王學龍 張紅彪 戴衍松
（山東鋼鐵股份有限公司煉鐵廠 山東萊蕪 271104）
摘要：480m2燒結機智能配料系統包含了智能配料控制技術、二級配料系統以及除塵灰回收利用系統，經過綜合料量設定和給定下料系數，由皮帶機傳送至兩段混合機混合制粒后獲得成分穩定、粒度組成良好的燒結混合料，確保整個燒結過程的穩定順行和燒結礦產質量指標穩步提升。
關鍵詞：智能；回收利用；二級；模型
1 前言
燒結過程是一個機理復雜、影響因素眾多、強耦合、大滯后的動態系統。在生產實踐中，大多依據熟練操作的經驗來調節和控制生產。經驗知識的不確定性、局限性以及人為因素帶來的盲目性和不確定性，導致喪失了提高產量、降低能耗的機會。
然而應運而生的智能配料技術適應了這種需要，它將模糊控制理論、燒結專家系統和神經網絡相結合。避開了過去那種對燒結過程深層規律無止境的探求，轉而模擬人腦來處理那些實實在在發生的事情。它不是從基本原理出發，而是以事實和數據做依據，來實現對過程的優化控制。
2 智能配料控制技術的配置
2.1 配料自動打倉系統
山東鋼鐵股份有限公司煉鐵廠480m2燒結機在配料自動打倉系統中，是依據料倉料重和料種的不同，應用格雷姆線準確定位，系統控制皮帶機、打料小車、壓縮空氣輸送、翻板指向、倉頂除塵設備、錘破、輥破設備的開停來實現的。
2.1.1混勻料和熔劑（石灰石、白云石）打倉由TR-3A/3B皮帶以及皮帶機打料小車完成，當需要上混勻料時小車選擇對應的混勻料倉，系統會自動識別料倉倉重，控制在450t-600t之間。當系統檢測到倉重低時，會將小車翻板指向皮帶，混勻料首先進入8#倉，小車移動至倉重最小的倉后將翻板指向料倉，完成一次混勻料倒倉，直到將五個混勻料倉料重都到600t時發出停料指令，聯系停料。
需要上熔劑時選擇對應的熔劑倉，小車會與汽車受料槽給料機聯鎖。操作臺分別選擇白云石自動或者是石灰石自動，啟動順啟打倉，打料小車就會根據料倉料位與受料槽給料機上的流量來自動甄別打倉情況。
2.1.2生石灰打倉是由罐車在封閉的卸車棚內輸灰，通過氣力輸送管道將其打入生石灰倉。并在生石灰倉頂設計除塵器，用來吸收輸灰時落差引起的生石灰粉塵，徹底的解決由生石灰揚塵帶來的環境問題。
2.1.3燒結燃料是連接燃破室的單獨一條料線，有三個燃料倉14#、15#、16#，兩用一備，10個燃破儲備大倉，5條破碎線，對應五臺錘破、五臺輥破。當需要燃料打倉時選擇對應的配料倉、燃料線，系統會根據倉位控制燃破室輥破、錘破、以及相應的給料皮帶，料重控制在70t-100t之間，實現自動啟停。
2.1.4由于高返與內返對燒結生產中的作用不同，因此在新系統中我們將內返與高返進行分倉存儲使用。當有高爐返礦時系統會根據流量翻版打到17#高返倉位置，當無高返時翻板打入18#、19#倉。再配合燒結終點精準控制技術來穩定返礦流量達到控制倉存的效果。
配料自動打倉系統實現上料線的工藝優化，提高了配料的穩定性和準確性。降低勞動強度，由原先的職工現場巡檢、現場操作、設備維護、清理衛生轉變為現場巡檢與點檢，優化人員配置。
2.2 燒結除塵灰回收利用系統
2.2.1除塵灰回收再配料系統。燒結當中除塵灰包括機頭電場除塵、環境除塵兩種。除塵灰中含鐵量較高，可以返回配料回收利用，但是其親水性差不易制粒，容易惡化料層透氣性。在老燒結系統中除塵灰用汽車運往原料場參加一次配料，容易造成揚塵。在新系統中機頭除塵系統將機頭環境除塵和機頭電場除塵分開，機頭電場除塵被有資質的企業進行回收進行特殊處理。機頭環境除塵與其他環境除塵器收集的除塵灰由氣力輸送管道打入配料室對應的除塵灰倉。并在倉頂設置倉頂除塵，將由于落差造成的除塵灰揚塵完全回收。將除塵灰下料由以前的電子皮帶秤改為雙螺旋給料機并加水潤濕，在不影響燒結過程的前提下小比例連續配加。
