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标准化取样是烧结厂充分发挥潜力的关键。全自 动烧结生料分析仪将产能提高到一个新水平。

在如今竞争激烈的形势下,烧结工艺的连续监测和优化对达到炼 铁产能目标和满足其他方面的要求至关重要。尤其是烧结生料性 质的精确控制,目前仍有许多改进的空间。尽快地确定相关参数 的变化和波动并采取对策,能够大幅度提高烧结厂产能。

不过,在实际中,生料性质监测和控制的决定性因素通常是烧结 厂少数操作人员的经验和技能。在许多情况下,工艺参数的控制 几乎只能依靠肉眼观察,由操作人员人工完成。人员和班次的变 化都可能对工艺不利,有时甚至会严重影响工艺运行。人工取样 操作和后续实验室分析的速度也很慢,难以满足及时采取措施应 对参数变化的要求。另外,成熟的在线检测方案很少能够用在这 个工艺步骤。

目标:自动化和数字化

有鉴于此,普锐特冶金技术及其合作伙伴奥地利钢铁企业奥钢 联多纳维茨钢铁公司和德国混料及制粒机械、设备、服务供应 商Eirich携手执行了一个开发项目,研制出一种全新的烧结生料 分析仪。该项目的目标是,实现取样操作的全面自动化和数字 化,并将获得的数据传送到2级自动化,使其同工艺模型和专家 系统结合起来,充分发挥对产能和效率的提升作用。

烧结和透气性

铁矿粉烧结的本质是,产生一个燃烧区,使其向前移动通过由 适当准备的铁矿粉、不同添加剂(比如石灰石和白云石)和固体燃 料(比如碎焦)组成的多孔料床。颗粒料通过熔融和部分结渣而团 聚成块。总的来说,燃烧区通过料床的速度越快,烧结率将会 越高,因此带式烧结机的产能也就越大。至于相关的工艺参数,透气性,即空气能够通过料床流动的速 度,是衡量烧结生料性质的一个关键指标:透气性好有助于增 大抽风能力,从而提高烧结机产能。这个指标很容易通过精确 地改变作为粘结剂添加到生料中的水量而调整。但是,为了确 定生料的这一指标并使其保持在最佳值,必须经常进行高质量 的在线透气性和水分检测,并同工艺模型和专家系统相结合。

新型控制方案

开发项目首先要做的工作之一是进行大量的测试,这一方面是 为了准确掌握水分和透气性之间的关系,另一方面是为了了解 烧结料床的透气性对产能的影响。测试结果为机器人实时检测 采用的一种先进的水分/透气性控制方案奠定了基础。

烧结生料分析仪
处于静止状态的机器人。 它配备了一个受料斗,用以容纳 分样器内的过多材料。

机器人大显身手

传送带向烧结机加料斗卸料的位置被确定为机器人取样和检测 设备的最佳安装地点,因为这里容易接近进行清理和维修,还 能使过多的材料直接返回工艺中。而且,不需要额 外增加任何传送带或运输系统。

为了取到有代表性的样品,机器人首先从工具快换系统中拿取 一个容器,将其放入料流中装满。然后,材料被送到一个旋转 式分样器中,装入几个带筛底的样品杯。这些样品杯被移送到 检测站(图2和3),在这里首先称量生料以计算堆密度,然后测 量透气性和水分:将空气抽过样品杯,以获得透气性计算需要 的压降和体积流量。检测站可以方便地添加其他检测设备。操 作人员可以要求准备额外的样品用于实验室离线分析,这些样 品被放在一道安全门内的一个转盘上(图4)。 当测量全部完成后,机器人自动进行清理:将样品杯里的材料 倒入烧结机的加料斗中,再用旋转刷和固定式空气喷嘴清除任 何残留的材料。

让数据发挥作用

随着机器人连续进行检测以确定水分/透气性指标的影响,水 分设定点在受控条件下发生改变。根据这一信息,控制系统得 到水分/透气性曲线的当前位置并相应采取对策⸺增加 或减少向生料中添加的水量。为此,专家系统也考虑当前水 分、生料化学成分和其他烧结参数。

该系统已经使奥钢联多纳维茨钢铁公司能够采用以前不敢想象 的生料水分指标,从而大幅度提高了产能。

采访
Johann Reidetschläger

让您的烧结设备 充分发挥潜力

Johann Reidetschläger博士是普锐特冶金技术的 一位造块工艺专家。

Johann Reidetschläger: 在参观烧结厂和询问客 户让他们头疼的问题时,似乎总是感觉到有必要实现 数据生料的自动取样和在线分析,这同工艺的连续监 测和优化密切相关。所以,我们决定着手开发一种能 够满足这一需要的系统,把我们很早就有的这个想法 付诸实施。

您的您的合作伙伴在这个项目中遇到的最大挑战是 什么?

Reidetschläger: 总的来说,最大的难题是研制出 一种适用于恶劣的工业环境的新式机器人系统,并把 它同现有的设备和控制系统集成起来。为此,必须协 调和改善几家公司之间以及我们自己内部的合作―― 这个项目涉及了很多不同的领域,比如工艺技术、总 图布置、自动化、机器人、机电一体化和数据建模。

哪些类型的烧结厂能从全自动生料分析中获得最大 收益?

Reidetschläger: 我想,可以说任何工厂都能明显 受益――我看不出有哪些例外。自动进行的和标准化 的取样和分析在我所知道的很多工厂都是至今尚未达 成的愿望。而现在,任何规模的烧结厂都能轻松地做 到这一点。