摘要：钢铁行业是国家重要的基础产业，又是高能耗、高排放、增加环境负荷源头的行业，烧结是钢铁企业生产中不可获缺的工序，但又是污染很高的工序，在烧结生产过程中会产生大量的有害粉尘。为满足工艺和环保要求，烧结机自动化系统对烧结工艺和生产有重要的配套作用。为了提高烧结机系统的自动化水平及工作可靠性，本文介绍烧结机自动控制系统的设计及应用。
关键词：烧结机；电气；自动化
1钢铁厂烧结工艺概述
烧结工艺是钢铁厂整个生产过程中最为重要的环节之一，主要的工作内容是将石灰、铁矿粉以及由焦粉和无烟煤组成的燃料等多种原材料按照相应的较为科学的配比进行均匀混合，在烧结之后，形成具有符合标准强度、粒度的结矿，并以此作为后续炼铁工艺中的熟料。而在该过程中，所谓的烧结工艺，主要是指将粉状物料进行加热，当达到其熔点以下时，物料会逐渐凝结，并形成固体。简单而言，在该过程中，将强度满足需求，而粒度不达标准的精矿、其他辅助性原料进行充分混合，并在烧结机上点燃，使其经过熔化后，重新凝结成块，达到高炉所需要求。应用烧结熟料进行炼铁，能够在较大程度上提升高炉的利用率、透气性，并降低相应的焦比，保障其能够正常运行。在钢铁行业的生存与发展中，若能利用先进的科学手段，优化其节能减排功能，不仅能够顺应国家产业的绿色发展要求，还能在较大程度上降低企业的投资成本，使其能够更为长治久安的发展运营。
2电气自动化系统的控制
2.1烧结配料自动化
（1）该烧结配料自动控制系统主要采用的是现场总线控制系统。这种控制系统具有良好的远程监控功能，在烧结配控室中设置一台服务器，并在烧结主控室和配料室之间设置远程监控站，就可以利用以太网对两者之间的服务器进行连接，从而实现对烧结配料室的远程监控，可以大大减轻工作人员的工作量，十分方便快捷，并且在很大程度上能够提高工作人员对烧结主控室和配料室的了解程度，保证工作效率和工作质量。（2）具有静态图形组态功能。该系统可以对运行画面、实时数据画面、数据传输画面、换仓画面、变料画面、报警记录画面以及数据查询画面等进行记录分析，并对这些画面进行确认。工作人员可以根据这些画面完成相应的环节监控工作，确保系统的平稳运行。（3）具有自动配料功能。实现自动配料是在烧结配料工程中使用自动化控制系统的最主要目的，该系统可以对料线启动、对齐料头料尾进行自动化操作，保证配料的精度。
2.2机头除尘系统
机头除尘系统各设备具有联锁控制，可以实现顺启、顺停、齐停、单启、单停。在远程控制及联锁状态下，两台斗轮提升机就位，在画面上点击顺启按钮，刮板输送机按一定顺序延时启动，当刮板输送机启动完毕后，就可以按一定卸灰方式启动电动双层卸灰阀进行卸灰。点击顺停，设备反方向依次停止；点击齐停，所有设备同时停止。若系统为远程控制，不在联锁状态下，可以在画面上点击单启、单停，来实现对各设备的单一启停。此外，系统会对烟气的温度、流量、压力、浓度等工艺参数进行检测，并在画面上显示。
2.3混合料水分控制
（1）为确保烧结生产系统加水的准确性与及时性，在方案设计时考虑了整个上料过程所需加水点：配料过程中生石灰消化、一次混合加水、二次混合加水及布料矿槽加蒸汽。这几个加水点的控制回路是相对独立，同时又能相互补充。配料过程加水自动控制配料过程中，在生石灰消化和除尘灰添加时需要加水，添加的水量不仅对配料的准确性和稳定性有影响，还对下道工序水量的添加有影响。为便于加水操作，设计了远程手动和自动两种模式。（2）混合过程加水自动控制为确保混合料水分适宜，对混合加水系统实行了自动控制。为此，必须及时掌握原燃料的质量和水分等数据，并据此进行相应的控制。
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2.4主抽风机系统