2.2.2水域除塵污水再利用系統。混-1皮帶機將搭配好的混合料送往一次混合機進行加水濕潤、混勻，由于機頭落差大，造成的揚塵難以處理，在燒結生產中一直是一個難以攻克的難關。在料線中，設計了一臺水浴除塵外加一套皮帶機伸縮頭裝置，完全消除了這一難題。首先將以往的固定皮帶機改為機頭可伸縮式皮帶機，將H-1A/B、H-2A/B機頭深入混合機筒體內，減少粉塵的揚塵量。其次在混-1機頭設計安裝水浴除塵，將一次混合機出口以及入口的粉塵收集，排入專門設計的除塵水池當中。除塵水池污水通過攪拌，對一次混合污水加水系統進行配加，實現回收利用。
3 二級配料系統
二級配料系統實現了對生產的直接控制，針對廠下達的質量指標，通過數學模型、人工智能系統等優化生產過程工藝參數、預測燒結礦質量，從而完成高效率、低成本的燒結。
配料計算是掌握控制燒結礦物理化學成分的主要手段，在新系統中我們采用數學模型與知識模型相結合的控制方法，建立起了基于預報的燒結礦化學成分控制專家系統。
根據燒結過程中大量的可采集到的系統隨著時間變化的輸入輸出數據，利用起系統辨識的方法，建立起時間序列模型。過程是具有動態性的，因此可以利用這些動態數據，不斷修正模型的參數，來計算隨時間變化的燒結礦化學成得分，得出R、TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3的預測。
數據庫是采集我們日常生產的數據作為指導，那么在二級系統投入之前，先利用優化配料模型計算來達到我們生產穩定的目的。傳統配料計算按照外加料配比100％來計算燒結礦的成分和調整配比，沒有考慮內部循環物料的數量和成分對燒結礦成分的影響，計算結果和燒結礦成分化驗結果出入很大，不能指導現場燒結配比的調整。
在新系統中我們采用全配料的計算方法，在全配料計算中，將所有燒結物料分為五部分：外部配加料、熱返礦、冷返礦、除塵灰和燃料。其中熱返礦、冷返礦、除塵灰、燃料為內部循環消化物。全配料是將所有參加燒結的物料全部參與計算，假定全部燒結物料配比為100％，將所有物料的成分和燒損、外加料的濕配比和稱量誤差、內部循化物的配加公斤數帶入公式，可得出燒結礦的計算成分。
這里的外部配加料是混勻料與熔劑，我們將其看作是100%。利用公式算出
得出外部配加料配比。
然后將內部循環物料參加配料后的折算配比
燒結礦品位：
根據優化配料計算模型我們可以得出燒結礦成分及配比。我們在根據檢驗室得出的物料成分將混勻料、熔劑、燃料、返礦、除塵灰輸入到二級系統中，系統會根據成分自動計算配比。
配比計算是穩定燒結礦化學成分的計算方法，在實際生產中還需要穩定配料室下料量，其中燒結礦成分控制模型，系統會監控配料室儲備倉倉位、下料量。控制下料波動，采用電子皮帶秤頻率和下料重量相對比，設置范圍極限報警、循環自動振打倉、遠程控制振倉來穩定配料室下料量，達到成分穩定的目的。
4 結語
通過智能配料技術應用，燒結生產過程控制得到明顯改善，燒結礦產質量大幅提升。由于此措施的不斷實踐與應用，不但燒結生產技術指標穩定性明顯提升，而且對燒結生產有輻射性的良好作用，生產環境大大改善，余熱回收利用穩中有升，除塵系統再利用得到可觀的經濟效益，也在職工當中得到廣泛好評。應用配料自動化及遠程操控系統，對燒結原燃料分倉入倉、自動配料、混合料成分預測等進行優化，確保整個燒結過程的穩定順行和燒結礦產質量指標穩步提升，實現了燒結配料生產的自動化、智能化、節約化。
附：2021年-2024年燒結礦數據統計:
