礦熱爐配料上料自動控制系統的設計與實現

羅永宏

廣西鐵合金有限責任公司 廣西來賓 546102

1 礦熱爐節能方法

礦熱爐中錳，硅有用元素的還原反應是不完全的還原反應。它總是受爐溫，爐渣類型的選擇，還原劑的量和還原效率的影響。有一些錳和硅元素無法還原。由于爐渣排到爐外，會造成損失。損失與爐渣量成正比。通常，為了解決礦熱爐功率因數低的問題，我國目前使用電容器補償來解決這一問題，通常在高壓側進行無功功率補償，但是由于高壓側補償不能解決。三相平衡的問題，因為短網的感抗占整個系統感抗的70%以上[1]。因此，高壓側補償不會降低短路網絡系統的感抗，并且不會提高短路網絡的功率因數。增加變壓器輸出的目的僅對供電部門有意義。如圖1：

圖1 礦熱爐材料類別、用途

采用高低壓同時無功補償措施解決了上述問題。鑒于無功功率較大，在短網側進行補償可以大大提高短網側的功率因數，確保爐子的穩定直接運行，提高錳的回收率，降低冶煉能耗?？紤]到功率因數的有效改善，并實施了無功現場補償技術的改造，爐變壓器低壓側短網的消耗和不平衡，是技術上兼顧可靠，成熟的，從經濟上講，投入及產出成比例的。

礦山爐低壓側的短網無功功率補償是由于布置長度不一致，而引起的三相不平衡而進行實施的無功就地補償，無論是提高功率因數，吸收諧波還是提高產量。具有高壓補償無法比擬的優勢。但是，由于成本高和工作環境差，使用壽命受到很大影響。同時，短路網絡低壓側的無功功率補償，也會導致諧波增加。因此，有必要采取相對措施來進行抑制3-7 次諧波，增加了投資，延長了投資回收期，并且隨后的維護成本高，并且綜合效益不好。

2 集散控制系統總體結構

2.1 組成

礦熱爐集散控制系統組成部分可分為：配料部分和上料部分及布料部分?？傮w結構如圖2 所示：

整個系統分為三部分：配料站、裝車站和配送站。當整個系統通電時，它從布料部分開始，其他兩部分正在等待。首先，爐頂每個料倉的料位計將檢測相應料倉的料位。當料位計向集散PLC 控制站發送低料位信號時，PLC 向集散車發送進料信號，集散車運行至低料位料倉進行進料操作，直至加入該料倉呈現高料位狀態。如果分配車是空的，并且分配車處于零位置，啟動進給系統給分配車進給。進料系統的PLC 控制站接收來自分配站的進料信號。送料系統首先檢查送料車內是否有物料。如果送料小車內有物料，直接執行送料動作。如果裝載車顯示空料狀態，此時將啟動配料系統。配料系統的PLC 控制站讀取配方并進行配料操作。配料站通過運輸帶式輸送機將混合料送至裝車。這樣，一個全自動加料過程就完成了，后來整個系統重復這個動作，直到爐頂的料倉不再發出低電平信號[2]。

2.2 原料選擇

在礦熱爐冶煉生產過程中，入爐原料的優劣對企業的各項經濟指標起著非常重要的作用，由工藝員進行用料配比測算，從而冶煉出合格的產品。選擇硬質礦石和粒度好的礦石可以減少粉塵帶走錳的損失，也避免粉料粘粘料倉，提高配料稱量準確度；選擇低Al2O3含量的礦石、焦炭、硅石、白云石等原料，降低入爐Al2O3含量，降低渣量，減少渣錳損失，同時降低渣量還可以降低冶煉電耗?？紤]到礦石成本的最優方案，入爐礦石綜合Al2O3含量控制在4%左右是比較經濟的選擇。在選擇使用部分低Al2O3含量高價礦石的同時，搭配使用部分高Al2O3含量的礦石，可以達到保持90%的錳回收率又具有較低的生產成本。

2.3 配料工藝設計

根據礦熱爐生產需要，配料站設9 個料倉，每個料倉設振動給料機下料。在每臺振動給料機下，裝有料斗秤，用于稱量每種礦物材料。料斗秤底部有一個自動卸料推桿。每批按公式設定值進行。配料稱重完成后，系統首先檢查坡道裝載絞車是否就位。如果先滿足卸料條，啟動輸送帶式輸送機，按設定順序進行卸料操作，將準備好的礦石送至斜橋上料絞車進行下料操作。卸料操作完成后，卸料推桿將返回其位置。這將完成批處理操作。卸料后，經過一定的延時后，斜橋送料絞車開始將混合礦料送至爐頂布料小車，再由布料小車送至爐頂低位料倉。投料完成后，完成一次配料，配料系統等待新的配料指令，完成整個自動操作[3]。

3 結語

總之，加料自動化提高了鐵合金加料裝置的自動化程度，符合節能減排政策和行業發展方向，有利于推動鐵合金冶煉工藝設備向大型化、自動化方向發展，有利于鐵合金行業產品結構的調整和技術進步，同時提高了鐵合金產品的質量，改善了工人的工作環境，為企業服務，帶來了顯著的經濟效益。