一种实现生产成本测控的烧结二次自动配料控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于钢铁冶金中的粉矿处理系统，尤其是一种实现生产成本测控的烧结二次自动配料控制系统。
【背景技术】
[0002]在烧结生产的工艺流程中，首先将适量的燃料和溶剂配入粉状含铁原料并且使烧结原料的配料成分均匀；其次还包括加入合适的水量，从而易于造球以获得粒度组成良好的烧结混合料，即分批次加入适量的水并经混合和造球；最后是烧结作业，这是烧结生产的中心环节，它主要包括布料、点火、烧结等主要工序，即在烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒黏结成块。
[0003]近几年国内钢铁行业出现产能严重过剩、经济放缓等不利因素，大多数企业经营艰难，进厂铁矿粉等烧结矿生产原料保持低库存，价格较便宜的经济矿使用量增加，原料进厂批量小、品种杂、化学成份变化大，大大提高了烧结配矿工作难度。目前很多烧结厂仍然实行人工配料计算确定原料配比的方式，其缺陷是配料计算简单粗放、精确度低、变料操作好坏对工人的实际工作经验依赖性强，而烧结矿化学成份分析结果得出往往滞后配料操作几个小时，造成烧结配料比例修正严重滞后。特别是当所使用的含铁原料达十几种乃至数十种、其单位价格各不相同时，要从这些种类繁多、价格各异的矿石中优选出既能够满足烧结矿成份等质量要求，又能够使烧结配矿生产成本最优的配矿方案，单凭配矿经验和简单计算是不能很好解决的。有些烧结先进生产厂虽然应用了按照测算的烧结矿化学成份实现自动配料，依据配料计算模型测算出参与配料的各种原料较为合适的配比，但缺乏及时有效的烧结生产成本测算、控制手段，无法实现烧结配料时预先测算生产成本并及时有效管控各项费用。
[0004]在钢铁行业微利甚至亏损的今天，出于生产经营管理精打细算的需要，无论出于生产成本考虑还是出于铁矿资源供应出现短缺时必须面对含铁原料多样性的考虑，都应该从铁矿烧结矿生产成本构成入手，建立铁矿粉等烧结矿生产原料成份(质量)、价格与生产加工费用构成等之间对应量的关系，以同等质量每吨烧结矿生产成本高低作为烧结配料管理、操作好坏的最终评判依据。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供了一种实现生产成本测控的烧结二次自动配料控制系统，针对现有烧结配料操作及管理过程中缺乏及时有效的烧结生产成本测算、控制手段，所述的控制系统根据烧结矿成份与生产成本预算控制模型、配比设定程序及控制计算模型选出经济合理的各种烧结原料的配比，实现按照测算的烧结矿成份和生产成本指导烧结配料，避免配料管理与操作的盲目性，该系统能够快速、精准的实现烧结配料操作，特别适用于烧结矿生产成本的预测，为实现烧结生产各项费用科学有效管控创造有利条件。
[0006]为了解决上述技术问题，本
【发明内容】
的技术方案是这样实现的:
一种实现生产成本测控的烧结二次自动配料控制系统，所述的控制系统包括烧结一次预配料装置、烧结二次配料装置和配料操作监控管理子系统；烧结一次预配料装置与烧结二次配料装置分别包括配料料仓、设置在配料料仓中的称重式料位计、位于配料料仓下方的配料圆盘、与配料圆盘连接的电机、与电机相连的变频器、与配料圆盘对应设置的配料电子皮带称、配料电子皮带称下方的配料总皮带；烧结一次预配料装置包含多个配料料仓，分别装填烧结生产所需的各种含铁原料，烧结二次配料装置也包含多个配料料仓，每个配料料仓分别装填烧结一次预配料、燃料、熔剂、冷返矿；
配料操作监控管理子系统包括烧结一次预配料装置、烧结二次配料装置自动配料控制系统，所述的自动配料控制系统基于每个配料圆盘下料量偏差的闭环PID反馈控制；
配料电子皮带称上的重力传感器测量每个配料圆盘的实际下料量，根据烧结矿成份与生产成本预算控制模型、配比设定程序及控制计算模型，选出经济合理的烧结生产原料配比，根据选出经济合理的烧结生产原料配比得出的配料圆盘的理论下料量与上述配料电子皮带称上的重力传感器测量每个配料圆盘的实际下料量进行比较得出下料量偏差，下料量偏差经过PLC的PID控制器运算后，由PLC输出信号传输给变频器，变频器通过改变频率控制电机转速进而控制配料圆盘的转速实现下料量调节，形成基于配料圆盘下料量偏差的闭环PID反馈控制。
