鼓风炉炼铜配料方式的研究与实践

鼓风炉炼铜配料方式的研究与实践一一瓣捌|_辩渊1囊ce&TechnologyApplication:.:量等,二者的称重原理不同,其优缺点和适用性也就不尽相同.核子秤动态计量产生于上世纪8O年代末期,也曾在国内外风靡一时.其称重根据是利用物料对核射线的吸收量与物料量相关的原理设计的.他相比电子皮带秤,能有效地克服皮带效应等环境因素.某铜厂六万吨鼓风炉炼铜,最初就是全部使用核子秤配料的.但由于核子秤是通过间接方式测得质量流量的,受其测量原理的限制,物料的比重,形状,粒度等对计量准确度影响较大,特别是在鼓风炉冶炼这种条件下,计量准确度很难达到要求,一般为误差46%.再加上核子秤具有的核辐射,不适用在人员较多的场合安装.因此,鼓风炉炼铜抛弃原有的核子秤配料方式也就成为了必然.鼓风炉炼铜动态配料选择电子皮带秤是目前的唯一之路.但究竞选择什么样的电子皮带秤,才能在现有条件下最大化地减小皮带效应等的影响呢?纵观国内外电子皮带秤的类型,按照其机械(秤架)结构形式主要有惯量式,悬臂式,整机式以及间断供料式等.但在目前,实用的配料皮带秤仍以整机式和悬臂式两种机械结构形式为主流.悬臂式配料皮带秤的整个秤体由环形输运带,主驱动轮,从驱动轮,支承架,杠杆(秤架)传感器等组成.物料在支承簧片附近落下,环型输运带将物料向称重传感器方向运送.在输送过程中,物料的重力将作用于位于秤架下的称重传感器上.传感器将物料重力转换成信号送给后续的仪表.由于整个框架可以围绕支承簧片的支点进行微量旋转,而传感器支承在同一基础上.所以称为悬臂式皮带秤.这种机械结构形式的优点是:只用一只传感器,结构简单,体积小,传感器上所受的力受皮带张力的影响较小.但其缺点是:运输带的厚薄不匀,主动轮以及其他滚轮的动平衡误差,落料点的变化,在调速状态下料层的变化等对系统的计量和控制准确度都将产生不可忽视的影响.所以,其也不是我们的选择.最后,我们来研究研究整机式配料皮带秤.在整机式配料皮带秤中又以全悬浮式电子皮带秤的性能为最好.他主要由四部分组成:全悬浮式?.:Science&TechnologyApplication称重桥架,测速传感器,数字转换器,积算器.其秤体结构为在二个横梁上置有四只并联称重传感器,对称重桥架提供全部支承.由于计量段上的重量完全由四只吊装的传感器承受,不存在悬臂式等秤体中杠杆平衡等问题,拥有很多优点.主要有:落料点的变化对称重准确度无影响;无需对主驱动轮,支承托辊,从驱动轮进行频繁检验,滚轮的动平衡误差,不会对称重准确度产生太大影响;皮带秤可以方便地工作在恒速配料方式,也可以方便地工作在调速工作方式;结构合理,准确度高,多托辊式的称重结构,准确度高于单或双托辊称重结构的皮带秤21.由上分析可知,全悬浮整机式电子皮带秤的优点十分明显,从结构到原理均很合理.再由一些企业的实际计量应用,也证明了其的性能优越.所以,在大吨位的鼓风炉炼铜中,铜精矿的动态配料计量,选择全悬浮式电子皮带秤是目前的最佳方案.3保证并提高动静态配料新方案配料准确度的方法铜鼓风炉配料的准确度,取决于诸多环节和因素,但目前最关键也最难攻克的是:配料秤计量精度不高的问题.本设计采用静态计量方式+动态计量方式相结合的新的配料计量方案,让四种块状物料石英石,焦碳,转炉渣采用静态计量的料斗秤,两台铜精矿秤(一台备用)采用全悬浮式的电子皮带秤.在总体方案上解决了这一大问题,可在具体的细节方面,也有很多内容要研究,才能确保这种新模式的优势得到最大发挥,从而进一步提高铜鼓风炉配料的准确度.3.1提高静态计量料斗秤的配料准确度的方法料斗秤配料模式下,各种物料分别贮放在不同料仓,料仓给料一般采用电振给料,螺旋给料或星形给料等形式.计量一般采用计量仓,并配装有压式或拉式重力传感器进行力电转换,信号经二次仪表放大处理后接人PLC或FCS等来完成计量.在一些对时间要求宽的应用场合,可以采用一个计量小车进行统一计量,计量小车沿轨道运行,依次定位到各料仓下按比例进行物料配加.