賈海余 馬銀剛 王國新

（秦皇島宏興鋼鐵有限公司）

【摘要】在燒結整個生產工藝中，混合機加水的穩定性極大的制約了燒結礦的質量，一直以來都是一個難題。傳統方法是崗位工通過觀察、搓料來判斷混合料水分，進而進行調節，造成混合料水分波動較大，影響燒結礦的質量。所以實現混合機自動加水、穩定混合機制粒粒度是穩定燒結礦的有效保證。

【關鍵字】混合機；水分；自動加水

1  混合料加水的目的、作用及對生產的影響

燒結所使用的原料包含鐵原料、熔劑和燃料全部為粉末狀，0-3mm部分含量在80%以上，其中還有大量＜0.5mm的粉末狀物料。這樣細粒級的原料在進行燒結時會嚴重影響燒結料層的透氣性，阻礙燒結過程的進行。因此必須對各原料組分進行混合與制粒，使其成為粒度相對均勻的混合料，來提高料層透氣性。由于這些物料自身都含有一定量的原始水分，但其水分達不到燒結要求，因此在燒結原料混合過程中要根據原始水分的大小在混合過程中補充水分。這個過程多用二次混合來進行，一次混合的目的是加水潤濕、混勻，而次混合除使物料混勻外其主要目的是制粒造球。

在粉狀的燒結料中加水有利于造球，改善料層透氣性，加快燒結反應；水分可以使燒結料的表面變的潤滑，降低物料表面粗糙度，減少氣流阻力；混合料中含有一定的水分，可以改善燒結料層的導熱性，使料層中熱交換條件變好；水份中H與OH有利于固體燃料燃燒反應。

燒結混合料水分含量是燒結生產工藝中需要嚴格控制的參數之一，它直接影響燒結生產的效率。燒結混合料水分含量太小，粉狀混合料難以成球，燒結料層透氣性差負壓升高，機尾出現夾生料，燒結礦強度下降，成品率低，返礦量增加，降低生產效率。燒結混合料水分過大，雖然顆粒成球性能好，但會增加燒結過濕層的厚度，增加了氣流阻力料層透氣性惡化，降低垂直燃燒速度，同樣影響生產效率與燒結礦質量。因此，有效控制燒結混合料的水分含量是燒結生產一直迫求的目標。實現混合機自動加水是穩定燒結生產提升燒結產質量的有效保證。

2  改造前混料系統現狀

本車間為222m²帶燒，配備20臺配料秤，通過1H-1膠帶機將混合料傳送至一混混合機中，落料到2H-1膠帶機，傳送至二混混合機。加水點在一混混合機，配備看水工一名，上料量或原料結構改變時，根據估算時間，通過手動開關閥門，調節加水量。平時根據觀察2H-1膠帶機混合料情況，進行適當微調。此種加水方式無法保證水分的穩定性。

3  傳統一混自動加水實現方法

3.1  實現方法

在一混混合機與二混混合機之后加裝水分分析儀，一次混合機加水80%-90%,二次混合機進行補水微調，以水分為基準對調節閥PID調節，控制加水量在一個穩定區間。

3.2  優點

可以根據混合料水分對加水量進行調節

3.3  缺點

（1）各配料秤下料并非一致不變，人為因素或非人為因素料下料量或下料結構發生變化，一次混合機加水調節要滯后5-10分鐘，二次混合機滯后1分鐘，無法及時做出反應。

（2）由于燒結混合料成分復雜，同時受到粉塵、水蒸氣、光照、物料顏色影響，常規水分分析儀影響很難精確測量實際水分。

4  探索不同的自動加水方式

常規的自動加水更像是“事后補救”。我們認為實現自動加水的前提，是根據混合料各種原料原始水分含量，和對下料量變化的掌握，從而按時、按需調整加水量從而滿足生產需求。

5、混合機自動加水可行性分析

5.1、自動加水功能要求

  （1）生產穩定狀態下可以隨時實現手動、自動切換

  （2）料批變動時加水量可以自動跟蹤

  （3）各配料秤下料有偏差時，一混加水能及時做出調整

  （4）加水量穩定性偏差控制在±0.1%

  （5）混合機停機時加水閥自動關閉

  （6）加水調節閥故障時可在線處理，不影響生產

5.2  難點

  （1）從配料稱開始計算水分偏差，控制加水調節閥

  （2）每臺配料秤下料并非同時到達混合機

  （3)加水調節閥精度滿足控制要求

5.3  自動加水原理

  （1）控制原理

穩定生產時，在上料結構恒定情況下，理論上加水量應該時恒定值，但實際情況是由于料客觀原因如：料倉、配料秤下料不穩定等其他不確定性因素，造成下料不穩定，引起水分波動，所以最好從源頭解決水分不穩定狀況。每班需要對混合料、混勻礦（含鐵礦）、石灰石粉、白云石粉、鐵皮、焦粉等進行水分實際測量得出水分數據，返礦、除塵灰水分不做水分檢測，輸入上位機畫面，一般按照0或者1進行計算，一般情況下，混合料水分在6.9-7.1之間，可以以7.0水分為基準值，通過計算各料種水分系數、下料量偏差值，可以得出每臺配料秤由于下料不穩造成的水分偏差。生石灰不僅需在物理上有水分需求，參與反應的化學水分也應計算在內。

（2）計算公式

物理水分：

        水分系數=實測水分-混合料水分

        下料偏差=實際下料量-設定下料量

        水分偏差=水分系數×下料偏差

        化學水分：

           CaO+H₂O=Ca(OH)₂

                生石灰的分子質量為56，水的分子質量為18，鈣點為85

        水分偏差（化）=生石灰下料偏差×0.85/56×18

（3）水分偏差累加

每臺配料秤距離一次混合機距離不同，同一時間落料并非同時到達一次混合機。經過測算，每臺配料秤落料到達一次混合機時間如下

混合料從進混合機到出混合機大約需要4分鐘，有較高容錯能力，因此每臺配料秤到達一次混合機時間間隔按照5s計算，通過程序對能同時進入一次混合機時的水分偏差進行實時累積，得出總水量偏差，計算水量緩沖值，加水調節閥跟蹤水量緩沖值，進行PID調節。

水量緩沖值=水量設定值+總水量偏差

（3）穩定性調整

   為保證加水穩定性，防止加水調節閥振幅過高或震蕩不停，在此設定調節區間，以水量緩沖值為基準，上下浮動區間設定為±0.2t，解決調節疲勞問題。

（4）料批跟蹤

     料批變動時根據加水量進行跟蹤

     加水設定值（現）=加水設定值（原）/料批×（料批-原料批）

6  項目實施

6.1  硬件選型

 （1）電磁流量計：MFC10157110A005EH1401111

 （2）電動調節閥：3610LSB-50

 （3）加水管道：DN100

6.2、硬件安裝示意圖

   電動調節閥故障時、切換到手動旁路，不影響正常生產

6.3  系統控制

     編制程序及上位機畫面，滿足條目3.1提出的系統要求

7  結論

改造后，通過一個月的觀察實踐進行驗證，水分穩定性較人工調節有了顯著的提高，水分精度可控制在±0.2%之內，有效降低了看水工的勞動強度，減少了生產波動，料層厚度可穩定控制在900mm以上，燒結自返率下降了約1%。證明這種自動加水模式科學可行，達到了預期效果。

出點火爐料層厚度可達930mm左右 。