烧结配料仪

2020年伊始，新冠疫情的阴霾迟迟不肯散去，它对经济的影响，正逐渐蔓延开来。钢铁行业作为国内最重要的经济支柱产业之一，人员密集，涉及的物流量大，在新冠肺炎的袭击下，更是遭受了巨大的经济损失。不论是平时生产还是疫情阴霾下，钢厂的生产都面临着诸多波动、诸多风险，如何让钢厂日常情况下可以稳定、高质量生产，且在特殊情况下能减少损失，提高企业抗风险能力，是每个企业值得深入研究的课题。以下，编者就应用SpectraFLow在线矿石品位智能分析系统加快钢厂铁前系统的智能化生产建设做一定的讨论。首先，我们要明确这一阶段的生产中面临的主要风险：一是原料的波动。由于市场原因，铁矿石价格弹性较大，各厂家所用原料可能来自于世界各个地区，其成分品位，最优配矿配比和条件也有着差异。生铁成本占钢铁生产成本的70%以上甚至更多，铁前系统的成本控制就是整个钢厂成本控制的关键。如何在保障生产系统稳定的同时降低生产成本也就成为了关键。第二类风险主要来自于人。人力资源同高炉等设备一样，都是钢厂宝贵的资产。在疫情下的非常时期：人员波动，人力资源不能及时到岗，复工率低；复工成本增加以及心里人员压力巨大，是当前钢厂面临的主要问题。同时在平常的正常生产中，人的影响也需要重视。 在这样的背景下，优化烧结配矿是保证优质高产的最重要手段之一。各个厂家各工程师，应用不同的配矿模型、考虑矿粉结构、高炉炉渣、水分、价格、高炉需求等等因素，得出最优的配矿方案。然而实际生产中的原料并不是一成不变的，原料的波动造成了配矿结果达不到预期，因此实时对原料成分特性了如指掌，才能扬长避短做到最优。传统烧结生产中，各企业所用传统方法主要是先取样，经过数小时制样、检测后，得到结果反馈到中控室，再进行相关调控（如下图）。在这个过程中，暴露出传统检测方法中诸多不足：1）严重的滞后性：一个是取样周期的滞后，分析结果得到的是一个取样周期内原料成分平均值，不能及时反应该取样周期内原料成分的变化，甚至掩盖了该取样周期内原料成分的异常变化。工程师根据这样的数据去调节当下的配料生产，是存在很大偏差的；还有一点，是检测结果的滞后，从取样到分析，最快需要两个小时，一般要3至4小时；因此延误了工艺参数的针对性调整。这些是传统测试方法的滞后性造成的问题。2）在取样过程存在抽样误差，取样的量以及频次影响着样品的代表性。传统检测中的抽样方法，代表性差，不能代表整体原料，难以反应全部原料成分。同时取样、制样的过程都是人工来操作的，在这个过程中，受生产管理、操作习惯、责任心、随机性等影响，存在一定偏差，受人为的影响的因素非常大。这些不足，极大地制约着生产的稳定性和烧结矿的质量。因此，改变传统检测方法，应用安全绿色的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统，提高原料和生产过程中物料成分的稳定性，是提高钢厂应对原料波动风险和人工操作风险的能力，是帮助钢厂降本增效的一个有效途径。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统以近红外光作为发射源，安全绿色，可实时检测传送带上物料成分：包括总铁、水分、碳含量、碱度等，而且可区分磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿等不同类型的铁矿石。它强大的数据库和超快超密集的检测频率，使得实时检测的结果准确、代表性强。同时，它自带控制系统，可根据设定和检测结果，自动调节给料机加料，实现配料过程的的自动化、智能化。极大降低了钢厂铁前系统原料方面及人员波动性风险。可想而知SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统的应用，可在钢厂的降本增效和智能化改造中发挥重要的力量！可以看到，即便在日本成熟的钢厂中，设定碱度值为 2.00 的情况下，实际生产的碱度值 也有着大幅度波动 而所得烧结矿质量(落下强度)也有着很大波动，且质量偏低，普遍低 于 90。