料斗秤的误差来源主要有静态误差和动态误差.3.1.1料斗秤静态误差的解决方法静态误差是指配料系统中的称重部分在非生!鞭潮1.,kionce最TechnologyApplication:?I.?选择过大时,会造成信号空间过窄,信噪比小,导致计量准确度差,波动大等后果.设计选用s型剪切式应力传感器,它能很好地抵抗横向冲击.传感器与秤架的连接采用万向关节轴承联接,可有效地消除偏载的影响.受现场环境及安装手段所限制,极易造成四个传感器受力不均衡,选用灵敏度mv/v一致的传感器或通过调整灵敏度电位器使其相一致,以保证偏载时计量也不会受影响.3.2.2限位装置限位装置又称顶丝,在动态计量中限位装置应以主动限位为主.对此设计用两对带关节轴承的杠杆式限位装置,成对使用,使秤架不致跑偏而影响计量准确度.3.2-3皮带粘料对系统准确度的影响运输湿度大的物料时,皮带粘料对计量的影响非常大,尤其是冬季.如某铜精矿皮带秤以0.60m/s速度空载运行两圈共58S,因皮带粘料,跳字151个字,即151kg.故皮带粘料有时可能成为最大的误差来源.消除办法是,可在主动轮前安装旧皮带做成的可调式刮料板清除粘料51.3.2.4变频器调速系统传统的滑差电机调速方式在低速时特性差,效率低;使用现场外部工作环境又很恶劣,工业粉尘很多,这些粉尘很容易进入滑差电机内部而出现磨损,卡死等现象,维修,维护麻烦,造成工作故障多,影响正常生产.根据所掌握的资料和使用现场情况,设计可编程序控制器控制变频器调速系统,以无级变速变频调速方式取代了老式的滑差调速方式61.同时,PLC控制的变频器调速装置,采用整机式同步双调速变频方式给料,从而使下料料层保持同一厚度,落料位置在同一部位,物料下落时对皮带的冲击力始终相等,进一步减小了皮带效应的影响.3.2.5测速装置由变频器内的FMP(脉冲波形输出)来替代测速传感器.在不存在皮带打滑的情况下,两者数值是一致的.为此在主,从动轮上冷粘人字形沟纹橡胶板,并使用鼓型滚筒,以增加滚轮与胶带的摩擦系数,从而有效地防止了皮带跑偏,试验表明效果良好.3.3配料系统误差的控制配料系统误差主要是指由于电脑的软件不能完全实际正确反应配料情况而引起的误差.3_3.1环境误差主要有机械振动和电磁干扰等.由于机械振动和电磁干扰等而引起配料系统的不稳定,使传感器采集到的是虚假的数据.设计及安装时,配料一次系统应尽量远离振动大的设备,如制粒机,风机等.远离强电磁场设备,并做好防止电磁场干扰的屏蔽措施及软硬件滤波.对于现场诸如粉尘,烟雾,潮湿,高温及噪声等的影响,应根据现场的具体情况配置有关的防护装置,做好各种日常的定期维护保养工作.3.3.2误差控制的系统法则以上将各种情况单独地作了分析.但在实际生产过程中,各种误差联合作用,而且是彼此影响,综合体现.最重要的一点是,各种误差只是最终误差的一个环节,最终误差是各种误差的综合反应,往往又是某一个环节的最高体现,正如链条一样,它的总承受能力总是那薄弱的某一个链环的体现.所以在尽量追求每个产生误差因素的最小值时,更应注意系统的最佳结合点,将系统的方方面面都尽量考虑到的同时,找到最优方案,这一点比任何单一的工作更重要闻.3.4配料系统的现场总线控制某铜厂年产6万吨铜的密闭鼓风炉炼铜生产线.拥有三套鼓风炉熔炼系统.每套系统的计量器具选用了主要由两台电子皮带秤和四台料斗秤等自动控制设备组成.全厂控制总点数约1500个,完成300余台电机起停,事故报警;120多个热工测点,记录80多点,趋势50多点.为保证系统的可靠性,稳定性,该鼓风炉炼铜系统采用了先进的现场总线控制技术.4实施总结本设计方案于2008年3月在某企业6万吨粗铜的生产线上开始施工改造,2008年7月3O日竣工投运.运行至今,通过在线调试及用户现场的使用情况来看,系统的可靠性好,操作简单,维护方便,系统的准确度高,运行平稳,达到了设计要求,控制功能及性能都较原系统有很大提高.改造前后同期月份生产均值指标如表1,表2所示.运行两年来,经多次生产数据的统计分析比较: