• 【技术热点】水钢引进的烧结矿自动取样筛分系统技术特点及应用

【技术热点】水钢引进的烧结矿自动取样筛分系统技术特点及应用

发布时间:2022-09-11 22:52:35 来源:im电竞app 作者:im电竞官网在线

产品详情

产品组成:

  首钢水钢矿石粒级筛分检测一直以来主要采用人工进行筛分。人工筛分矿石粒级存在着劳动强度大,取样代表性差等问题,整体上水钢矿石粒度检测量少,检测频次低,代表性不强,特别在烧结工艺环节上,在一定程度上影响烧结生产技术人员动态掌握烧结矿强度、粒度情况变化,以便于及时调整生产操作,保持烧结矿强度。技术项目引进前水钢没有烧结矿粒度自动取样检测系统,对烧结矿自动取样及粒度组成多批次的检测,自动随机取样更有代表性,能更好地指导烧结生产。本文介绍水钢引进的烧结矿自动取样筛分控制系统的技术特点及生产应用实践。

  烧结生产是冶金生产线的上游环节,在提升整个冶金链条的产、质量两方面均起着重要的作用。烧结矿作为现在钢铁企业高炉冶炼生产中使用比例最高的一种炉料,其质量的好坏对整个炼铁工艺的发展影响较为深远。粒度组成是烧结矿的主要属性之一, 这种属性不仅决定了高炉内料柱的气体动力学状况 ,而且也对炉内的化学反应有很大影响。烧结矿中小于10mm粒级含量越多。炉内煤气利用率越低,高炉焦比越高。我国高炉生产实践表明,烧结矿含粉率每升高10%。高炉产量降低6%~8%,焦比升高0.15%。然而,在烧结矿粒度检测方面,我们一直沿用人工在运输皮带断面上停皮带取样,这样不仅耗费人工劳动力,而且取样代表性不强。因此,为了提高烧结矿粒度筛分数据的真实性、准确性和降低劳动强度,首钢水钢铁焦事业部从2019年引进了烧结矿自动取样筛分控制系统。该系统由机械和电气控制两个部分组成,机械设备主要有:一台头部取样机,一台六级圆筒筛、六个称重料斗、一条弃料皮带和一台弃料斗提。电气设备主要有:工控机,监视器、显示器、画面分割器、可编程控制器(PLC)、称重传感器、检测元件、空气短路器、接触器、热保护器、稳压电源等组成。控制系统分为现场手动控制,自动控制和上位工控机控制三种控制方式。

  设备功能:烧结矿皮带头部采制样系统是集取样、制样、分析、弃料返排于一体,计算机控制,检测的大型机电一体化设备,该装置能够自动完成定时自动取样,筛分粒度分析,系统工作完成后,弃料系统自动工作,弃料自动返回指定区域。各粒级筛分数据自动计算得出,数据传输至中控室及水钢局域网中。

  自动取样机安装在铁焦事业部整8号带式输送机头部,头部取样机根椐系统工作的需要按照设定时间从烧结矿运料皮带机头部全断面截取烧结矿料流,采样周期在6~9999分之间可调。按照检验系统要求,取样机每15nin自动采样一次,每2个小时采集8个份样构成1个大样大于等于120kg。

  自动头部采样机定时采集的烧结矿样品经溜管进入缩分器,由缩分器将样品料分为两部分,一部分样品经溜管进入化学分析样品桶,另一部分进入粒级分析系统,自动筛分六个不同粒级,由称重料斗自动称重,计算机自动分析数据,自动计算粒度组成,自动生成报表,自动储存,将数据上传至中控室电脑,称重后的样品由弃料皮带机收集,转运至指定区域,将废弃样品提升弃料至烧结矿生产系统运输皮带机上进行回收。

  进入粒级分析系统的样品料缓慢均匀的进入六级圆筒筛,六级圆筒筛把试样筛分成<5mm ,5mm-10mm,10mm-16mm,16mm-25mm,25mm-40mm,>40mm共6种不同的粒级,6种粒级分别进入相应的称重料斗自动称量出份样总重量和每一个粒级的重量,工控机根据称重结果自动进行数据处理,存档计算各粒级组成比例并上传数据。称重后的试样进入弃料返排系统。

  所有弃料进入返料皮带,由弃料皮带机转运至返料指定区域,经提升机返回到烧结矿带式输送机上。至此,完成一个采制样循环过程。

  烧结矿皮带头部采制样系统全密封设计,除尘系统在头部取样机、转鼓机进出口等点位配有除尘罩、除尘管道等相应的除尘措施。防止粉尘飘散,除尘管道与外部就近的除尘主管道连接。

  从取样机启动开始取样,整套系统工作过程由计算机软件自动控制,能够实现各项参数设定,设备运转状况显示,各种数据自动采集整理,报表自动生成打印,数据储存,故障自动提示,自动清洗,网络传输等功能。人机界面美观实用,操作简便。

  上位机控制包括用于调试、维修的现场机旁控制和控制室单机顺序启动控制;自动控制与主供料皮带机实现联锁,通过工控机控制设备顺序启动。在现场单机旁设有控制箱,操作室设有系统控制操作台,自动控制设备工作异常时,可随时切换成手动操作,也可以用计算机进行手动操作。

