本發(fā)明是用于礦熱爐的投料、給料技術(shù)和方式，對(duì)電爐和礦熱爐，其投料方式和配合手段，會(huì)直接影響冶煉工藝、電極插深和爐況，影響冶煉能耗和冶煉效果；礦熱爐大小料倉(cāng)結(jié)合的給料方法應(yīng)用于電石，黃磷、硅系（硅鐵、硅鈣、硅鋇、工業(yè)硅等）、錳系（錳鐵、硅錳等）、鉻系（硅鉻、鉻鐵等）、鎳系、鎢鐵、鈦鐵等；采用碳電極或石墨電極；開(kāi)放、內(nèi)燃或密閉礦熱爐；供電方式為直流，低頻交流，中頻、工頻、高頻交流，或等離子冶煉爐、電磁冶煉爐等新型能源礦熱爐；供電變壓器可采用三相變壓器或單相變壓器；礦熱爐的冶煉電極使用自焙或預(yù)焙電極。

技術(shù)背景

礦熱爐人工給料進(jìn)入機(jī)械給料開(kāi)始，每根料管給料都是混合料通過(guò)布料設(shè)備，進(jìn)入單一料倉(cāng)后，通過(guò)單一料倉(cāng)下的一個(gè)或幾個(gè)下料管到爐膛，由人工控制下料，因?yàn)閱我涣蟼}(cāng)只能實(shí)現(xiàn)連續(xù)給料或不給料兩種狀態(tài)，定量給料的能力很差，混合料偏料的離析效應(yīng)也大，同時(shí)，在大型礦熱爐中，爐膛直徑大，偏料和固定料位影響了冶煉效果，無(wú)法滿足冶煉實(shí)際需求和實(shí)現(xiàn)冶煉自動(dòng)化需要，無(wú)法實(shí)現(xiàn)PCL和DCS控制下礦熱爐控制和監(jiān)控變量聯(lián)動(dòng)的自動(dòng)給料和冶煉自動(dòng)優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的

采用大小料倉(cāng)結(jié)合的礦熱爐給料方式，通過(guò)小料倉(cāng)的給料間隔不同或單次給料量設(shè)定，可以實(shí)現(xiàn)精確定量的給料和滿足礦熱爐不同階段給料需要，偏料離析效應(yīng)會(huì)大幅減小，也便于滿足多種不同爐況下的給料需要，并且與礦熱爐的操作和監(jiān)控變量關(guān)聯(lián)，通過(guò)PLC或DCS系統(tǒng)控制礦熱爐變量與給料閥門(mén)（2）（4）聯(lián)動(dòng)，消除人為判斷的冶煉干擾，實(shí)現(xiàn)礦熱爐自動(dòng)冶煉和爐況的自動(dòng)優(yōu)化。

技術(shù)方案

1）在礦熱爐給料設(shè)計(jì)中，每一根下料管都設(shè)計(jì)大料倉(cāng)（1）與小料倉(cāng)（3）串聯(lián)的雙料倉(cāng)結(jié)構(gòu)，小料倉(cāng)（3）位于大料倉(cāng)（1）下部，大料倉(cāng)（1）接收給料或布料設(shè)備供給的單一或混合原料并適度存儲(chǔ)原料，大料倉(cāng)（1）的下料管接小料倉(cāng)（3），小料倉(cāng)（3）下出料接到爐膛的下料管（5），大料倉(cāng)（1）容積0.5-20立方米，小料倉(cāng)（3）容積0.02-0.8立方米，大、小料倉(cāng)式樣不限，或采用大料倉(cāng)下的上閥門(mén)（3）與爐蓋上的下閥門(mén)（4）間的下料管容量替代小料倉(cāng)，大料倉(cāng)（1）與小料倉(cāng)（3）之間的下料管上有上閥門(mén)（2）控制單一或混合原料從大料倉(cāng)（1）進(jìn)入小料倉(cāng)（3），小料倉(cāng)下料管設(shè)置下閥門(mén)（4）控制單一或混合原料通過(guò)下料管（5）進(jìn)入爐膛（8）；通過(guò)小料倉(cāng)（3）上部的上閥門(mén)（2）和下部的下閥門(mén)（4）開(kāi)關(guān)間隔和多料管配合方式及小料倉(cāng)容量設(shè)置，實(shí)現(xiàn)礦熱爐的定量、定時(shí)或連續(xù)給料。

2）大小料倉(cāng)（1）（3）的結(jié)構(gòu)可采用柱狀，球狀，臺(tái)型或錐形，柱錐混合形等滿足設(shè)計(jì)空間要求的形狀，對(duì)有些下料管采用大料倉(cāng)下閥門(mén)（2）和爐蓋上閥門(mén)（4）控制的礦熱爐，可以把上閥門(mén)（2）和下閥門(mén)（4）間的下料管容量作為小料倉(cāng)使用，但是注意料管式小料倉(cāng)的防堵塞；閥門(mén)（2）（4）采用機(jī)械閥，液壓法，氣動(dòng)閥，電動(dòng)閥或棒料閥及其它可以斷開(kāi)或?qū)ńo料設(shè)備或可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程和就地操作或自控開(kāi)啟的閥門(mén)，閥門(mén)（2）（4）采用耐高溫、耐磨的密閉性好的閥門(mén)。

