魏继忠
(新临钢烧结厂041000)
摘 要 为了稳定混合料水分，新临钢烧结厂在混合系统安装了一套MM710—21CS红外水分测控系统，实现了对混合料水分的准确测定及自动控制，促进了烧结生产的稳定，产、质量稳步提高。本文对其技术特点、应用过程中出现的问题及解决办法进行了论述。
1前言
新临钢烧结厂现有两台24m2、一台36m2烧结机，年设计生产能力为98万吨，2003年生产烧结矿143万吨，仍不能满足总炉容1180立方米高炉生产的需求。如何进一步提高烧结矿产、质量是我厂面临的一个主要问题。
烧结混合料的水分是影响混合料的制粒，料层透气性，乃至最终烧结指标和烧结矿质量的重要因素。我厂混合工序采用人工加水，混合工凭经验判断，靠目测来调整水分大小，混合料水分波动较大。混合料水分的波动还会影响到配碳量的稳定，制约着烧结矿产、质量的稳定、提高。
通过对首钢烧结厂、济钢烧结厂实地考察和反复论证，我厂应用了北京宇宏泰公司的MM710-21CS红外水分测控系统，于2004年8月11日进行了安装调试，8月12日一次混合机实现了水分在线检测和加水自动控制。解决了混合料水分波动较大的问题。
2 MM710-21CS水分测量控制系统工作原理及技术特点
2．1测控系统工作原理
测量采用美国NDC公司产MM7lO-21CS在线红外水分检测仪，控制采用日本YATAMAKE公司产SDC智能数字控制器，电动执行器采用德国PS公司产PSL执行器。一次混合加水时，充分利用SDC的控制和运算功能，对一次混合料的含水量进行控制。经过SDC系统调节后的输出信号送到调节阀调节工业清水用水量，从而达到稳定一次混合出口料水分的目的。测控系统原理图如下：
2.2 MM710-21CS红外水分检测仪技术特点
要实现混合料水分的定量控制，混合料水分的快速准确测量是关键环节，MM710—21CS在线红外水分检测仪是根据水分子吸收特定波长的红外线的原理工作的，其采用多个不同波长的参考光来消除各种干扰，实现了测量的全量程线性化。主要技术特点：
2.1.1采用10波长、双探测器专利技术。物料信号检测探测器100％的用于探测物料信号，物料测量信号与内部基准信号是在同一时间、同一光路上测量出来的，探测器不间断地检测内部参考光，并与检测光比较(波长对波长)，获得检测结果，同时排除环境干扰。用来测量内部基准信号的探测器密封在内部，外界光无法进入，有良好的抗光干扰能力。其具备高的长期稳定性，测量精度不受环境温度影响。
2.1.2提高滤光片精度、降低滤光片通带宽度、测量水蒸汽影响加以抵消来消除水蒸汽影响，解决了红外水分仪在烧结工艺上应用的一个障碍。
2.1.3采用24格变焦聚光镜，使来自物料的反射光均匀地分布在探测器上，排除了物料高度在±100mm变化时对检测精度的影响。
2.1.4经久耐用的无刷电机。
2.1.5经老化处理的长寿命卤素灯泡。
2.1.6镜头距物料250mm，检测面积￠60mm，检测粒料时优势更明显。
3 现场影响因素分析及对策
3.1热返矿对混合料水分稳定的影响
受工艺条件限制，我厂热返矿无自动控制系统，热返矿通过下料斗直接排入上料皮带。烧结状态的好坏直接影响到热返矿量的稳定，热返矿量的波动会影响到混合料水分的稳定，混合料水分的波动又会影响到烧结状态的稳定，造成生产的恶性循环。针对这一现象，我们将热返矿斗下部控制闸板调整至适当位置，保证热返矿斗中料位稳定在l／3以上，非特殊情况不得随意调整。加强岗位巡视，既保证返矿斗中保持一定的料位，又要防止返矿斗溢料造成设备故障停机。同时加强工艺监督管理，要求看火工严格执行“两稳、三高、四低”操作方针，确保铺平烧透，控制好烧结终点，保证了热返矿量的相对稳定。
3.2生石灰下料量不稳定
我厂使用的生石灰主要为外购民用块灰经耐火材料厂加工至一5mm由罐车运送人厂，另有一部分自产气烧灰筛下物，虽然CaO含量可稳定在80％左右，但民用灰活性度低于200ml且波动较大。生石灰易吸水，其中混有消化灰时，极易造成蓬料、喷料，影响到生石灰下料量的稳定，甚至断料，生石灰配消器加水量调整不及时，还可能出现混合跑干、湿料现象。严重时会使烧结机台车篦条糊死，影响烧结生产的稳定。我们从源头抓起，要求耐火材料厂减少现场存灰量，供应的粉灰，既要保证粒度达到工艺要求，又要尽可能减少0.5mm以下部分所占比例，杜绝消化灰。因气候条件影响无法克服时及时与我厂调度联系，配料工及时开启料仓仓壁振动器，出现蓬灰、喷灰情况时，及时调整配消器内加水量并通知混合工采取相应措施，尽最大可能减少对生产的影响。同时，加强生石灰螺旋秤的维护，确保正常生产情况下下料量的稳定。
3.3除尘灰的影响
机尾除尘器放灰采用湿式放灰，拉链出现故障不及时处理，会出现除尘灰集中排放现象，下料口堵时岗位工人用水管冲下料口，造成混合料水分波动。通过加强设备维护、生产管理，杜绝用水管冲刷下料口现象，保证了放灰的均衡、稳定。
3.4原料结构变化的影响
当精矿粉、进口矿粉、返矿粉配比发生变化时，会造成混合料水分测量值整体偏移。半年多的生产实践表明，通过调整水分设定值即可满足生产要求。水分设定值的调整由看火工根据机头九辊布料器下料情况、点火状况、机尾断面及成品烧结矿的质量情况综合判断来确定。
3.5现场环境的影响
受现场位置的局限，MM710-21CS红外线测水仪安装时操作界面、SDC控制器与两台混合机的软起动控制柜放在同一操作室内。安装初期，PV显示窗口经常出现闪动现象，导致与混合操作室并联的显示窗口无数据或有数据但不显示实时数据的现象。出现这种情况时，混合工不能依据测量数据判断水分大小，只能靠目测进行判断调整。关掉控制器开关，待1分钟后重新开启，可恢复正常。我们与北京宇宏泰公司技术人员一道分析上述问题出现的原因是由于MM710-2lCS红外线测水仪在使用过程中受到干扰所致。干扰原因有以下几下方面：
3.5.1 电磁干扰
在烧结生产过程中，生石灰、热返矿下料量容易产生波动，影响混合机的负载，使得混合机软起动控制柜中电流产生波动，产生磁场，对MM710—21CS红外线测水仪输入、输出信号产生干扰。
3.5.2 电源干扰
由于MM710-21CS红外线测水仪电源均是由电网供电，电网覆盖范围广，它将受到所有空间电磁场干扰而在线路上感应电压和电路。尤其是电网内部的变化，大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波，电网短路暂态冲击等，都通过输电线路传到电源原边，虽然测水仪电源使用隔离电源，但其机构及制造工艺因素使其隔离性并不理想。实际上，由于分布参数特别是分布电容的存在，绝对隔离是不可能的。
3.5.3 来自接地线的干扰
MM710-21CS红外线测水仪的接地方法是把测水仪内各接地线点一起接到MM710-21CS红外线测水仪外置保护壳上的螺栓上，再从螺栓处引入上料系统配电室公共接地线。此种做法不妥之处是由于各接地线在到达测水仪外壳上螺栓时，电势差不一致，引起地环路电流，在变化磁场的作用下，出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，干扰信号回路。
3.5.4 来自系统内部干扰
主要是MM710—2lCS红外线测水仪内部元器件及电路间的相互电磁辐射，影响测水仪内部信号的传输，其中影响较大的是PV显示窗口和可控操作界面之间的信号传输。
针对以上问题采取了以下措施：
1)采用在线式不间断供电电源UPS一500供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，可有效抑制电网引入的干扰。
2)采用4芯电缆将MM710—21CS红外线测水仪内置的三个接地线和铁制保护壳采用直接接地方式接地。消除混合机软起动过程中电流变化时产生磁场对测水仪传输信号的影响，同时消除接地系统混乱时产生的环路电流干扰。
3)在PV显示窗口和操作界面之间的信号线上增加隔离器，防止电器元件互相干扰。 采取上述措施后，故障排除。
3.6操作注意事项：
3.6.1混合工在一皮带上加水，要根据热返矿量大小及时调整加水量，保证电磁阀门开口度在30～60％。
3.6.2吹扫空气清洁窗的压缩空气压力要保持在2kgf／cm2以上，出现连续8小时无压缩空气时，及时通知车间及调度，并做记录。
3.6.3接班时清除空气过滤减压阀中的积水。
3.6.4操作界面“视窗报警”显示WINDOW W时，表示窗口受到污染，将影响测量精度；“视窗报警”显示WINDOW E时，表示窗口严重污染，已严重影响测量精度，出现以上情况时，及时用镜头纸擦拭镜头。
3.6.5正常生产情况下，不得在混合区域内使用电焊机，若必须使用时，要通知当班调度及技质科；停机检修过程中使用电焊机时，通知技质科关闭测控系统电源。
3.6.6电缆与探头接触处用防水胶布进行包裹。
4生产使用效果
我们以7月份的烧结生产指标作为基准期数据，8月12日至9月12日作为试验期，进行了对比分析。试验期与基准期烧结生产条件基本相同。
4.1 操作控制简便，系统测量精度可满足烧结生产要求。
该系统于2004．年8月12日投入自动调控。八个多月使用情况表明，它具有安装调试简单，生产使用方便，检测灵敏度可靠，水分调节准确等特点。用常规的水分烘干法与MM710-21CS水分测控系统的检测结果进行比较，其测量精度达到±0.3％的设计要求。检测对比情况见表1。
表1记录了10个样品的测量误差情况，显示值和标准烘箱法对照的标准偏差S.D≈O.1843。
4.2 烧结矿产、质量变化情况
该系统的采用，改变了传统的凭经验判断混合料水分的方法，操作人员只需根据要求调整混合料水分设定值，系统即可进行自动测量控制，使混合料水分在最短时间内达到生产要求，消除了生产中跑干、湿料现象，混合料水分得到有效控制，波动减少，从而保证了生产状态的稳定，促进了烧结矿产质量的稳定、提高。试验期日产量比基准期提高了83.46吨。烧结矿质量指标情况见表2。
5 结论
5.1 MM710-21CS水分测量控制系统不仅能实现对混合料水分的准确测定，而且还能实现水分的自动控制，可以应用于烧结混合料水分的在线检测和自动调节。
5.2新临钢烧结厂的生产应用结果表明，采用MM710-21CS水分测量系统后，由于混合料水分稳定，促进了生产过程的良性循环，有利于烧结矿产、质量的提高。进而促进了炼铁高炉的稳产、高产，2005年4月新临钢总炉容为1180m3的高炉利用系数达到了3.6468t／m3d。
5.3 MM710-21CS水分测量控制系统是一种精密光学仪器，安装时一定要避免过分的机械振动及电磁干扰。
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