[0007]进一步，所述的烧结一次预配料装置，用于将多种含铁原料(含杂料)按一定的比例进行配制、混合以获取含铁预配料，实现含铁原料预混、粒度组成合理搭配；烧结二次配料装置，实现含铁预配料、燃料(焦粉、无烟煤)、熔剂(生石灰、石灰石)、冷返矿等各种烧结原燃料按一定的比例进行精确配料作业；配料操作监控管理子系统，完成人机界面配料监控、烧结生产原料化学成份传输与管理、烧结矿成份与生产成本测算、原料配比选定及执行，指挥控制烧结一次预配料装置、烧结二次配料装置的配料作业全过程；
进一步，所述的含铁原料有铁精矿、铁粉矿、返矿、乳钢皮、重力除尘灰，燃料为焦粉、无烟煤，熔剂是生石灰、石灰石；
进一步，所述的烧结矿成份与生产成本预算控制模型、配比设定程序及控制计算模型能够完成现有自动配料控制系统中基本配料决策模型可以实现的根据炼铁生产所需烧结矿目标产量、含铁预配料的化学成份、烧结生产用其它原料(除尘灰、冷返矿、生石灰、焦粉)的化学成份、烧结矿成份等目标产品参数、过程参数限定条件以及燃料水份等因素，通过计算机中存储的专家系统数据库计算得出烧结矿生产原料的总料量、各种参与配料的理论烧结矿生产原料的配比、测算模拟出理论的烧结矿化学成份；还能够进一步实现精准高效的烧结矿生产成本预测，体现出实现烧结矿生产的经济合理性，按照测算的成品烧结矿化学成份与生产成本结合确定最佳配料比例，达到优化烧结配矿结构、实现烧结矿生产低成本的目标；并可依据烧结配矿计算结果对烧结生产用待采购铁矿粉的化学成份进行及时、科学的评价，便于物资采购部门追踪铁矿粉市场变化，降低铁矿粉采购成本；
进一步，所述的烧结矿成份与生产成本预算控制模型、配比设定程序及控制计算模型是建立在基于烧结矿生产过程中物料总质量平衡与线性规划原理的烧结配矿计算数学模型；物料总质量平衡是建立在物质不灭定律的基础上进行的，即进入烧结生产过程中的物料总质量必须等于该过程排出的各种产物的总质量；基于线性规划原理开发的数学运算模型为解决复杂数学计算问题提供了便利，运用线性规划建立科学高效的数学运算模型可以解决上述复杂烧结配矿计算与烧结矿生产成本测算要求；该数学模型主要包括烧结生产一次预配料含铁原料化学成份测算、二次配料烧结成品矿成份测算、生产用原料费用测算、加工费用测算、烧结矿生产成本测算、烧结配料操作参数设置；该数学模型适用于钢铁冶金行业高炉炼铁入炉烧结矿生产精准高效的配料计算和生产成本测算；也可用于烧结用铁矿粉采购化学成份评价与科学决策，将待采购的某种铁矿粉化学成份及预估价格参数输入系统，依据自动配料计算所得成品烧结矿成份以检验此种铁矿粉是否符合公司高炉入炉成份方面要求，分析判断利弊，结合烧结矿生产成本测算结果综合判定是否入选采购对象及评判合适的铁矿粉采购价；
进一步，所述的烧结生产一次预配料含铁原料化学成份测算、二次配料烧结成品矿成份测算、生产用原料费用测算、加工费用测算、烧结矿生产成本测算、烧结配料操作参数设置具体包括以下内容:
1、一次预配料含铁原料化学成份测算
一次预配料料仓中分别装填烧结生产所需的各种含铁原料，如铁精矿、铁粉矿、冷返矿、乳钢皮、重力除尘灰，将各种含铁原料化学成份统计、输入到数学模型，包括:TFe、FeO,皿110、1102、3102、41203、030、]\%0、？6203、烧损、？205、303百分比数，要求各项成份总和满足100，各单项含铁原料一次预配料配比总合相加为100 ;
一次预配含铁原料混合后所得预配料水份含量W7x = Σ (各单项含铁原料一次配料配比X各自水份含量)/100 ；
一次预配含铁原料混合后所得预配料各种含铁原料化学成份测算公式为:
Σ {各单项含铁原料一次预配料配比份X (100-各自水份含量)X各单项含铁原料成份}/ (100-W*);
2、二次配料烧结成品矿成份测算
二次配料料仓中分别装填的一次预配含铁料、燃料(焦粉、无烟煤)、熔剂(生石灰、石灰石)、冷返矿，其化