先进设备解决烧结混合料加水控制难题

　　本溪钢铁（集团）有限公司现有两台265m2烧结机，年生产能力为400万吨左右。这两台烧结机混合料并无水分检测和控制设备，完全由人工凭经验来完成，即操作人员用肉眼观察混合机内混合料水分大小，并根据经验手动控制加水阀门，调节混合料中的水分。这样的做法很难精确地稳定混合料中的水分，且滞后时间较长，造成混合料水分波动大。众所周知，烧结混合料水分的控制是烧结生产的重要环节。混合料水分含量多少直接影响烧结矿的产量和质量。因此，对混合料水分进行准确测量和自动控制，是实现烧结生产优质、高产的保证。

　　烧结混合料水分检测、加水自动控制是多年来困扰本钢烧结生产的技术难题，由于无水分检测、控制手段，烧结混合料水分波动大，直接影响混合料的制粒效果，并对烧结矿的烧结速度、燃料消耗、透气性等产生影响。2007年，本钢决定彻底解决炼铁厂烧结混合料加水无自动控制的技术难题。在对国内同行业烧结系统混合料水分检测和控制应用技术进行调研和比较后，他们认为红外水分控制系统测量精度高、响应时间快、运行稳定可靠、技术成熟。他们对北京宇宏泰测控技术有限公司MMC-21红外水分控制系统的应用业绩进行考评，结合本钢生产的实际情况制定烧结混合料水分自动控制的实施方案，决定在两台265m2烧结机一、二次混合料出口各安装一套MMC-21红外水分控制系统，然后再对炼铁厂其他烧结机进行改造，使炼铁厂烧结系统的混合料加水全部实现自动控制。2008年初两台265m2烧结机进行了混合料加水控制系统的设备安装、调试，目前系统均已投入运行，效果良好，提高了烧结矿质量，降低了燃料消耗，减轻了工人的劳动强度。

自动加水控制系统方案的确定

　　烧结混合料加水工序是烧结矿生产的一个重要工序，混合料的水分是影响烧结矿烧结过程的非常重要的因素。配料后的烧结原料，在一次混合机中混匀，并适当加水润湿，最后造球（制粒）。一般来说，一次混合机加水，占目标水分的80%～90%（粗调），加水量与原料重量和原料含水量有关，二次混合机加水占目标水分的10%～20%（细调），使混合料达到规定的水分目标值，以利于混合料造球，保证烧结机有良好的透气性，提高烧结矿的产量和质量。

　　本钢在两台265m2烧结机一次、二次混合机出口均安装了MM-710红外水分控制系统。控制系统在混合圆筒出口皮带上安装一台MM-710红外水分仪，给水管上增加流量控制回路。该回路中包含流量计、电动调节阀等设备，与调节装置组成一个综合控制系统，根据工艺要求的混合料水分的设定值，与烧结料出口的红外水分检测信号相比较，自动调节控制给水量的大小，以达到混合料水分值稳定的目的。

　　烧结混合料自动加水控制系统主要由MM-710红外水分仪、可编程调节装置、智能型电动调节阀、电磁流量计、快速切断阀等组成。红外水分仪的仪器性能不受各类环境光变化的影响，探头有自动补偿相对湿度的功能，所以测量精度也不受环境相对湿度的影响；采样频率高达每秒120次，极大地提高了测量的稳定性，采用专利技术成功克服了混合料高、低不平对水分测量的影响；独有的10个波长和增强型滤光镜镀膜技术，避免了空气中的水蒸气对水分测量的干扰。可编程调节器具有丰富的控制运算功能，能实现前馈控制、非线性控制、纯滞后时间补偿控制等，具有常规PID自动整定、PID参数自动微调整，手自动切换时不会产生输出干扰，可以无干扰切换，具有自动平衡功能，同时可用上位机监视模拟数据的变化趋势。该系统的电动执行器和阀体采用内置式微处理控制器，具有多种参数智能诊断及保护措施，可以进行全行程时间设定；传动采用小游隙密封齿轮传动，具有传动效率高、噪声低、寿命长、稳定可靠、无须加油的特点。电机是采用高性能稀土磁性材料制成的高速同步电机，具有运行平稳、体积小、力矩大、抗堵转的特点。

烧结一次混合料加水控制原理

　　技术人员采用加水流量作为内环的串级调节系统，同时在其设定上直接叠加混合料流量引起加水量变化，这样就迅速减弱了物料流量对加水的影响；出口混合料水分仪的测量值作为主回路的反馈值，并将接收的信号与目标值（SP）综合处理后输出一个4mA～20mA 的信号至给水调节阀，调节阀根据接受的信号来控制阀位开度，从而达到控制给水量、稳定混合料最终水分的目的。

　　根据265m2烧结机工艺要求，生产时必须消耗部分炼钢厂的污泥，所以混合料的加水回路分成工业清水加水回路和污泥补加回路两部分。工业清水回路由电磁流量计、电动调节阀、快速切断阀组成，是混合料加水的主要回路。电动调节阀则根据调节系统的调节输出值来控制阀门开度，调节混合机加水流量，以达到最终稳定混合料水分的目的。快速切断阀用于系统停机状态或电动调节阀故障状态（根据调节阀输出值和阀位反馈值比较的差值判断调节阀的工作正常与否）。此时，系统会迅速将其关闭，同时发出报警信号，以方便启动备用供水回路。污泥补加水回路是作为混合料加水的辅助加水回路，它的加水原理是利用污泥泵将污泥加入混全料圆筒，控制回路是采用获取启动开关的连销信号来判断污泥泵是否启动、回路供水与否。由压力变送器和回流调节阀组成压力调节回路，以稳定污泥加水管道的压力，然后根据加水调节阀的开度折算成的污泥配加流量，并将其叠加到流量调节环节上。系统将从加水总量中减去这部分污泥配加量。

烧结二次混合料加水控制原理

　　烧结二次混合料加水控制过程是使混合料的含水量达到二次混合加水设定的目标值，以利于配合料造球，保证烧结时的良好透气性，提高烧结矿的产量和质量。

　　烧结二次混合机无须配加污泥，加水控制回路只有工业清水加水回路。因为烧结一次、二次混合机的出口都安装了红外水分仪，利用准确的混合料检测值将加水的预调节量计算得更加准确（其料重是跟踪前皮带计量秤重量再加上配加水重量）。

　　加水回路与一次混合加水的清水调节过程相似，也是一个串级调节系统。该回路由电磁流量计、电动调节阀、快速切断阀组成，是二次混合的主要加水回路。电动调节阀则根据调节系统的调节输出值来控制阀门开度，调节混合圆筒的加水流量，以达到最终稳定混合料水分的目的。快速切断阀在停机状态、电动调节阀故障状态（根据调节阀输出值和阀位反馈值比较的差值判断调节阀的工作正常与否）时，系统会迅速将其关闭，同时发出报警信号，以方便启动备用供水回路。

　　MMC-21红外水分自动控制系统投入运行后，本钢两台265m2烧结机一次、二次混合料加水实现了自动检测和自动控制，提高了烧结矿的产量和质量，降低了燃料消耗，减轻了工人的劳动强度，攻克了烧结混合料加水无检测控制手段的技术难题，达到了预想的效果。