專利名稱：一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法。
背景技術(shù)：
紅土鎳礦的加工冶煉方法通常為三種，即火法工藝、濕法工藝和火濕法結(jié)合工藝。而火法工藝中又分為電爐冶煉、高爐冶煉和豎爐冶煉。其中豎爐熔煉生產(chǎn)鎳鐵其優(yōu)點(diǎn)是投資小、能耗較低，適合生產(chǎn)規(guī)模小、電力供應(yīng)困難以及氧化鎳礦含鎳低的地區(qū)。但傳統(tǒng)的豎爐法生產(chǎn)鎳鐵，鎳的還原度低，環(huán)境污染嚴(yán)重。鎳回還原度低的原因通常是因?yàn)檫€原區(qū)溫度過(guò)高，還原時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熔煉過(guò)程中大量氧化鐵被還原，是造成鎳鐵中鎳含量低的主要原因。環(huán)境污染嚴(yán)重時(shí)因?yàn)樵诔Ｒ?guī)豎爐熔煉生產(chǎn)鎳鐵的過(guò)程中，為保證豎爐的透氣性，而采用燒結(jié)后的球團(tuán)入爐，這樣不但是加大了球團(tuán)燒結(jié)成本，還會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，直接穿過(guò)料層排出爐外，嚴(yán)重污染了環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決傳統(tǒng)豎爐冶煉紅土鎳礦過(guò)程中鎳的還原度低、壞境污染重的問題。一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是采用負(fù)壓操作、濕球入爐、降低還原區(qū)反應(yīng)溫度的方式冶煉鎳鐵，具體步驟是I、將紅土鎳礦破碎至成IOmm以下,先加入適量生石灰使其原礦水分降到20 25%之間，然后再選取脫水后的紅土鎳礦為原料，加入O. 04 O. 05%的市售燒結(jié)劑和1-5 %的粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)對(duì)輥壓球機(jī)壓成60mm左右的橢圓形球團(tuán)礦，不經(jīng)燒結(jié)，直接入爐，球團(tuán)礦強(qiáng)度為3kg 10kg/cm2。2、將球團(tuán)礦燃料熔劑木塊按I : O. 2 O. 28 O. 17 O. 22 O. I比例投入富氧節(jié)能豎爐進(jìn)行低溫冶煉，冶煉時(shí)間180min 300min，冶煉溫度1260°C 1380°C，得到含鎳大于13%粗鎳生鐵，整個(gè)冶煉過(guò)程爐內(nèi)均采用負(fù)壓操作，負(fù)壓值在9. 5 9. OMpa0所述紅土鎳礦中鎳含量在I. 52% 3. 16%，鐵含量9. 58% 39. 58。粗鎳生鐵中鎳含量在13% 2(^七％的祖，鐵含量在75% 82wt%。不經(jīng)燒結(jié)，不單是節(jié)約了燒結(jié)能源，更重要的是濕球在布料區(qū)內(nèi)起到了過(guò)濾煙塵的作用，大量煙塵在經(jīng)過(guò)布料區(qū)時(shí)為濕球加熱過(guò)程所產(chǎn)生的蒸汽所吸收，從而降低了煙氣中的煙塵含量，球團(tuán)也在這一階段得到了燒結(jié)烘干。低溫冶煉，是使得鎳礦中的鎳在還原區(qū)內(nèi)先行得到還原，此時(shí)的冶煉溫度又不足以讓鎳礦中的鐵充分還原就已經(jīng)經(jīng)過(guò)了還原區(qū)到了熔渣區(qū)。這就使得鎳礦中的鐵多數(shù)都被帶到熔渣中，使得已經(jīng)還原的鎳鐵中的鐵含量大為降低，鎳含量的比例從而大幅提高。本發(fā)明的核心原理是利用鎳優(yōu)于鐵還原的機(jī)理，在較低的還原溫度計(jì)合理的還原時(shí)間內(nèi)還原出絕大多數(shù)的Ni和部分Fe，從而達(dá)到提高產(chǎn)品中鎳的含量的目的。冶煉過(guò)程的主要還原反應(yīng)為NiO+C —Ni+C0 T = 420°C (I)FeO+C —Fe+C0 f T = 650 °C (2)Cr203+C — Cr+CO 丨(3)Si02+C —Si+CO (4)由公式⑴、⑵可以看出Ni比Fe容易還原。因?yàn)槭菨袂蛉霠t，球團(tuán)強(qiáng)度較低，如果爐料加入量過(guò)多，球團(tuán)容易粉化。為保證爐 況的順行，就必須對(duì)爐料中熔劑和鎳礦原料的加入比例和加入量實(shí)施嚴(yán)格的監(jiān)控。因此本發(fā)明采用了基于PLC控制的原料熔劑配料和上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)。