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球團(tuán)環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測及控制方案
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)（以下簡稱鏈回環(huán)球團(tuán)），目前豎爐球團(tuán)、帶式球團(tuán)在國內(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所示為此過程的簡單示意圖。
圖1：環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測過程示意圖
在生產(chǎn)過程中，如果料柱過高，超過擋墻，物料會從擋墻上溢出，環(huán)冷機(jī)臺車上物料會過厚且不平整，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，無法起到平料作用，環(huán)冷機(jī)臺車上物料也不會平整，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，就需要檢測料柱高度，最好是連續(xù)測量，至少應(yīng)該設(shè)置上下料位測量。
2.環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測方法
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固定篩、又能躲開物料的合適安裝位置；給料斗自身結(jié)構(gòu)也決定無法采用稱重方法。
目前，國外一些球團(tuán)廠使用高溫?zé)岢上駜x或高溫攝像頭監(jiān)視料位，國內(nèi)也有一家采用。這種方法是一種光學(xué)成像方法，現(xiàn)場采用光學(xué)鏡頭，將熱圖像轉(zhuǎn)換為電信號，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)視的是一個區(qū)域的溫度，可間接反映受料槽槽位，但其輸出是幾個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)過對環(huán)冷機(jī)設(shè)備圖紙研究以及球團(tuán)現(xiàn)場進(jìn)行考察、反復(fù)論證，在采用高溫?zé)岢上駜x的同時，可在環(huán)冷機(jī)給料槽處設(shè)個兩個微波料位開關(guān)，料位開關(guān)處沒有物料時，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)出無料信號；反之，如果料位開關(guān)有料時，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)度就會減弱甚至消失，發(fā)出有料信號。料位開關(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)。控制料位的方法有兩種途徑；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，環(huán)冷機(jī)逐步加速，保持一定時間，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，則與上料位相反，環(huán)冷機(jī)逐步減速，保持一定時間，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)速度變化會直接引起環(huán)冷機(jī)排料溫度的變化。環(huán)冷機(jī)速度過快，排料溫度提高，超過一定溫度后會燒壞成品礦運(yùn)輸皮帶；反之，環(huán)冷機(jī)速度過低，排料溫度太低，則環(huán)冷機(jī)能力過剩、產(chǎn)量降低，沒有充分利用設(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，短時間內(nèi)仍無法使環(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。由于每臺造球定量給料機(jī)的給料量是經(jīng)過造球?qū)嶒?yàn)確定的，不應(yīng)隨便改變，只有通過增減造球機(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，有一定的滯后時間，這在確定環(huán)冷機(jī)速度調(diào)整范圍時必須考慮。
綜上所述，環(huán)冷機(jī)給料斗料位的檢測及控制是鏈回環(huán)球團(tuán)控制中的一個重要環(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)給料斗料位開關(guān)的介紹
J-CONTROL微波物位開關(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料位開關(guān)采用非接觸式微波原理測量，頻率采用24GHZ，水平檢測范圍可達(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個通信頻道選擇功能，保證在高位、高高位、低位、低低位同時安裝時，避免各通信頻道間的干涉；
⑤微波開關(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)穿過絕緣物倉壁來檢測內(nèi)部料位；
⑥.產(chǎn)品適用于重載、高溫、高壓等物料工況；
⑦.接收器具有延時調(diào)整功能，通過延時旋鈕，可實(shí)現(xiàn)0~10s范圍內(nèi)的延時設(shè)定；
⑧.微波接收器具有接受器動作值調(diào)整設(shè)定功能，通過LED顯示面板，可以確定不同動作值，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，寬電壓輸入范圍可有效防止因電網(wǎng)波動帶來的開關(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微波料位開關(guān)在干熄焦一次除塵（1200℃工況）應(yīng)用
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