一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于鋼鐵冶金中的粉礦處理系統，尤其是一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統。所述的控制系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置和配料操作監控管理子系統。該系統實現了按照測算的燒結礦成份和生產成本指導選出經濟合理的燒結生產原燃料配比，實現了燒結生產各項費用科學有效管控，為燒結礦低成本生產創造良好條件。

【技術實現步驟摘要】
一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統
本專利技術涉及一種用于鋼鐵冶金中的粉礦處理系統，尤其是一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統。
技術介紹
在燒結生產的工藝流程中，首先將適量的燃料和溶劑配入粉狀含鐵原料并且使燒結原料的配料成分均勻；其次還包括加入合適的水量，從而易于造球以獲得粒度組成良好的燒結混合料，即分批次加入適量的水并經混合和造球；最后是燒結作業，這是燒結生產的中心環節，它主要包括布料、點火、燒結等主要工序，即在燒結設備上使物料發生一系列物理化學變化，將礦粉顆粒黏結成塊。近幾年國內鋼鐵行業出現產能嚴重過剩、經濟放緩等不利因素，大多數企業經營艱難，進廠鐵礦粉等燒結礦生產原料保持低庫存，價格較便宜的經濟礦使用量增加，原料進廠批量小、品種雜、化學成份變化大，大大提高了燒結配礦工作難度。目前很多燒結廠仍然實行人工配料計算確定原料配比的方式，其缺陷是配料計算簡單粗放、精確度低、變料操作好壞對工人的實際工作經驗依賴性強，而燒結礦化學成份分析結果得出往往滯后配料操作幾個小時，造成燒結配料比例修正嚴重滯后。特別是當所使用的含鐵原料達十幾種乃至數十種、其單位價格各不相同時，要從這些種類繁多、價格各異的礦石中優選出既能夠滿足燒結礦成份等質量要求，又能夠使燒結配礦生產成本最優的配礦方案，單憑配礦經驗和簡單計算是不能很好解決的。有些燒結先進生產廠雖然應用了按照測算的燒結礦化學成份實現自動配料，依據配料計算模型測算出參與配料的各種原料較為合適的配比，但缺乏及時有效的燒結生產成本測算、控制手段，無法實現燒結配料時預先測算生產成本并及時有效管控各項費用。在鋼鐵行業微利甚至虧損的今天，出于生產經營管理精打細算的需要，無論出于生產成本考慮還是出于鐵礦資源供應出現短缺時必須面對含鐵原料多樣性的考慮，都應該從鐵礦燒結礦生產成本構成入手，建立鐵礦粉等燒結礦生產原料成份（質量）、價格與生產加工費用構成等之間對應量的關系，以同等質量每噸燒結礦生產成本高低作為燒結配料管理、操作好壞的最終評判依據。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供了一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，針對現有燒結配料操作及管理過程中缺乏及時有效的燒結生產成本測算、控制手段，所述的控制系統根據燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型選出經濟合理的各種燒結原料的配比，實現按照測算的燒結礦成份和生產成本指導燒結配料，避免配料管理與操作的盲目性，該系統能夠快速、精準的實現燒結配料操作，特別適用于燒結礦生產成本的預測，為實現燒結生產各項費用科學有效管控創造有利條件。為了解決上述技術問題，本
技術實現思路
的技術方案是這樣實現的：一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，所述的控制系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置和配料操作監控管理子系統；燒結一次預配料裝置與燒結二次配料裝置分別包括配料料倉、設置在配料料倉中的稱重式料位計、位于配料料倉下方的配料圓盤、與配料圓盤連接的電機、與電機相連的變頻器、與配料圓盤對應設置的配料電子皮帶稱、配料電子皮帶稱下方的配料總皮帶；燒結一次預配料裝置包含多個配料料倉，分別裝填燒結生產所需的各種含鐵原料，燒結二次配料裝置也包含多個配料料倉，每個配料料倉分別裝填燒結一次預配料、燃料、熔劑、冷返礦；配料操作監控管理子系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置自動配料控制系統，所述的自動配料控制系統基于每個配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制；配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量，根據燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型，選出經濟合理的燒結生產原料配比，根據選出經濟合理的燒結生產原料配比得出的配料圓盤的理論下料量與上述配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量進行比較得出下料量偏差，下料量偏差經過PLC的PID控制器運算后，由PLC輸出信號傳輸給變頻器，變頻器通過改變頻率控制電機轉速進而控制配料圓盤的轉速實現下料量調節，形成基于配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制。