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德國(guó)際科J-CONTROL微波物位檢測(cè)器——球團(tuán)環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)及控制方案
際科工業(yè)控制系統(tǒng)(天津)有限公司
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球團(tuán)環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)及控制方案

球團(tuán)礦是煉鐵的重要原料,生產(chǎn)球團(tuán)礦的方法大致有以下幾種:豎爐球團(tuán)、帶式球團(tuán)以及鏈篦機(jī)—回轉(zhuǎn)窯—環(huán)冷機(jī)球團(tuán)(以下簡(jiǎn)稱鏈回環(huán)球團(tuán)),目前豎爐球團(tuán)、帶式球團(tuán)在國(guó)內(nèi)已基本上被鏈回環(huán)球團(tuán)取代。如下圖所示:

1.環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)及控制的必要性

環(huán)冷機(jī)的作用是將回轉(zhuǎn)窯出口處1000℃左右的成品球團(tuán)冷卻至100℃左右,然后輸送至成品系統(tǒng)。工作原理如下。

高溫成品球團(tuán)礦固定篩篩除超粒的大塊,篩下合格部分進(jìn)入環(huán)冷機(jī)給料斗,在給料斗內(nèi)形成料柱,料柱下方為平料坨,成品球團(tuán)礦經(jīng)平料坨在環(huán)冷機(jī)臺(tái)車上鋪平后由環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)冷卻,冷卻后經(jīng)環(huán)冷卸礦槽從環(huán)冷機(jī)排出,再經(jīng)板式給礦機(jī)輸送至成品系統(tǒng)。圖1所示為此過(guò)程的簡(jiǎn)單示意圖。

圖1:環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)過(guò)程示意圖

在生產(chǎn)過(guò)程中,如果料柱過(guò)高,超過(guò)擋墻,物料會(huì)從擋墻上溢出,環(huán)冷機(jī)臺(tái)車上物料會(huì)過(guò)厚且不平整,從而影響環(huán)冷機(jī)的冷卻效果,物料不易冷卻到設(shè)計(jì)溫度;如果不形成料柱,平料坨碰不到物料,無(wú)法起到平料作用,環(huán)冷機(jī)臺(tái)車上物料也不會(huì)平整,甚至?xí)胁糠治恢寐╋L(fēng),同樣影響環(huán)冷機(jī)的冷卻效果。因此,料柱高度應(yīng)該保持在一定范圍內(nèi)。這樣,就需要檢測(cè)料柱高度,最好是連續(xù)測(cè)量,至少應(yīng)該設(shè)置上下料位測(cè)量。

2.環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)方法

環(huán)冷機(jī)給料斗處物料溫度高達(dá)1000℃左右,回?zé)犸L(fēng)溫度也接近1000℃,又有200mm左右的耐火隔熱材料,回轉(zhuǎn)窯下料處還有固定篩,接觸式測(cè)量如導(dǎo)波雷達(dá)、射頻導(dǎo)納、重錘等承受不了這樣的高溫;非接觸式測(cè)量如超聲波、雷達(dá)、激光料位計(jì)等可以在外部采取冷卻措施,但又不容易找到既能躲開(kāi)固定篩、又能躲開(kāi)物料的合適安裝位置;給料斗自身結(jié)構(gòu)也決定無(wú)法采用稱重方法。

目前,國(guó)外一些球團(tuán)廠使用高溫?zé)岢上駜x或高溫?cái)z像頭監(jiān)視料位,國(guó)內(nèi)也有一家采用。這種方法是一種光學(xué)成像方法,現(xiàn)場(chǎng)采用光學(xué)鏡頭,將熱圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào),將圖像傳輸?shù)郊锌刂剖,為操作人員提供可視的參考信息。高溫?zé)岢上駜x監(jiān)視的是一個(gè)區(qū)域的溫度,可間接反映受料槽槽位,但其輸出是幾個(gè)特定位置的溫度值與槽位不成線性關(guān)系,很難與環(huán)冷機(jī)速度形成閉環(huán)控制。

經(jīng)過(guò)對(duì)環(huán)冷機(jī)設(shè)備圖紙研究以及球團(tuán)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察、反復(fù)論證,在采用高溫?zé)岢上駜x的同時(shí),可在環(huán)冷機(jī)給料槽處設(shè)個(gè)兩個(gè)微波料位開(kāi)關(guān),料位開(kāi)關(guān)處沒(méi)有物料時(shí),微波由發(fā)射器發(fā)出,穿透耐火層,發(fā)射到接收器,接收器接收到微波,發(fā)出無(wú)料信號(hào);反之,如果料位開(kāi)關(guān)有料時(shí),微波穿透耐火層后,受到物料的阻擋,被物料吸收,接收器接收到的微波強(qiáng)度就會(huì)減弱甚至消失,發(fā)出有料信號(hào)。料位開(kāi)關(guān)安裝位置如圖2所示。

3.環(huán)冷機(jī)給料斗料位的控制

檢測(cè)環(huán)冷機(jī)給料斗料位的目的是為了控制料位,使料位保持在上下限范圍內(nèi)?刂屏衔坏姆椒ㄓ袃煞N途徑;一是改變排料量,二是改變給料量。

3.1改變排料量

可以通過(guò)調(diào)整環(huán)冷機(jī)速度改變環(huán)冷機(jī)給料斗的排料量。當(dāng)料位到達(dá)上料位時(shí),環(huán)冷機(jī)逐步加速,保持一定時(shí)間,再次判斷料位是否還處于上料位狀態(tài),如果不處于上料位,環(huán)冷機(jī)不再加速,保持速度不變,直至下料位狀態(tài)出現(xiàn);如果仍處于上料位,則繼續(xù)加速、保持、判斷,直至上料位狀態(tài)消失,恢復(fù)正常,環(huán)冷機(jī)不再加速,保持速度不變,直至下料位狀態(tài)出現(xiàn);當(dāng)料位達(dá)到下料位時(shí),則與上料位相反,環(huán)冷機(jī)逐步減速,保持一定時(shí)間,再次判斷料位是否還處于下料位狀態(tài),如果不處于下料位,環(huán)冷機(jī)不再減速,保持速度不變,直至上料位狀態(tài)出現(xiàn);如果仍處于下料位,則繼續(xù)減速、保持、判斷,直至下料位狀態(tài)消失,料位恢復(fù)正常,環(huán)冷機(jī)不再減速,保持速度不變,直至下料位狀態(tài)出現(xiàn)。

3.2改變給料量

從上面情況看,似乎只要調(diào)整環(huán)冷機(jī)速度就可以實(shí)現(xiàn)環(huán)冷機(jī)給料斗料位控制,不必再調(diào)整給料量,其實(shí)不然,在環(huán)冷機(jī)臺(tái)車料層厚度保持一定、環(huán)冷風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)量不變的情況下,環(huán)冷機(jī)速度變化會(huì)直接引起環(huán)冷機(jī)排料溫度的變化。環(huán)冷機(jī)速度過(guò)快,排料溫度提高,超過(guò)一定溫度后會(huì)燒壞成品礦運(yùn)輸皮帶;反之,環(huán)冷機(jī)速度過(guò)低,排料溫度太低,則環(huán)冷機(jī)能力過(guò)剩、產(chǎn)量降低,沒(méi)有充分利用設(shè)備能力,造成投資及能源的浪費(fèi)。因此環(huán)冷機(jī)速度只能在一定范圍內(nèi)調(diào)整。在環(huán)冷機(jī)速度調(diào)整到該范圍的上限或下限后,短時(shí)間內(nèi)仍無(wú)法使環(huán)冷機(jī)給料斗料位恢復(fù)到正常范圍內(nèi),則需要調(diào)整給料斗的給料量。

環(huán)冷機(jī)上游設(shè)備有造球定量給料機(jī)、造球機(jī)、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶、擺動(dòng)膠帶機(jī)、寬皮帶、多輥布料機(jī)、鏈篦機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等,要改變給料斗的給料量只有調(diào)整造球定量給料機(jī)的給料量。由于每臺(tái)造球定量給料機(jī)的給料量是經(jīng)過(guò)造球?qū)嶒?yàn)確定的,不應(yīng)隨便改變,只有通過(guò)增減造球機(jī)工作的數(shù)量改變總的造球定量給料機(jī)的給料量。另外,從造球定量給料機(jī)到環(huán)冷機(jī)給料斗之間設(shè)備較多,有一定的滯后時(shí)間,這在確定環(huán)冷機(jī)速度調(diào)整范圍時(shí)必須考慮。

綜上所述,環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測(cè)及控制是鏈回環(huán)球團(tuán)控制中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),在鏈回環(huán)球團(tuán)工藝中具有極其重要的作用。

4.J-CONTROL環(huán)冷機(jī)給料機(jī)給料斗料位開(kāi)關(guān)的介紹

J-CONTROL微波物位開(kāi)關(guān)是由中外合資公司:際科工業(yè)控制系統(tǒng)(天津)有限公司生產(chǎn),產(chǎn)品具有優(yōu)點(diǎn)如下:

①產(chǎn)品滿足CE認(rèn)證,SIL3認(rèn)證,ATEX防爆認(rèn)證;

②料位開(kāi)關(guān)采用非接觸式微波原理測(cè)量,頻率采用24GHZ,水平檢測(cè)范圍可達(dá)0~110m;

③微波接收器采用10連LED液晶顯示,方便調(diào)節(jié)接受強(qiáng)度;

④發(fā)射器和接收器具有至少4個(gè)通信頻道選擇功能,保證在高位、高高位、低位、低低位同時(shí)安裝時(shí),避免各通信頻道間的干涉;

⑤微波開(kāi)關(guān)能夠穿透玻璃、陶瓷、干耐火磚等絕緣物(導(dǎo)電率低的物質(zhì)),利用微波的這一特性實(shí)現(xiàn)穿過(guò)絕緣物倉(cāng)壁來(lái)檢測(cè)內(nèi)部料位;

⑥.產(chǎn)品適用于重載、高溫、高壓等物料工況;

⑦.接收器具有延時(shí)調(diào)整功能,通過(guò)延時(shí)旋鈕,可實(shí)現(xiàn)0~10s范圍內(nèi)的延時(shí)設(shè)定;

⑧.微波接收器具有接受器動(dòng)作值調(diào)整設(shè)定功能,通過(guò)LED顯示面板,可以確定不同動(dòng)作值,以便適用于各種不同介電系數(shù)的物料產(chǎn)品;

⑨微波接收器和發(fā)射器采用同頻寬幅電源110~270VAC供電,接收器可輸出N0或NC信號(hào),寬電壓輸入范圍可有效防止因電網(wǎng)波動(dòng)帶來(lái)的開(kāi)關(guān)被燒壞的情況;

⑩.發(fā)射器和接收器連接外殼采用鋁合金材質(zhì),安裝接頭采用SUS304材質(zhì),接收端和發(fā)射端頭部采用進(jìn)口PEEK材質(zhì)。

5.J-CONTROL微波料位開(kāi)關(guān)在干熄焦一次除塵(1200℃工況)應(yīng)用


 

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