郑 波
(莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心，山东 271104)
摘要: 烧结技术中，充分利用机尾断面所包含的丰富的烧结过程工况信息及烧结矿质量信息，开发烧结状况的计算机在线监测系统，对控制和优化烧结过程以及烧结矿质量具有十分重要的现实意义。
关键词: 烧结机；机尾断面；烧结矿；监测系统
莱钢型钢炼铁厂 400 m2烧结机机尾现有的烧结机微视频设备无法满足为烧结操作者提供数据支持和判断预测的功能，过度依赖个人经验水平，造成烧结矿质量的稳定性差。先进的烧结机机尾热像仪设备，能够在线实现烧结矿 FeO 的预测，缩短了工艺操作调整的周期，有利于烧结矿质量的稳定。同时对机尾断面的垂直烧结速度、终点分析以及温度场分布，运用数据直观反映出烧结矿参数指标的变化，能够指导岗位人员及时调整，通过机尾热像仪的投入，能够提高烧结矿整体的稳定性，为技术人员提供更多的数据分析。
1 现状分析
(1) 高温环境下的机尾成像设备损坏频繁，设备维护量较大，经常性无法正常使用，导致失去功能。
(2) 烧结机机尾台车烧结矿断面成像模糊，受粉尘等影响明显，不能准确观察机尾台车断面烧结矿烧结状态，如图 1 所示。
(3) 由人工到机尾观察判断 FeO，依赖于个人的经验水平，高温环境下，人员不能长时间在机尾观察，判断 FeO 的准确性不高，误差较大。
(4) 无法分析机尾台车烧结矿断面的温度数据和垂直烧结速度等变化。
(5) 无法追溯之前的生产断面情况，无数据曲线追踪。
2 技术改造
2． 1 改造方案
利用烧结机日常检修时间，在现有烧结机机尾位置安装烧结机机尾热像仪设备，并完成软件的安装和数据采集等。
2． 2 技术改造
所有利用或者发射能量的物体都会产生热辐射，在其状态异常时，其热辐射特征也会发生异常。保证生产系统运行可靠性的关键之一便是对系统各关键环节的热辐射特征实施有效监控。红外热像仪是通过非接触监测红外辐射，并将其转换为电信号，进而在显示器上生成与温度值对应的数字化热图像，红外热像仪能够将检测到的热量精确量化，不仅能够监测热图像，还能够对被检测区域准确识别和严格分析。
莱钢型钢炼铁厂 400 m2 烧结机机尾热像仪设备由动力推杆驱动，沿冷却水套运行至监测位置，如图 2 所示，通过热像仪监测被测烧结断面，通过软件分析指导烧结工艺。
3 功能分析
莱钢型钢炼铁厂 400 m2烧结机利用改造后的机尾热像仪对机尾断面的红热带状态进行在线监测和诊断，该在线监测系统具有以下功能:
(1) 烧结矿 FeO 趋势预测
通过烧结机机尾热像仪系统，对烧结机尾断面进行温度数据采集，并结合影响烧结矿 FeO 的工艺参数( 如配碳、水分等) ，建立数学模型，实现对机尾断面 FeO 的趋势预测，为操作人员在检测周期内对 FeO 趋势判断提供了依据，缩短了烧结矿 FeO 质量指标的调整周期，增强了烧结矿 FeO指标的稳定性，同时减少了因操作人员技能水平不同而对烧结矿 FeO 指标的影响。
(2) 烧结机机尾边缘效应分析
通过烧结机机尾热像仪系统，对烧结机尾断面温度场的分析，划分出边缘过烧烧结矿所占的比例，从而有利于工艺人员对烧结边缘采取工艺调整后，定量判别边缘效应的变化趋势，同时也反应出不同时期烧结矿强度的变化。
(3) 烧结布料均匀性分析
烧结机机尾热像仪系统，可计算出不同区域的垂直烧结速度，通过垂直烧结速度的对比，能够分析烧结机布料的合理性和均匀性，能够指导烧结布料工艺的调整，从而实现烧结矿整体质量指标均匀稳定，有利于为高炉提供质量稳定的烧结矿。
(4) 烧结终点稳定性分析
烧结机机尾热像仪系统，可计算出烧结机红火层占整个断面的百分比，反映出烧结终点是否达到，对提高烧结矿终点稳定率提供了数据支持，并能够在不同操作时期和变料前后，对比分析烧结矿终点位置的变化。
(5) 烧结温度区间分布
可计算出烧结机尾断面整个温度场的温度分布情况，可以实时通过点选机尾任何一点显示机尾断面的温度数值，为技术人员提供了烧结机尾温度场的数据，从而能够分析不同配矿方案下烧结成矿和矿相结构的可能变化规律，为稳定烧结矿质量提供了数据支持。
4 智能化控制
利用改造的烧结机机尾热像仪设备对烧结过程进行监控，消除实际操作中人为因素的干扰和制约，提高分析的科学性和准确性，为实现烧结生产全过程智能化控制提供了重要的技术支持。
5 效益分析
(1) 缩短了烧结操作的调整周期，大大提高了烧结矿质量指标的稳定性，降低劳动强度，解决了原有烧结系统过分依赖看火工技能水平的影响，为技术人员对烧结过程分析和烧结矿质量指标判断提供了数据支持，实现了烧结机尾数据化。
(2) 烧结矿 FeO 稳定率提高后，可提高烧结矿质量的稳定性，有利于烧结矿 FeO 指标的降低，降低 1% 的 FeO，能够降低燃料消耗 2 kg /t，按照平均降低 0． 5% 的 FeO，可降低 1 kg /t 燃料计算，此项目对 FeO 稳定的贡献度按 30% 计算，一年可降低烧结成本 480 万 t × 1 /1000 × 1000 元/t× 0． 3 = 132 万元。
6 结语
莱钢型钢炼铁厂 400 m2烧结机机尾热像仪诊断技术的应用，解决了烧结矿质量的分析和判断问题，经济效益和社会效益显著，由于该技术是对机尾断面烧结矿辐射的红外光谱进行非接触、远距离热成像监测，不受电磁场干扰，因此具有直观、准确、灵敏度高、快速、安全、应用范围广等特点，已成为烧结机机尾断面的监测和诊断的重要手段。此项目技术成熟可靠，效益明显。