烧结是钢铁生产工艺中的一个重要环节。烧结生产的主要流程为将铁粉矿、各类助熔剂及细焦炭等原料，经由混拌、造粒后，通过布料系统加入烧结机，完成烧结反应。经破碎、冷却、筛选后送往高炉，作为冶炼铁水的主要原料。经烧结而成的，有足够强度和粒度的烧结矿是炼铁的熟料，利用优质的烧结熟料炼铁，对于提高高炉利用系数、降低焦比，提高高炉透气性，节能降耗、保证高炉高效运行均有重要意义。烧结的主要流程图烧结生产过程中，进厂原料的监控，混料配比以及入窑配料的监控十分重要。目前钢厂原料来源逐渐复杂化：由于市场因素，各原料价格存在波动，钢厂不时更换主料来源；其次随着地球资源的不断开采，富矿短缺，各不同品相资源的不断被扩大利用，造成原料品相波动；且即便同一批矿，其品位也存在着差异，这些因素都为烧结配料增加了困难。当前传统取样检测的方法，已经暴露出越来越多的问题，不能很好的满足混料和入窑配料的需求：取样存在抽样误差，不能代表整体原料；测试有频次限制；测试结果滞后实际原料，延误工艺参数的实时调整，造成大量废料以及低质量烧结矿的产生，甚至影响高炉的稳定生产。为了解决烧结生产中的上述问题，SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统应运而生，克服了传统检测缺陷，进行实时在线检测，自动调节控制，是优化生产，节能降耗，实现智能制造的有效途径。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统调节混料成分的稳定下图为日本JFE钢厂，实际烧结生产中记录的对碱度控制的结果，以及测得的烧结矿落下强度质量的结果：可以看到，即便在日本成熟的钢厂中，设定碱度值为2的情况下，实际生产的碱度值也有着大幅度波动；而所得烧结矿质量（落下强度）也有着很大波动，且质量偏低，普遍低于90。下图是JFE厂家应用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统之后得到的碱度和落下强度结果：可以看到，经SpectraFlow系统的优化后，原料碱度值的波动幅度骤降，紧紧贴合2.00的目标值！且测试频次十分高，为原料和参数的实时调节提供了条件。而烧结矿落震强度，由原先的鲜有达到90者，变为大部分产品分落下强度都高于90！且有关数据表明，当高炉原料碱度波动值由0.1降至0.075时，高炉增产1.5%，焦比降低0.8%。因此使用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统，提高了碱度稳定率，降低了高炉的焦比，对钢铁企业来说，能直接给高炉带来增产效益和结焦效益。由此应用全新的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统，克服传统检测方法的不足。实现智能制造、降本增效的目标，势在必行！ SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统是怎样检测和调节混料成分的呢？将SpectraFlow在线矿石品位智能分析仪安装在如下图中B位置传送皮带上方，分析仪中光源发射光线照射到传送带上的物料上，不同矿物成分的物料会在特定波长和强度吸收部分光线能量；SpectraFlow中光谱仪连续扫描物料表面并分析其近红外波段的光谱及其强度，经分析处理即可得到传送带上物料中包括CaO, Fe, C, SiO2, MgO等的成分。同时SpectraFlow自带的自动控制系统，根据测试结果，以及设定的碱度值或其他参数值，自动调节给料机给料，达到最优的混料成分。下图是在钢厂变更原料来源时，应用SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统前后的混料调节，对生产率、烧结料碳浓度以及运输板速度的影响对比图：使用SFA之后使用SFA之前图中灰色区域为”原料变更期”，以上对比明显得到，在变更材料批次后，使用SFA分析仪，可以迅速恢复生产，绿色节能，提高经济效益。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统调节窑炉稳定在烧结生产中，来料质量控制是保证混合效果的第一步；混料中配料的精细混合，是保证优质烧结效果的前提。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统除了可以在A/B位置（如上图）安装，检测和控制来料和混料，还可安装在C/D/E处，针对性的调节混料中水分和燃料等相应成分的配比，保证烧结窑炉的温度稳定。例如将SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统安装在上图D位置，以FeO浓度为主要检测指标。一旦检测到FeO含量增加，SFA立即控制调整运输机移动速度，并且降低焦炭添加量，从而控制了烧结矿的温度在可接受范围内，FeO的浓度也在原料处的SFA帮助下快速调整（如下图），保证了烧结矿稳定高效的生产。若没有在D处的SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统的即时调整，若FeO含量增加，则会导致出口温度超标，冷却器被强制停止，从而温度下降，调节焦炭含量增加，运输车行使速度减慢，甚至造成生产的停滞。如下图：SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统在球团生产中的应用与烧结矿类似，在球团生产中，SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统可实时在线检测球团原料，控制原料的稳定性以及球团生产的稳定性。球团的生产过程主要是将精矿粉、若干添加剂以及燃料等，经过混匀、研磨、干燥、筛分等处理，经过配料皮带配料处理后，在造球机上加水混合造球，生球造好后加到焙烧机内焙烧，冷却后筛分，得到成品矿、垫底料以及返料。如下图，在生产线的A-E不同位置安装SpectraFlow在线矿石品位智能分析仪，可以有针对性的对总铁、碳含量、碱度、水分等进行实时的自动控制，从而保证生产的稳定性和产品质量，减少返料，降低能耗，提高生产率和生产效益。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统特点总结SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统实时检测分析物料成分,并自动控制调整相关参数，克服了传统检测方法的不足，是实现智能制造、降本增效的有效途径：1、实时在线检测，避免传统测试方法的滞后、无代表性缺点。2、测试准确：采用最先进NIR测试技术，为混料提供数据依据。3、智能化程度高，符合智能制造工厂要求：数据自动传输到中控室，减少实验室现场取样、制样、测试、数据上传过程。实现用机器替代人工目的。4、完全符合绿色工厂要求，保证节能减排的环保要求：减少操作人员参与，对原料中S/P/N等元素监控，同时可以预测烧结中SOx气体的排放。5、智能配料：整个系统完全符合全智能系统，SFA系统实现在线监测同时提供反馈系统，将信息反馈给智能配料系统，通过系统进行补偿，实现配料方案合理性。6、系统安全性：检测系统采用NIR检测源，无任何辐射，符合省、国家环保工程项目等标准要求。7、运营成本低，维护简单：无需任何其他维护，只需定期吹扫光源。SpectraFlow在线矿石品位智能分析系统，安全环保，提高烧结、球团产品率，降低返矿率和燃料比、使产品稳定，最大程度地保证高炉顺畅、高产稳产。

清华大学两台放电等离子烧结设备验收完毕 由日本富士电波工机株式会社为清华大学制造的2台放电等离子烧结设备SPS-211Lx近日在清华大学材料学院顺利安装完毕。 创元公司代理的日本富士电波工机株式会社的放电等离子烧结设备以其优异的品质获得了用户的青睐。富士电波工机株式会社是最早开发出SPS制造技术的住友石炭公司的继承人，拥有世界上最先进的SPS技术。世界范围内拥有多达350多名的用户，其生产的放电等离子烧结设备已经广泛应用于各种新材料的研发和生产。 清华大学继2000年首次购置SPS-1050T以来取得了一系列令人瞩目的成果。时隔15年后清华大学材料学院李敬锋副院长和林元华副院长再次同时购置2台SPS设备说明了以其为代表的国内知名高校以及科研机构对于富士电波工机株式会社SPS产品的充分认可。