烧结配料系统 PCS型工业散料配料系统在烧结配料中的应用.pdf

电气技术与自动化鲍远亚,等PCS型工业散料配料系统在烧结配料中的应用MachineBuildingAutomation,Apr2008,37(2):145~147PCS型工业散料配料系统在烧结配料中的应用鲍远亚1,徐****2(1.梅山公司设备部,江苏南京210039;2.南京工程学院,江苏南京211167)摘要:介绍了PCS型工业散料系统原理及组成,PCS型工业散料系统具有可靠性高、稳定性好、操作方便等优点。宝钢集团上海梅山钢铁股份有限公司3号烧结机建成顺产后,其烧结配料系统全部采用PCS型工业散料配料,PCS型工业散料配料系统保证了梅钢烧结矿的品质。关键词:烧结;配料系统;PCS型;控制中图分类号:TF802.67;TH164文献标识码:B文章编号:16715276(2008)02014503ApplicationofPCSIndustrialBulkMaterialsSysteminSinterSupplyingBAOYuanya1,XUGuofeng2(1.EquipmentDepartmentofMeishanCo.,Nanjing210039,China;2.NanjingInstituteofTechnology,Nanjing211167,China)Abstract:ThisarticleintroducestheprinciplesandcomponentsofasupplyingsystemofPCSindustrialbulkmaterials.Thesystem,withtheaduantagesofgoodreliability,highstability,andconvenientoperation,hasbeensuccessfullyappliedtothematerialfillingfortheNo.3sinteringmachineinShanghaiMeishanSteelCo.(acompanyofBaoSteel),andconsequentlyensuresthesinterproductsofsatisfactoryquality.Keywords:sinter;distributionsystem;modelPCS;control0前言在冶金行业烧结矿生产中,配料是根据炼铁对烧结矿化学成分的要求以及原料的供应情况,利用给料设备将各种原料、熔剂、燃料按一定比例进行定量配给的作业,是烧结工艺中的一个重要组成环节。

配料精确与否直接影响了烧结矿的品质。2004年3月,宝钢集团上海梅山钢铁股份有限公司(以下简称梅钢)3号烧结机建成投产,其配料系统全部采用江苏全能机械设备有限公司生产的PCS型工业散料配料系统,实现了准确定量配料,提供了可靠的计量和控制手段[1]。1PCS型工业散料配料系统的构成PCS型工业散料配料系统是一种连续计量、自动控制、自动配给散料的机电一体化设备,是一种连续累计自动衡器,用于测量输送过程中散料的总质量。结构上采用小型皮带输送机来输送连续料流,因此,PCS型工业配料系统也简称为PCS型配料皮带秤或配料秤。PCS型工业散料配料系统结构上有配套圆盘给料机的配料系统或拖拉式配料系统(配套料斗给料),主要由三大部分组成,如图1所示。1.1机械部分机械部分包括驱动装置、改向装置、称量装置3、导向装置、挡料装置、托辊、落料斗装置、基架和环形胶带8等,如果是拖拉式配料结构,还可包括料门11、闸板10等。驱动装置提供配料秤动力,测速装置直连在驱动滚筒5轴端,保证测速可靠正确,改向装置使皮带改向,调节两端张紧螺栓可调节皮带张紧力。称量装置是配料秤的核心,秤架和称量托辊承受环行胶带上物料的载荷,传给安装在称架上的称量传感器7。

导向装置作重力张紧,保证张力恒定,此外,还起到限制皮带跑偏作用,当皮带产生跑偏时,迫使张紧托辊旋转一定角度,产生侧向力,反馈给皮带,阻止皮带继续跑偏。挡料装置安装在皮带上面,紧贴在皮带宽度上的两侧,防止撒料。落料斗装置将计量的物料2引入配料秤的下道工艺装备中,同时防止下料时扬尘。配料秤的外清扫附在落料斗装置中,内清扫连在改向装置上,保证了环形皮带内外不积料,避免了因粘料而引起的重复计量。1.2称量部分称量部分包括称量传感器、测速传感器4、称量仪表和接线盒等,配料秤的配料精度就靠这部分来保证。称量传感器采用高精度电阻应变式传感器,传感器受力后,将力信号转变为电信号[2]。各路信号再由接线盒转为一路信号,最终传给控制仪表。测速传感器采用光电编码器,当编码器的小轴旋转时,编码器产生脉冲信号,皮带速度信号就转为脉冲频率,最终传输到控制室仪表中。仪表采用专用于定量计量且多功能于一体的电脑控制器,可接受与皮带机上通过物料质量成比例的模拟信号和与皮带速度成比例的脉冲信号,转换成流量信号与设定值比较,输出控制信号。145电气技术与自动化鲍远亚,等PCS型工业散料配料系统在烧结配料中的应用http:ZZHD.chinajourna.lnet.cnEmai:lZZHD@chainajourna.lnet.cn!机械制造与自动化∀图1PCS型工业散料配料系统结构1.3电气控制部分电气控制部分包括变频器、控制装置和工控机等,采用动能转矩矢量驱动控制技术。