主抽风机系统受控设备有两台风机、风机风门调节执行机构、两套润滑油站及水冷却系统。各设备由风机自带的ＡＢ ＰＬＣ与机头除尘与主抽ＰＬＣ组网后进行控制。机头除尘与主抽ＰＬＣ系统只控制风机的启停以及风机风门调节执行机构。风机的启动、停止与润滑油站及水冷却系统具有逻辑联锁控制关系，当润滑油及冷却水的压力、流量、温度等工艺参数满足启动条件时，风机才能正常启动。在远程控制下，当润滑油及冷却水的压力、流量、温度等工艺参数条件满足，在画面上选择风机启动条件，然后单击启动按钮，将启动信号发送给风机自带的ＡＢ ＰＬＣ系统，由该系统对风机进行启动控制；停止风机同理。可通过在画面设定百分比，对风门开度进行调节控制，并将风门开度反馈到画面上显示。
2.5高压变频在在主抽风机运行中的应用
通过实时对抽风机转速的调节来实现对生产中风量、负压的调节。与传统的控制系统相比，其主要优势在于：（1）电机的轴输出功率可以根据生产的实际情况随时调节，使电机总是运行在最佳经济点上，电网节省了大量电能，运行成本大大降低，从而降低了烧结矿吨耗成本。（2）完美无谐波高压变频采用若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出。
3烧结节能环保
3.1生产操作技术的自动化运行
对于传统的钢铁厂而言，其在发展的过程中，烧结工艺的工作主要依赖人工操作，虽然人力资源在发展的过程中具有较强的推动力，但是，就其实际运作而言，仍然存在较为明显的不足，如人工工作存在的失误率较大，且整体的工作效率不高等。而新时代的自动化生产操作技术，在实际运营的过程中能够完成对生产工艺各个过程的实时监控，能够在提升整体工作效率的同时，降低质量损失率，使钢铁厂收获更高的经济效益。
3.2提高环冷余热回收效率
烧结工艺过程产生大量余热，传统的处理方法对余热资源造成了浪费，不利于实现钢铁厂的经济效益。对此，采用回收烧结环冷机烟气余热来发电的方式降低能耗，有利于发展资源循环利用模式，以达到节能降耗的目的。
3.3 减少固体燃料的能源消耗
①应用厚料层的烧结工艺，在烧结工艺的应用过程中，由于厚料层烧结的整体自动蓄热效果十分优良，能够在较大程度上优化燃料配比，并能够在较大幅度上降低烧结工艺的边缘效应，使钢铁厂在后续的发展中能够全面提升烧结工艺的成品利率，产品的单位燃料消耗得到较大程度降低。因此，在后续的工作中，应该在保障机械设备正常运行的前提下，逐步提升烧结机结料层的整体厚度。②含碳粉尘的科学化回收、利用。钢铁厂在实际生产过程中，会产生较多的含有铁、碳、粉尘等物质，通过实现对粉尘有害物质的控制，可以对烧结工作中的混匀矿以及小球烧结等工作形式进行进一步应用，该工作模式能够在替代固体燃料的同时，完成铁、碳等原料的回收。③应用相应的措施全面优化固体燃料的实际燃烧效果，对于固体燃料而言，其不完全燃烧是主要的损失原因之一，在实际的应用过程中，相关工作人员可以将其燃料的结构、投入方式以及燃烧环境等进行优化改良，使燃料得到更为充分的燃烧。
结语
烧结机实现自动控制，提高了烧结自动化控制水平，保障了烧结系统设备的顺行。自动取代手动，降低了岗位工的劳动强度，保障了岗位工的操作安全，改善了岗位工的工作环境，满足了清洁生产，保护环境的要求。
参考文献：
[1]李锐锋．烧结配混料自动控制系统开发与应用［Ｊ］．山西冶金，２０１７（２）：６７－６８，７２．
[2]王淑妍.烧结机配料自动化控制系统研究与应用[J].中国新技术新产品，2012，（19）：136.
[3]姜建芳．西门子Ｓ７－３００／４００ＰＬＣ工程应用技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１２.
论文作者:邱庆利
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
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