铬铁合金精炼炉计算机配料系统蛟河

铬铁合金精炼炉计算机配料系统

铬铁合金精炼炉计算机配料系统 2011： 1 冶炼工艺简介

铬铁是由铬及铁元素互熔后形成的合金。铬铁合金的主要作用是作为炼钢用的脱氧剂和合金剂。浙江横山铁合金厂冶炼三分厂是一家专门从事铬铁合金精炼生产的专业厂，它所采用的冶炼工艺是硅铬堆底法，其主要工艺过程是：用铬矿、硅铬合金和石灰在电炉中进行熔炼，利用电能使炉料熔化，依靠硅铬中的硅去还原铬矿中的三氧化二铬，从而得到微碳铬铁。对铬铁进行精炼的主要目的是除去杂质和脱气，从而获得成分合格、组织致密和结晶饱满的低、微碳铬铁合金。

2　系统构成

在铁合金冶炼生产过程中，配料控制系统是一种典型的自动控制过程，因此，深入地理解其组成原理、各环节的特性和相互关系，对于正确地理解配料过程误差产生的原因以及采取相应的措施都不无益处。图1是一个带有状态反馈环节的计算机控制系统结构图，现根据自动控制理论知识，对结构图中的各个环节作一归纳性的分析。2．1被控对象

该配料系统的被控对象是冶金炉料。它们是石灰、硅铬合金和铬矿，其自身的物理和化学性能将对配料控制特性产生影响。其中石灰有一定的颗粒要求，但实际上有时粉化较严重，粉末很多，而新制石灰的块度有可能太大而堵住称量斗出口，从而造成停止加料；铬矿通常采用熔化性较好的粉矿，通过偏心击打式电机振动下料，但在梅雨季节下料较困难，这样会延长装料时间；而硅铬合金经破碎后其块度均匀，流动性较好，最有利于称量控制。

2．2执行器

执行器是控制系统中的执行元件，本系统采用开关量信号控制电振给料器。为了提高配料精度，用两级振动给料器进行调节，即粗配料与精配料，这种执行器的特点是结构简单，执行灵敏，动作滞后小，与调节器的接口甚为方便，在简单下料结构中使用最为广泛，在调节器合理的算法及程序控制下也能产生较好的执行效果。

2．3测量环节

测量环节是由称重传感器、变送器和相关连线组成(传感器及变送器选自中美合资的浙江余姚仪表总厂产品，其型号分别为CZL—YB—1及DBZ—2)。称重传感器在力的作用下输出毫伏信号，经变送器处理后产生4～20 mA的标准信号输入计算机，3个传感器采用并联方式与变送器连接，它与称量斗之间进行吊式安装连接，为了减少电压信号在传输过程中的干扰和损失，要求两者就近安装；变送器输出的是经过处理的电流信号，其抗干扰和远距离传输能力较好。

2．4调节器

调节器是以计算机为核心，加上采样保持器、A/D、DI、DO等接口板组成，数字调节器的控制规律由编制的计算机程序来实现。采用计算机作为调节器的优点是：控制规律灵活多样，便于修改和进一步完善；1台计算机可以同时控制多个回路；适合于大量数据的存储和管理；灵活多样的视窗画面，完善的工艺流程图显示，维护和操作已变得非常简单。这些优点均在本次项目实施中得到了具体的体现。

3　影响配料精度的原因及补偿方法

3．1测量环节的影响

测量环节所引起的误差主要受以下几个方面的影响：受力传感器的精度；传感器与称量斗之间力的传递方式；变送器的精度(包括供桥电压)；信号传输方式及干扰等。

3．2执行器结构形式的影响

当执行器在开关量信号控制下进行给料时，由于电振的振幅是恒定的，而原料的流动特性受到原料的颗粒度、湿度、原料在料仓中的分布情况等因素的影响，在精配阶段结束后，给料器端口上的余料还会继续掉入到称量斗中，而且这个余料量是一个随机值，如果只用一个固定的停振阈值进行停止操作必然产生配料误差。

3．3配料误差的补偿方法

从测量环节入手。选用质量好、精度高和稳定性好的传感器、变送器作为称重数据采集系统，并且传感器与称量斗的连接方式要处理好。最好采用防扭装置或用吊环连接，称量斗的重心位置应选择合理并且在现场调试好。　　从控制结构入手。在工艺配比和装料控制时间都允许的情况下，适当减少总的装料批数，增加每批的装料量；或适当减慢给料器的速度，从而可以适当延长每批料的装料过渡时间，增加控制过程的平稳性。　　从控制算法入手。选择合理的控制结构固然可以减少配料过程的误差，但还不能从根本上消除误差，更何况配料过程中大块料的冲击、湿粉矿的成团甩入或料斗残重的不断增加等原因都可能进一步增加配料误差。为了进一步稳定地减少误差，提高精度和稳定性，有必要从控制算法入手，对配料偏差进行动态修正，才能从根本上解决问题，实现方法如下：

e(N－1)=C(N－1)－S(N－1)　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)

S(N)=A－e(N－1)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)

T(N)=T(N－1)－[e(N－1)/S(N－1)>　　　　　　　　　　　　　　　(3)

式中e(N－1)是上次配料产生的偏差；C(N－1)是上次实际

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