鄭 波
(萊蕪鋼鐵集團有限公司設(shè)備檢修中心，山東 271104)
摘要: 燒結(jié)技術(shù)中，充分利用機尾斷面所包含的豐富的燒結(jié)過程工況信息及燒結(jié)礦質(zhì)量信息，開發(fā)燒結(jié)狀況的計算機在線監(jiān)測系統(tǒng)，對控制和優(yōu)化燒結(jié)過程以及燒結(jié)礦質(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞: 燒結(jié)機；機尾斷面；燒結(jié)礦；監(jiān)測系統(tǒng)
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機機尾現(xiàn)有的燒結(jié)機微視頻設(shè)備無法滿足為燒結(jié)操作者提供數(shù)據(jù)支持和判斷預(yù)測的功能，過度依賴個人經(jīng)驗水平，造成燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性差。先進的燒結(jié)機機尾熱像儀設(shè)備，能夠在線實現(xiàn)燒結(jié)礦 FeO 的預(yù)測，縮短了工藝操作調(diào)整的周期，有利于燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定。同時對機尾斷面的垂直燒結(jié)速度、終點分析以及溫度場分布，運用數(shù)據(jù)直觀反映出燒結(jié)礦參數(shù)指標的變化，能夠指導(dǎo)崗位人員及時調(diào)整，通過機尾熱像儀的投入，能夠提高燒結(jié)礦整體的穩(wěn)定性，為技術(shù)人員提供更多的數(shù)據(jù)分析。
1 現(xiàn)狀分析
(1) 高溫環(huán)境下的機尾成像設(shè)備損壞頻繁，設(shè)備維護量較大，經(jīng)常性無法正常使用，導(dǎo)致失去功能。
(2) 燒結(jié)機機尾臺車燒結(jié)礦斷面成像模糊，受粉塵等影響明顯，不能準確觀察機尾臺車斷面燒結(jié)礦燒結(jié)狀態(tài)，如圖 1 所示。
(3) 由人工到機尾觀察判斷 FeO，依賴于個人的經(jīng)驗水平，高溫環(huán)境下，人員不能長時間在機尾觀察，判斷 FeO 的準確性不高，誤差較大。
(4) 無法分析機尾臺車燒結(jié)礦斷面的溫度數(shù)據(jù)和垂直燒結(jié)速度等變化。
(5) 無法追溯之前的生產(chǎn)斷面情況，無數(shù)據(jù)曲線追蹤。
2 技術(shù)改造
2． 1 改造方案
利用燒結(jié)機日常檢修時間，在現(xiàn)有燒結(jié)機機尾位置安裝燒結(jié)機機尾熱像儀設(shè)備，并完成軟件的安裝和數(shù)據(jù)采集等。
2． 2 技術(shù)改造
所有利用或者發(fā)射能量的物體都會產(chǎn)生熱輻射，在其狀態(tài)異常時，其熱輻射特征也會發(fā)生異常。保證生產(chǎn)系統(tǒng)運行可靠性的關(guān)鍵之一便是對系統(tǒng)各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的熱輻射特征實施有效監(jiān)控。紅外熱像儀是通過非接觸監(jiān)測紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，進而在顯示器上生成與溫度值對應(yīng)的數(shù)字化熱圖像，紅外熱像儀能夠?qū)z測到的熱量精確量化，不僅能夠監(jiān)測熱圖像，還能夠?qū)Ρ粰z測區(qū)域準確識別和嚴格分析。
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2 燒結(jié)機機尾熱像儀設(shè)備由動力推桿驅(qū)動，沿冷卻水套運行至監(jiān)測位置，如圖 2 所示，通過熱像儀監(jiān)測被測燒結(jié)斷面，通過軟件分析指導(dǎo)燒結(jié)工藝。
3 功能分析
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機利用改造后的機尾熱像儀對機尾斷面的紅熱帶狀態(tài)進行在線監(jiān)測和診斷，該在線監(jiān)測系統(tǒng)具有以下功能:
(1) 燒結(jié)礦 FeO 趨勢預(yù)測
通過燒結(jié)機機尾熱像儀系統(tǒng)，對燒結(jié)機尾斷面進行溫度數(shù)據(jù)采集，并結(jié)合影響燒結(jié)礦 FeO 的工藝參數(shù)( 如配碳、水分等) ，建立數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對機尾斷面 FeO 的趨勢預(yù)測，為操作人員在檢測周期內(nèi)對 FeO 趨勢判斷提供了依據(jù)，縮短了燒結(jié)礦 FeO 質(zhì)量指標的調(diào)整周期，增強了燒結(jié)礦 FeO指標的穩(wěn)定性，同時減少了因操作人員技能水平不同而對燒結(jié)礦 FeO 指標的影響。
(2) 燒結(jié)機機尾邊緣效應(yīng)分析
通過燒結(jié)機機尾熱像儀系統(tǒng)，對燒結(jié)機尾斷面溫度場的分析，劃分出邊緣過燒燒結(jié)礦所占的比例，從而有利于工藝人員對燒結(jié)邊緣采取工藝調(diào)整后，定量判別邊緣效應(yīng)的變化趨勢，同時也反應(yīng)出不同時期燒結(jié)礦強度的變化。
(3) 燒結(jié)布料均勻性分析
燒結(jié)機機尾熱像儀系統(tǒng)，可計算出不同區(qū)域的垂直燒結(jié)速度，通過垂直燒結(jié)速度的對比，能夠分析燒結(jié)機布料的合理性和均勻性，能夠指導(dǎo)燒結(jié)布料工藝的調(diào)整，從而實現(xiàn)燒結(jié)礦整體質(zhì)量指標均勻穩(wěn)定，有利于為高爐提供質(zhì)量穩(wěn)定的燒結(jié)礦。
(4) 燒結(jié)終點穩(wěn)定性分析
燒結(jié)機機尾熱像儀系統(tǒng)，可計算出燒結(jié)機紅火層占整個斷面的百分比，反映出燒結(jié)終點是否達到，對提高燒結(jié)礦終點穩(wěn)定率提供了數(shù)據(jù)支持，并能夠在不同操作時期和變料前后，對比分析燒結(jié)礦終點位置的變化。
(5) 燒結(jié)溫度區(qū)間分布
可計算出燒結(jié)機尾斷面整個溫度場的溫度分布情況，可以實時通過點選機尾任何一點顯示機尾斷面的溫度數(shù)值，為技術(shù)人員提供了燒結(jié)機尾溫度場的數(shù)據(jù)，從而能夠分析不同配礦方案下燒結(jié)成礦和礦相結(jié)構(gòu)的可能變化規(guī)律，為穩(wěn)定燒結(jié)礦質(zhì)量提供了數(shù)據(jù)支持。
4 智能化控制
利用改造的燒結(jié)機機尾熱像儀設(shè)備對燒結(jié)過程進行監(jiān)控，消除實際操作中人為因素的干擾和制約，提高分析的科學(xué)性和準確性，為實現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)全過程智能化控制提供了重要的技術(shù)支持。
5 效益分析
(1) 縮短了燒結(jié)操作的調(diào)整周期，大大提高了燒結(jié)礦質(zhì)量指標的穩(wěn)定性，降低勞動強度，解決了原有燒結(jié)系統(tǒng)過分依賴看火工技能水平的影響，為技術(shù)人員對燒結(jié)過程分析和燒結(jié)礦質(zhì)量指標判斷提供了數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)了燒結(jié)機尾數(shù)據(jù)化。
(2) 燒結(jié)礦 FeO 穩(wěn)定率提高后，可提高燒結(jié)礦質(zhì)量的穩(wěn)定性，有利于燒結(jié)礦 FeO 指標的降低，降低 1% 的 FeO，能夠降低燃料消耗 2 kg /t，按照平均降低 0． 5% 的 FeO，可降低 1 kg /t 燃料計算，此項目對 FeO 穩(wěn)定的貢獻度按 30% 計算，一年可降低燒結(jié)成本 480 萬 t × 1 /1000 × 1000 元/t× 0． 3 = 132 萬元。
6 結(jié)語
萊鋼型鋼煉鐵廠 400 m2燒結(jié)機機尾熱像儀診斷技術(shù)的應(yīng)用，解決了燒結(jié)礦質(zhì)量的分析和判斷問題，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，由于該技術(shù)是對機尾斷面燒結(jié)礦輻射的紅外光譜進行非接觸、遠距離熱成像監(jiān)測，不受電磁場干擾，因此具有直觀、準確、靈敏度高、快速、安全、應(yīng)用范圍廣等特點，已成為燒結(jié)機機尾斷面的監(jiān)測和診斷的重要手段。此項目技術(shù)成熟可靠，效益明顯。