冶金10#高炉矿放料控制精准概率研究

张维民

（新余钢铁有限责任公司，江西 新余 338000）

冶金10号高炉热风炉自2009年11月投入使用，采用顶燃式热风炉技术，计算机控制，手动烧炉，参照废气温度及拱顶温度上升快慢趋势，操作工人为给定并修正空燃比参数，来控制烧炉。由于燃气系统用户多，燃气压力时常波动，人工手动操作调节跟上压力波动的节奏；操作人员之间技术水平也存在差距性，手动烧炉效果非常不理想。操作者在室内不断的调整烧炉、还要负责室外设备的点检、维护，造成职工的劳动强度很大。可以看出，现有的烧炉技术明显跟不上大型高炉现代化生产的需要，实现全自动控制烧炉非常必要。

1 全自动烧炉技术的概述及应用

全自动烧炉技术概述是根据冶金10号高炉热风炉工艺流程与操作要求，结合了热风炉生产过程中海量的历史数据，从热风炉燃烧节约能源角度，通过科学的数字化管理，对空燃比设定值优化方面进行探索与研究。其工艺过程是从10号高炉热风炉现场仪表送出的数据中，获取出热风炉的拱顶温度、废气温度、燃气流量、空气流量、燃气及空气的压力等多项参数。各参数数据经送到装有新程序的专家智能控制数据库中的软件运算处理后，先与上一次烧炉的空燃比等参数对比，在极短的时间内寻找到本次热风炉燃烧的最佳配比值，并不断的将现有的空燃比、拱顶温度、废气温度、烧炉时间等参数送回数据库中，由数据库运算后决定当前在线空燃比是否最佳、是否需要修正，保证当前的空燃比随时处于最佳状态，确保了热风炉在单位时间内获得最大的蓄热量。全自动烧炉技术采用最有效的方法达到提高燃气热效应、节省高炉燃气与转炉燃气的目的。

1.1 其专家智能自动控制的优点在于

（1）在上炉的最佳空燃比的基础上，计算出本炉的最佳空燃比，故可以在最短的时间内寻找出最佳的空燃比。

（2）自动控制整个燃烧过程，不需人为操作。

（3）拱顶温度1330℃及烟道温度370℃设定来烧炉，随机抽样11次烧炉控制达到设定值的±5℃之内。

（4）采取前期使用较低的空燃比使拱顶温度快速达到规定温度，可以在规定的时间内将热风炉烧到最佳状态。

表1 拱顶温度及烟道温度控制值

1.2 另外此技术在操作中还有很多优点

①使用安全保持热风炉原有的安全连锁不变，各阀门动作控制继续使用原有的操作程序。②操作简单只是在热风炉的空气燃烧阀、燃气燃烧阀打开后，点击“自动烧炉投入”键，即进入自动燃烧状态。③转换方便因故需要打到手动，只需将转换开关从“自动烧炉投入”键位置点入，“自动烧炉投入”键变黄，即进入手动燃烧状态。

2 使用效果技术分析

（1）作业率。全自动烧炉技术使用过程中安全性高、简单方便操作、调节快捷准确，运行作业率高达98%。

（2）拱顶燃烧曲线。对自动、手动烧炉的整个热风炉拱顶燃烧趋势图进行比较，手动烧炉时人为调节频繁，拱顶曲线波动大，热风炉拱顶前期低。

表2 燃烧送风期拱顶温度变化表

（3）燃料用量。对自动、手动烧炉的燃气用量进行了比较，自动烧炉前，对燃气流量复位置零开始重新计算；手动烧炉前，对燃气流量表同样复位置零开始重新计算，结果统计（30天），从统计数据可以看出，自动烧炉比手动烧炉每天可节省燃气费用8400元/天左右。

图1 自动、手动烧炉的整个热风炉拱顶燃烧趋势图

（4）拱顶后期温度趋势。对送风后的拱顶后期温度变化进行比较，自动烧炉送风后的拱顶后期温度比手动烧炉送风后的拱顶后期温度更高，说明在炉况稳定情况下，使用同样送风温度，拱顶后期温度的下降慢也就表明热风炉蓄热量提高了（详见自动、手动烧炉的整个热风炉拱顶燃烧趋势图1）。

（5）风温稳定性。提高风温稳定性是衡量此项技术的重要指标，但目前受多种因素的影响，风温使用水平控制在1220℃左右，因此不能从数值上直观地反应出风温稳定性提高的数据。

3 长期经济效益计算

按热风炉每天烧炉节约煤气费用8400元/天计算，热风炉年效益如下：8400元×365（天）×0.85（有效工作时间）=260.61万元，按以上计算不要半年所创效益即可收回投入的成本，长期使用此技术烧炉效益可观。

4 结语

冶炼厂10号高炉热风炉引进自动烧炉技术，根据冶金10号高炉热风炉工艺流程与操作要求，结合了热风炉生产过程中海量的历史数据，实现人工调节智能化、系统控制自动化，手动操作简单化，达到了用最简单的操作为大型高炉获取高风温、节约能源、降低劳动强度的目的。全自动烧炉技术的使用也是我厂作为现代化大企业在降低能耗、节约能源、改善职工工作强度、科学技术应用的资本投入，符合企业可持续发展的要求。