進一步，所述的燒結一次預配料裝置，用于將多種含鐵原料（含雜料）按一定的比例進行配制、混合以獲取含鐵預配料，實現含鐵原料預混、粒度組成合理搭配；燒結二次配料裝置，實現含鐵預配料、燃料（焦粉、無煙煤）、熔劑（生石灰、石灰石）、冷返礦等各種燒結原燃料按一定的比例進行精確配料作業；配料操作監控管理子系統，完成人機界面配料監控、燒結生產原料化學成份傳輸與管理、燒結礦成份與生產成本測算、原料配比選定及執行，指揮控制燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置的配料作業全過程；進一步，所述的含鐵原料有鐵精礦、鐵粉礦、返礦、軋鋼皮、重力除塵灰，燃料為焦粉、無煙煤，熔劑是生石灰、石灰石；進一步，所述的燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型能夠完成現有自動配料控制系統中基本配料決策模型可以實現的根據煉鐵生產所需燒結礦目標產量、含鐵預配料的化學成份、燒結生產用其它原料（除塵灰、冷返礦、生石灰、焦粉）的化學成份、燒結礦成份等目標產品參數、過程參數限定條件以及燃料水份等因素，通過計算機中存儲的專家系統數據庫計算得出燒結礦生產原料的總料量、各種參與配料的理論燒結礦生產原料的配比、測算模擬出理論的燒結礦化學成份；還能夠進一步實現精準高效的燒結礦生產成本預測，體現出實現燒結礦生產的經濟合理性，按照測算的成品燒結礦化學成份與生產成本結合確定最佳配料比例，達到優化燒結配礦結構、實現燒結礦生產低成本的目標；并可依據燒結配礦計算結果對燒結生產用待采購鐵礦粉的化學成份進行及時、科學的評價，便于物資采購部門追蹤鐵礦粉市場變化，降低鐵礦粉采購成本；進一步，所述的燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型是建立在基于燒結礦生產過程中物料總質量平衡與線性規劃原理的燒結配礦計算數學模型；物料總質量平衡是建立在物質不滅定律的基礎上進行的，即進入燒結生產過程中的物料總質量必須等于該過程排出的各種產物的總質量；基于線性規劃原理開發的數學運算模型為解決復雜數學計算問題提供了便利，運用線性規劃建立科學高效的數學運算模型可以解決上述復雜燒結配礦計算與燒結礦生產成本測算要求；該數學模型主要包括燒結生產一次預配料含鐵原料化學成份測算、二次配料燒結成品礦成份測算、生產用原料費用測算、加工費用測算、燒結礦生產成本測算、燒結配料操作參數設置；該數學模型適用于鋼鐵冶金行業高爐煉鐵入爐燒結礦生產精準高效的配料計算和生產成本測算；也可用于燒結用鐵礦粉采購化學成份評價與科學決策，將待采購的某種鐵礦粉化學成份及預估價格參數輸入系統，依據自動配料計算所得成品燒結礦成份以檢驗此種鐵礦粉是否符合公司高爐入爐成份方面要求，分析判斷利弊，結合燒結礦生產成本測算結果綜合判定是否入選采購對象及評判合適的鐵礦粉采購價；進一步，所述的燒結生產一次預配料含鐵原料化學成份測算、二次配料燒結成品礦成份測算、生產用原料費用測算、加工費用測算、燒結礦生產成本測算、燒結配料操作參數設置具體包括以下內容：1、一次預配料含鐵原料化學成份測算一次預配料料倉中分別裝填燒結生產所需的各種含鐵原料，如鐵精礦、鐵粉礦、冷返礦、軋鋼皮、重力除塵灰，將各種含鐵原料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的控制系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置和配料操作監控管理子系統；燒結一次預配料裝置與燒結二次配料裝置分別包括配料料倉、設置在配料料倉中的稱重式料位計、位于配料料倉下方的配料圓盤、與配料圓盤連接的電機、與電機相連的變頻器、與配料圓盤對應設置的配料電子皮帶稱、配料電子皮帶稱下方的配料總皮帶；燒結一次預配料裝置包含多個配料料倉，分別裝填燒結生產所需的各種含鐵原料，燒結二次配料裝置也包含多個配料料倉，每個配料料倉分別裝填燒結一次預配料、燃料、熔劑、冷返礦；配料操作監控管理子系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置自動配料控制系統，所述的自動配料控制系統基于每個配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制；配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量，根據燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型，選出經濟合理的燒結生產原料配比，根據選出經濟合理的燒結生產原料配比得出的配料圓盤的理論下料量與上述配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量進行比較得出下料量偏差，下料量偏差經過PLC的PID控制器運算后，由PLC輸出信號傳輸給變頻器，變頻器通過改變頻率控制電機轉速進而控制配料圓盤的轉速實現下料量調節，形成基于配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制。...

【技術特征摘要】
1.一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的控制系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置和配料操作監控管理子系統；燒結一次預配料裝置與燒結二次配料裝置分別包括配料料倉、設置在配料料倉中的稱重式料位計、位于配料料倉下方的配料圓盤、與配料圓盤連接的電機、與電機相連的變頻器、與配料圓盤對應設置的配料電子皮帶稱、配料電子皮帶稱下方的配料總皮帶；燒結一次預配料裝置包含多個配料料倉，分別裝填燒結生產所需的各種含鐵原料，燒結二次配料裝置也包含多個配料料倉，每個配料料倉分別裝填燒結一次預配料、燃料、熔劑、冷返礦；配料操作監控管理子系統包括燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置自動配料控制系統，所述的自動配料控制系統基于每個配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制；配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量，根據燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型，選出經濟合理的燒結生產原料配比，根據選出經濟合理的燒結生產原料配比得出的配料圓盤的理論下料量與上述配料電子皮帶稱上的重力傳感器測量每個配料圓盤的實際下料量進行比較得出下料量偏差，下料量偏差經過PLC的PID控制器運算后，由PLC輸出信號傳輸給變頻器，變頻器通過改變頻率控制電機轉速進而控制配料圓盤的轉速實現下料量調節，形成基于配料圓盤下料量偏差的閉環PID反饋控制。2.根據權利要求1所述的一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的燒結一次預配料裝置，用于將多種含雜料的含鐵原料按一定的比例進行配制、混合以獲取含鐵預配料，實現含鐵原料預混、粒度組成合理搭配；燒結二次配料裝置，實現含鐵預配料、燃料、熔劑、冷返礦各種燒結原燃料按一定的比例進行精確配料作業；配料操作監控管理子系統，完成人機界面配料監控、燒結生產原料化學成份傳輸與管理、燒結礦成份與生產成本測算、原料配比選定及執行，指揮控制燒結一次預配料裝置、燒結二次配料裝置的配料作業全過程，燃料為焦粉、無煙煤，溶劑為生石灰、石灰石。3.根據權利要求1所述的一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的含鐵原料有鐵精礦、鐵粉礦、返礦、軋鋼皮、重力除塵灰，燃料為焦粉、無煙煤，熔劑是生石灰、石灰石。4.根據權利要求1所述的一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型能夠完成現有自動配料控制系統中基本配料決策模型可以實現的根據煉鐵生產所需燒結礦目標產量、含鐵預配料的化學成份、燒結生產用其它原料的化學成份、燒結礦成份目標產品參數、過程參數限定條件以及燃料水份因素，通過計算機中存儲的專家系統數據庫計算得出燒結礦生產原料的總料量、各種參與配料的理論燒結礦生產原料的配比、測算模擬出理論的燒結礦化學成份；還能夠進一步實現精準高效的燒結礦生產成本預測，體現出實現燒結礦生產的經濟合理性，按照測算的成品燒結礦化學成份與生產成本結合確定最佳配料比例，達到優化燒結配礦結構、實現燒結礦生產低成本的目標；并可依據燒結配礦計算結果對燒結生產用待采購鐵礦粉的化學成份進行及時、科學的評價，便于物資采購部門追蹤鐵礦粉市場變化，降低鐵礦粉采購成本，其它原料為除塵灰、冷返礦、生石灰、焦粉。5.根據權利要求1所述的一種實現生產成本測控的燒結二次自動配料控制系統，其特征在于：所述的燒結礦成份與生產成本預算控制模型、配比設定程序及控制計算模型是建立在基于燒結礦生產過程中物料總質量平衡與線性規劃原理的燒結配礦計算數學模型；物料總質量平衡是建立在物質不滅定律的基礎上進行的，即進入燒結生產過程中的物料總質量必須等于該過程排出的各種產物的總質量；基于線性規劃原理開發的數學運算模型為解決復雜數學計算問題提供了便利，運用線性規劃建立科學高效的數學運算模型可以解決上述復雜燒結配礦計算與燒結礦生產成本測算要求；該數學模型主要包括燒結生產一次預配料含鐵原料化學成份測算、二次配料燒結成品礦成份測算、生產用原料費用測算、加工費用測算、燒結礦生產成本測算、燒結配料操作參數設置；該數學模型適用于鋼鐵冶金行業高爐煉鐵入爐燒結礦生產精準高效的配料計算和生產成本測算；也可用于燒結用鐵礦粉采購化學成份評價與科學決策，將待采購的某種鐵礦粉化學成份及預估價格參數輸入系統，依據自動配料計算所得成品燒結礦成份以檢驗此種鐵礦粉是否符合公司高爐入爐成份方面要求，分析判斷利弊，結合燒結礦生產成本測算結果綜合判定是否入選采購對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡明意，喻安紅，左武新，魏立，江立振，張磊，
申請(專利權)人：安陽鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：河南;41