3）下料管閥門(mén)（2）（4）采用氣動(dòng)、液壓或者電動(dòng)便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，控制方式可以單獨(dú)控制單個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，控制全部閥門(mén)或采用分組控制部分閥門(mén)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自控和就地人工操作，并通過(guò)DCS或PLC或工控機(jī)等自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每個(gè)閥門(mén)的給料間隔和給料時(shí)間的自動(dòng)控制，或通過(guò)自控系統(tǒng)和與其它礦熱爐操作變量和監(jiān)測(cè)信號(hào)的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)礦熱爐無(wú)人自動(dòng)冶煉和自動(dòng)優(yōu)化。

4）通過(guò)人工或自動(dòng)控制方式監(jiān)控下料管上部的大料倉(cāng)不空料，設(shè)置大料倉(cāng)料位下限和空料報(bào)警以防止?fàn)t氣泄露影響設(shè)備和生產(chǎn)安全。

5）小料倉(cāng)（3）實(shí)際容量調(diào)整設(shè)計(jì)可以采用通過(guò)大料倉(cāng)（1）到小料倉(cāng)（3）的下料管（11）插入小料倉(cāng)（3）的深度調(diào)整，或其它可改變小料倉(cāng)（3）有效容積的辦法調(diào)整小料倉(cāng)（3）的單次給料量；料管式小料倉(cāng)可以通過(guò)上閥門(mén)（2）下閥門(mén)（4）間落差高度調(diào)整容量。

6）礦熱爐操作變量與監(jiān)控變量采集包括：一次電壓、一次電流、一次功率因數(shù)、二次電壓、二次電流、二次功率因數(shù)、大力缸位置和上下限，電極工作長(zhǎng)度和入料深度，有補(bǔ)償設(shè)備的包括補(bǔ)償容量與分組數(shù)據(jù)，礦熱爐各主要冷卻點(diǎn)循環(huán)水溫度，礦熱爐的爐氣溫度、空冷后溫度，各種原料指標(biāo)數(shù)據(jù)和冶煉基準(zhǔn)電耗、礦熱爐設(shè)計(jì)參數(shù)、環(huán)保除塵數(shù)據(jù)，出爐時(shí)間，出爐間隔時(shí)間，產(chǎn)品的品位，密閉爐的氫氣，一氧化碳、二氧化碳、原料水分、環(huán)境溫度與時(shí)間變量設(shè)置等，建立給料邏輯控制程序和死區(qū)上下點(diǎn)限制、動(dòng)作運(yùn)行時(shí)間與延時(shí)設(shè)定等與給料控制聯(lián)動(dòng)。

有益效果

使用大小料倉(cāng)結(jié)合的給料方法，在目前密閉爐、半密閉爐，基本可以實(shí)現(xiàn)低于傳統(tǒng)單一料倉(cāng)給料礦熱爐的電耗指標(biāo)，在密閉爐上，可以通過(guò)定量給料短期改善爐況進(jìn)入最佳冶煉狀態(tài)，對(duì)原料和供電波動(dòng)時(shí)的爐況保護(hù)要好于傳統(tǒng)單一料倉(cāng)給料的礦熱爐，并且大小料倉(cāng)結(jié)合的礦熱爐給料方式是實(shí)現(xiàn)礦熱爐自動(dòng)化和數(shù)字化運(yùn)行的基礎(chǔ)，徹底擺脫人工操作對(duì)礦熱爐冶煉的干預(yù)和干擾。

附圖

附圖1：大小料倉(cāng)結(jié)合的礦熱爐給料方式立面示意圖。

附圖說(shuō)明

1-大料倉(cāng)；2-上閥門(mén)；3-小料倉(cāng)；4-下閥門(mén)；5-小料倉(cāng)到爐膛的下料管；6-礦熱爐爐蓋；7-礦熱爐電極；8-礦熱爐爐膛；9-礦熱爐爐墻；10-礦熱爐爐殼；11-大料倉(cāng)到小料倉(cāng)的下料管。

具體實(shí)施方式

1）在礦熱爐給料和下料設(shè)計(jì)中，在大料倉(cāng)（1）下設(shè)計(jì)上閥門(mén)（2），在上閥門(mén)（2）下設(shè)計(jì)小料倉(cāng)（3），小料倉(cāng)（3）下設(shè)置下閥門(mén)（4），后接下料管（5）到爐膛（8）；有些礦熱爐下料管采用大料倉(cāng)下的上閥門(mén)（2）和爐蓋上部的下閥門(mén)（4）的，可將上閥門(mén)（2）和下閥門(mén)（4）間的下料管容積作為小料倉(cāng)使用，但這種管式小料倉(cāng)不便調(diào)節(jié)小料倉(cāng)容量，還要注意料管原料落料的慣性堵塞，對(duì)錳系和鉻系可以，電石注意原料水分引起料管內(nèi)白灰膨脹，對(duì)工業(yè)硅和硅鐵等原料大而硬的礦熱爐，不建議采用此方法。