  2.3 取样机取样一次的基本间隔时间为15分钟,可调节范围为6--9999分钟。

  2.4 计算机对整套系统工作过程能够自动调节,时间控制,参数设定,运行速度等参数可随时调整。

  2.5 系统设备运行状况在屏幕上显示,设备故障有自检功能,故障点以闪烁的字幕形式报警提示,并自动将故障设备停运,故障点以下的设备按顺序延时停车,以防设备积料。

  2.6 每次系统启动时,自动清洗程序根据需要可启动一次,保证系统设备不积料。

  2.7 计算机自动控制余料返排系统,通过皮带输送机、斗提机等将余料返排至主皮带,从取样机开始工作,到余料返排系统,整个系统实现全封闭、无粉尘、无积料。

  2.8 各主要设备实行监控,随时观察设备的运行情况,在操作室设监视器,图像信号可以通过网络传输给相关部门。

  头部采样机由制动电机、减速器、采样头、接近开关和带防护罩的钢结构支架等组成。根据用户输送物料皮带的具体条件进行设计。安装在钢结构架上的具有制动功能的电机用来驱动和定位采样头;采样头行程的终点由接近开关控制,采样周期由PLC控制。

  (1)采样斗位于皮带滚筒下部,与皮带不接触,既保证采到完整的断面物样又不会损伤皮带,运行平稳、安全可靠。

  (2)头部采样机不论在何种工况条件下均为全断面取样,代表性强,不受料流量大小影响。

  六级圆筒筛由筛架、筛体、筛片、外罩和驱动电机减速机以及调整倾角的调节螺杆等组成,物料由圆筒筛筛体的一端进入,电机带动筛体旋转的过程中,物料沿筛体内壁滑落,穿过不同大小的筛网,将物料筛分出各种粒级分别从筛体底部相应的出口流出。物料在筛分过程中不卡料,不堵料。

  该设备是一种高精度静态电子称,由支承框体、斗体、传感器、A/D转换模块等组成,储料斗厚度不小于5mm,有以下特点:

  (3)皮带给料机头部装有清扫器,尾部装有自洁式滚筒,保证烧结矿试样不污染。

  系统控制由计算机自动控制和手动控制,系统控制与皮带机联锁,整个控制系统由计算机软件实现,如:采样间隔时间,各种参数的设定、料斗秤标定去皮、自动分析计算、粒度分级含量、报表自动生成等等,以及系统设备自动启停,如设备自下而上的顺序启动,自上而下的顺序停止,自动清扫,数据网上传送等功能。

  由上位工控机和PLC组成计算机控制系统, 上位机进行状态监视和命令发布,PLC根据上位机发来的各种参数、控制信息和传感器信号控制各个工艺设备动作,从而完成整个采制样全过程。

  系统监控是在头部取样机、圆筒筛位置安装摄像头,具有工业监视功能。能在中心控制室实时监视各主要工艺设备的工作状态。直观动态反映采制样全过程。

  系统设有工控机,利用业主现有网络,可接入业主生产管理平台,有相应权限的管理人员可通过网络终端随时查阅,方便管理。

  为减轻劳动强度,现场增设一转鼓试验机,根据入鼓的三个粒级10至16毫米、16至25毫米、25至40毫米粒级的筛分比例,折算出各自粒级重量,缩分15公斤烧结矿进入转鼓试验机。在转鼓机内8分钟完成200圈转动,完成转动后,倒出转鼓内烧结矿到摇筛上,由摇筛完成摆动筛分次数 ,称量筛上物重量,计算得出转鼓指数。

  自动取样筛分系统安装调试初期,故障率较高,经过现场观察分析,解决了以下问题:

  问题1:在运行过程中遇到了取样连杆销子易断,频繁更换销子螺丝。厂家到现场检查发现主要原因为连杆座子端部轴承损坏导致。

  问题2:筛分过程中发现个别粒级料斗门关不拢,调整电动推杆行程后,短时间解决问题。后面发现该电动推杆压缩行程的过程没有劲,经过多次现场验证,是电动推杆出现故障状态,与厂家联系后寄来电动推杆更换后,解决这一问题。

  问题3:发现斗提滚筒钢绳易打搅,安装挡轮减少钢绳跑偏缠绕滚筒,但未得以根治,与厂家技术人员协调,在斗提通道槽钢一侧安装一接近开关,增设这一接近开关,将信号引入控制程序,斗子在设定时间内未通过该接近开关,说明斗子卡在弯道或钢绳在滑轮沟槽上跳道,自动切断运行程序,如没有这个接近开关,此时卷扬仍在工作,只会把钢绳卷乱打搅。

  问题4:负荷增大频繁报继电器故障。后面厂家发现即便负荷较小,斗子正常下行过程无卡堵的情况也会出现继电器故障,判定是滚筒电机问题。更换电机后故障消失。

  问题5:斗提弃料斗在上升弯道内,最上面的轮子易与轮轨卡住,在自身重力作用下,不能下行,轮轨上端安装一限位板后解决这一问题。

  为了验证自动筛分效果,将烧结矿断面筛分和自动筛分粒级进行对比,通过收集整理分析得知:虽然各组分粒度相差较大,但自动筛分和烧结矿断面筛分的平均粒径只相差-0.47mm,说明自动取样筛分完全能够代表人工的烧结矿断面取样筛分。对比的详细数据见表1。

  对整粒后的烧结矿自动取样并检测烧结矿粒级,将检测出的烧结矿粒度进行统计,检测数据纳入当班班组的生产操作的考核指标;将烧结矿粒级检测数据作为一项重要的技术指标进行统计,能及时发现烧结矿粒度的变化,用来指导生产,研究烧结放粒度的变化对高炉技术经济指标相关性影响,建立完善的烧结矿粒度检测系统得到多组烧结矿的粒度数据,为烧结及炼铁生产操作人员调整操作提供可靠的数据资料;还可通过粒度筛分数据研究粒级与配碳量、FeO、转鼓指数之间的关系。经过回归分析,得出烧结矿的平均粒度在一定的范围内与烧结矿的转鼓指数和FeO的回归方程及相关系数大小。

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