控制系统高速计算电机驱动负荷所需功率,最佳控制电压和电流矢量,最大限度地发挥电机输出转矩,配合负载实现在最短时间内平稳地加减速。2PCS型工业散料配料系统工作原理PCS型配料秤采用测速法称量原理。由于物料运输是连续进行的,因此配料秤的称量也是连续进行的。所要求的称量值,实际上是对一段时间内物料的流量累计。这不仅和皮带机上输送的物料质量有关,而且还和输送速度(即皮带的线速度)有关。为此,必须在不断对所输物料的质量进行称量的同时,还应测出皮带速度;再通过仪表将这两路信号相乘和积分,最终得到物料瞬时流量。具体分析如下:当皮带均匀输送时,一段时间内的总输送量为:W=q#v#t式中:q∃∃∃单位长度上的物料质量;v∃∃∃皮带速度;t ∃ ∃ ∃ 连续工作时间;W∃ ∃ ∃ t时间内输送总质量。但在实际工作中, 皮带上的物料一般是不均匀的, 输送带速也是变动的, 因此, t 时间内的输送量要按瞬时输送量进行积分方法求取。在 dt时间内的输送量 W ( t)为:W ( t) = q( t) # v( t) # dt因此, 一段时间 t内的总输送量为:W =%t0q( t) # v ( t) # dt式中: q( t) ∃ ∃ ∃ 单位长度瞬时输送物料质量;v ( t) ∃ ∃ ∃ 皮带速度;W ( t)∃ ∃ ∃ dt时间内输送物料质量。

以上 q( t), v( t)通过配料秤上称量传感器、测速传感器完成, 相乘和积分由称量仪表完成。由于配料秤具有定量配料作用, 因此, 物料瞬时流量必须和仪表中预先设定的流量设定值比较, 得到一个偏差, 利用比例、积分、微分计算出控制量, 仪表根据这个偏差发出信号给调速电机, 调整配料秤带速, 调整给定量, 使之与设定值相等, 构成一个闭环系统, 从而达到恒定瞬时物料量的目的, 完成自动配料过程[ 3]。3PCS型工业散料配料系统的特点梅钢 PCS型工业散料配料系统采用变频调速控制仪表, 具有性能可靠、长期稳定性好、操作方便等特点, 整个系统运行可靠稳定。驱动执行机构采用变频调速方式, 变频器具有驱动力矩大、调速范围宽、精度高、接口配置灵活方便、机械特性好和响应灵敏等优点。轴装式减速机安装在配料秤的基架上, 无需减速机基础, 给配料系统布置带来很大方便, 结构紧凑, 减速机高速级采用斜齿轮传动, 低速级采用蜗轮蜗杆传动, 传动平稳, 减速比高, 满足实际需要。重力张紧装置使皮带张力恒定, 调整皮带的张紧力和垂度, 同时又将导向张紧力结合, 当皮带有跑偏时迫使张紧滚筒旋转, 对皮带产生一个测向力, 反馈给皮带, 阻止皮带继续跑偏, 有效地防止了因皮带跑偏而撕裂皮带及因皮带张力变化而影响计量精度。

皮带更换方便, 只需放松改向滚筒 9的张紧装置, 松开皮带, 顺序拆下皮带一侧支腿, 即可取下皮带, 进行更换。在配料秤的落料处采用重力清扫器, 在环形胶带内采用了空段清扫器, 防止了物料在胶带上粘料。当使用粘性物料时, 可在驱动滚筒, 改向滚筒上加装犁形清扫器, 防止物料在滚筒上粘留。PCS型工业散料配料系统准确度等级达到国标 GB /T 146电气技术与自动化 鲍远亚, 等 PCS型工业散料配料系统在烧结配料中的应用M achine Building Autom ation, Apr 2008, 37 ( 2) : 145 ~ 1477721∃ 1995电子皮带秤中的 0. 5级, 静态线性误差优于 0. 13%, 动态线性误差优于 0. 25 %, 给料精度应优于0. 5% ( 0. 5%为检定精度, 长期使用精度为 1% )。4PCS型工业散料配料系统回路控制方式PCS型工业散料配料系统可根据生产需要, 采用不同的回路控制方式, 有恒速配料方式、调速配料方式、双调速配料方式等。4. 1恒速配料方式这是最常见的一种配料方式, 配料机架上皮带机的电机是恒速运行的, 物料量的大小是由仪表输出模拟控制给定给料圆盘的变频电机速度而加以调节控制, 如图 2所示。

梅钢 3号烧结机的混匀矿、烧结返矿和梅精矿的配料系统采用恒速配料方式。图 2恒速配料方式4. 2调速配料方式这种调速方式是指配料机架上驱动电机是调速运行的, 配料秤机架不仅起输送物料和检测瞬时流量的功能,而且还起到给料设备送料的功能, 仪表输出模拟控制信号驱动变频器, 控制配料机架上驱动电机速度, 达到调节物料量大小的目的, 如图 3所示。梅钢 3号烧结机的煤粉、焦粉的配料系统采用调速配料方式。4. 3双调速配料方式该方式综合了恒速配料方式和调速配料方式, 更充分地发挥了仪表微控制器的作用, 以提高配料系统的准确度。与其他几种控制方式比较, 仪表输出两个模拟控制量, 分别送往给料设备电机以及配料机架上驱动电机的变图 3调速配料方式图 4双调速配料方式频器, 如图 4所示。5结语PCS型工业散料配料系统在梅钢烧结厂中使用了 3年, 实践证明了它具有可靠性高、稳定性好、给料精确、操作简便、维护量小、操作方便等优点。梅钢老烧结配料系统( 1号、2号)正在改造 PCS型工业散料配料系统。因此 PCS型工业散料配料系统在烧结系统中具有广阔的应用前景。参考文献:[ 1] 曹文发, 游晓光. PCS 定量圆盘配料系统在配料中的应用[ J] . 烧结球团, 1996( 4) .[ 2] 张庆彬, 毕丽红, 王铸. 自动化技术与应用[ J] . 广东建材,2005( 5) .[ 3] 何瑞. 变频器在自动配料系统中的应用[ N] . 科技咨询导报,2007( 8) .收稿日期: 2007 09 10 147