到更高的球團(tuán)生產(chǎn)效率。
4．卸料控制環(huán)節(jié)
    熟球冷卻后要通過(guò)卸料器排出，卸料的速度也影響著球團(tuán)的生產(chǎn)效率，影響卸料機(jī)制和維持下料均勻穩(wěn)定的原因有：豎爐內(nèi)球團(tuán)的燒結(jié)程度和卸料狀況等。在卸料時(shí)，盡量保證做到不間斷摔料，這樣對(duì)改良豎爐內(nèi)部環(huán)境有利。下料處的物料監(jiān)測(cè)非常關(guān)鍵，即可控制物料平衡，又可用于報(bào)警提示。若爐內(nèi)有球團(tuán)礦燒結(jié)現(xiàn)象，在卸料過(guò)程中會(huì)有相應(yīng)的聲光提示，此時(shí)會(huì)提醒操作員工立即采取相應(yīng)措施，把故障和其他不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)。
    通過(guò)上述幾個(gè)控制環(huán)節(jié)的分析，在該系統(tǒng)中需要控制的參數(shù)有：煤氣總管壓力和流量、煤氣總管快切閥，助燃風(fēng)總管流量和壓力、助燃風(fēng)東、西支管流量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，冷卻風(fēng)總管流量電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，布料車速度、電磁振動(dòng)給料機(jī)速度(速度均由變頻器調(diào)節(jié))、低壓煤氣總管壓力、低壓煤氣總管溫度，焙燒帶溫度，火道口、南北爐身溫度以及煙罩、爐篦溫度等。

豎爐球團(tuán)工藝的生產(chǎn)效率優(yōu)化模型的應(yīng)用

    在豎爐球團(tuán)工藝中，豎爐球團(tuán)的產(chǎn)量和質(zhì)量是由豎爐的熱效率決定“力嗍，豎爐的熱效率又主要取決于燃空比。在該項(xiàng)目中，豎爐的燃?xì)庥筛郀t產(chǎn)生，空氣由風(fēng)機(jī)提供，空氣在豎爐內(nèi)部又分為助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)兩部分，通過(guò)第三章建立豎爐生產(chǎn)效率優(yōu)化模型，在球團(tuán)下料速度最快條件下，找到最佳的燃空比。
    調(diào)節(jié)電磁振動(dòng)給料機(jī)和布料機(jī)的布料頻率，控制其速度，使其速度達(dá)到優(yōu)化模型中的最大速度。通過(guò)控制煤氣、助燃風(fēng)和冷卻風(fēng)的調(diào)節(jié)閥，使助燃風(fēng)與冷卻風(fēng)流量的比值在優(yōu)化模型給定參數(shù)的范圍內(nèi)，在焙燒過(guò)程中達(dá)到最佳燃空比值。
    通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，提高了豎爐球團(tuán)的生產(chǎn)效率，在一定程度上節(jié)省了煤氣和風(fēng)機(jī)的電耗，由此可證明該優(yōu)化模型的設(shè)計(jì)是合理的。

自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了保證控制過(guò)程的安全可靠和生產(chǎn)的連續(xù)性，提高自動(dòng)化水平，博微采用自動(dòng)控制與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，主要用于原料輸送控制、運(yùn)行操作、監(jiān)視管理

博微特色

專業(yè)培訓(xùn)

博微公司的工程師擁有大量的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，用生動(dòng)的語(yǔ)言深入淺出的為現(xiàn)場(chǎng)操作員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)，減少各方面的誤操作引起的事故。

設(shè)備管理

典型案例

西林鋼鐵集團(tuán)球團(tuán)豎爐自動(dòng)控制系統(tǒng)

結(jié)束語(yǔ)

    實(shí)施“精品”戰(zhàn)略,明確“創(chuàng)優(yōu)工程”的質(zhì)量目標(biāo),并在施工過(guò)程中實(shí)施對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全方位、全過(guò)程的有效控制,即:從材料采購(gòu)、施工與驗(yàn)收、實(shí)施各專業(yè)、各工序、各階段質(zhì)量控制，直到調(diào)試投運(yùn)和竣工驗(yàn)收。
    認(rèn)真貫徹ISO9001的質(zhì)量方針和質(zhì)量文件，有效實(shí)施質(zhì)量控制；嚴(yán)格按各工程階段的停止點(diǎn)實(shí)施有效控制，對(duì)各部門(mén)的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)。
    認(rèn)真貫徹執(zhí)行設(shè)計(jì)工作的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，認(rèn)真執(zhí)行圖樣和設(shè)計(jì)文件的審簽程序，保證提供的設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)文件完整、正確、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一、清晰。
    博微公司具有強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員，一流的技術(shù)服務(wù)，能為用戶提供最先進(jìn)最優(yōu)化的行業(yè)解決方案。