2） 小料倉(cāng)（3）上閥門(mén)（2）和下閥門(mén)（4）在主控室或其它部位安裝操作臺(tái)控制下料，可采用人工和自動(dòng)控制雙模式設(shè)計(jì)，控制方式可以單獨(dú)控制單個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，或控制全部閥門(mén)或控制分組的部分閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，或通過(guò)DCS或PLC或工控機(jī)等自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)每個(gè)閥門(mén)的給料間隔和給料時(shí)間，或通過(guò)自控系統(tǒng)和與其它礦熱爐操作變量和檢測(cè)信號(hào)的連鎖控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人冶煉和自動(dòng)優(yōu)化。

3）大料倉(cāng)（1）下料管的上閥門(mén)（2）后，由大料倉(cāng)（1）到小料倉(cāng)（3）的下料管（11），可設(shè)計(jì)為插入小料倉(cāng)（3）內(nèi)的插深可調(diào)整結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)整小料倉(cāng)（3）內(nèi)下料管深度，調(diào)整小料倉(cāng)（3）有效容積，或其它容積調(diào)整方式改變小料倉(cāng)（3）容積，實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同冶煉和原料需要的單次定量給料量，然后配合給料頻率和間隔，滿足實(shí)際冶煉需要，同時(shí)考慮下閥門(mén)（4）安裝位置的存料對(duì)小料倉(cāng)容量設(shè)置的計(jì)量影響。

4）大小料倉(cāng)（1）（3）和閥門(mén)（2）（4）的材質(zhì)要耐溫耐磨，滿足冶煉高溫需要。

5）大小料倉(cāng)（1）（3）和閥門(mén)（2）（4）的設(shè)計(jì)位置和方式，要科學(xué)便于檢修，密閉性要好，不泄露爐氣，并滿足生產(chǎn)安全需要。

6）大小料倉(cāng)（1）（3）和閥門(mén)（2）（4）的設(shè)計(jì)位置、容量、形狀和方式，要根據(jù)爐況、礦熱爐規(guī)模和冶煉種類(lèi)和原料特點(diǎn)等實(shí)際情況設(shè)計(jì)調(diào)整和變化。

7）所述給料方式全系統(tǒng)整個(gè)下料管道閥門(mén)（2）（4）和其它相應(yīng)易堵部位增加震動(dòng)器、防堵塞，并在下料管（5）和閥門(mén)（2）（4）增加清通口，便于及時(shí)清理疏通。

8）所述大小料倉(cāng)結(jié)合的礦熱爐給料方式，大料倉(cāng)（1）內(nèi)設(shè)計(jì)料位儀和下限料位報(bào)警，防止空料燒毀設(shè)備和發(fā)生一氧化碳等泄露的安全事故；小料倉(cāng)（3）建議也設(shè)計(jì)料位檢測(cè)設(shè)備，監(jiān)控給料狀態(tài)。

9）將礦熱爐操作變量與監(jiān)控變量采集進(jìn)入控制系統(tǒng)，一次電壓、一次電流、一次功率因數(shù)、二次電壓、二次電流、二次功率因數(shù)、大力缸位置和上下限，電極工作長(zhǎng)度和入料深度，有補(bǔ)償設(shè)備的容量與分組數(shù)據(jù)，各冷卻點(diǎn)循環(huán)水溫度，爐氣溫度、空冷后溫度，各種原料指標(biāo)數(shù)據(jù)和冶煉基準(zhǔn)電耗、礦熱爐設(shè)計(jì)參數(shù)、環(huán)保除塵數(shù)據(jù)，出爐時(shí)間，冶煉間隔，冶煉產(chǎn)品品位數(shù)據(jù)，密閉爐的氫氣、一氧化碳、二氧化碳、原料水分、環(huán)境溫度與時(shí)間變量設(shè)置等，這些數(shù)據(jù)關(guān)系和范圍建立操作系統(tǒng)與給料邏輯關(guān)聯(lián)，結(jié)合時(shí)間延時(shí)設(shè)定與給料控制聯(lián)動(dòng)，然后在人工輔助下調(diào)整各點(diǎn)的變量關(guān)系和上下限動(dòng)作連鎖點(diǎn)與延時(shí)，精心調(diào)整幾個(gè)月后試運(yùn)行，初期可以采用手動(dòng)輔助或人工監(jiān)控運(yùn)行，但必須保證上述變量數(shù)據(jù)的完整和關(guān)鍵數(shù)據(jù)不缺少和一旦缺失后系統(tǒng)保護(hù)邏輯科學(xué)，非核心技術(shù)人員不要介入設(shè)計(jì)和改動(dòng)參數(shù)關(guān)系，以免發(fā)生安全事故。