原料熔劑配料自動(dòng)控制系統(tǒng)由檢測(cè)單元、工控機(jī)、PLC控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，內(nèi)容包括I)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測(cè)和冶煉前的即時(shí)在線分析；2)熔劑配比計(jì)算及自動(dòng)配料過(guò)程；3)熔劑配比計(jì)算的自我完善功能三個(gè)部分具體控制步驟為(I)、利用X熒光光譜儀在線檢測(cè)料倉(cāng)內(nèi)的原料和熔劑的成分，并送到PLC控制器，PLC又將這些檢測(cè)值通過(guò)以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)；(2)、利用在工控機(jī)里存儲(chǔ)有根據(jù)工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗(yàn)編寫的工程應(yīng)用程序，根據(jù)采集到的原料和溶劑成分值預(yù)算出原料和溶劑的配比和出渣的成分值；(3)、將預(yù)計(jì)算出的配比傳給PLC控制器，同時(shí)工控機(jī)里將此化驗(yàn)成分值和預(yù)計(jì)算的配比值及出渣的成分值形成一個(gè)關(guān)系表，便將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里；(4)、PLC控制器收到預(yù)計(jì)算的配比值后，將適時(shí)的控制相應(yīng)的電動(dòng)閥動(dòng)作，按預(yù)計(jì)算好的配比配料，同時(shí)PLC控制器將對(duì)加入的料自動(dòng)定義批次號(hào)進(jìn)行跟蹤；(5)、步驟(4)所述批次的爐料經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間熔煉后出鐵出渣，對(duì)該批鐵和渣自動(dòng)取樣，樣品經(jīng)冷卻后自動(dòng)送到在線檢測(cè)儀分析其成分值，樣品化驗(yàn)成分值傳輸?shù)降焦た貦C(jī)；￠)、工控機(jī)里的應(yīng)用程序?qū)凑张翁?hào)找出存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的預(yù)算配比值和渣料成分值，將預(yù)算渣料成分值和實(shí)際值進(jìn)行比較，參考此比較值，對(duì)原料配比公式某些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使下批次配比和渣料成分的預(yù)算值更逼近實(shí)際值，并用更準(zhǔn)確的預(yù)算值更新原先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)的值，以此往復(fù)直至達(dá)到最佳配比。上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)、豎爐、料尺控制單元和自動(dòng)加料控制單元。小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)和豎爐內(nèi)均設(shè)有料尺控制單元。料尺控制單元由卷?yè)P(yáng)機(jī)1，鋼絲繩2，重錘3組成；自動(dòng)加料控制單元由PLC控制單元4和人機(jī)接口(HMI) 5，傳感器檢測(cè)單元6，執(zhí)行機(jī)構(gòu)7組成。料尺控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)料的探測(cè)控制，卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)重錘上下移動(dòng)。通常情況下，重錘由于自身重量落在爐料上與爐料緊緊接觸，PLC向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩Ml作為力矩限幅值和向上的提升速度，連接重錘和卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩繃緊，重錘受到鋼絲繩向上的提升力作用，但力矩Ml不足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3，重錘不會(huì)隨提升力向上移動(dòng)，相反，重錘隨著爐料下降仍然向下移動(dòng)，并與爐料緊緊接觸，此時(shí)裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)后的編碼器即可指示爐料的位置。當(dāng)料尺檢測(cè)到需向爐內(nèi)加料時(shí)，向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩M2作為力矩限幅值和向上的提升速度。力矩M2足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3，重錘隨著卷?yè)P(yáng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)向上提升直到起始位。當(dāng)重錘達(dá)到起始位時(shí)即可向爐內(nèi)加料。自動(dòng)加料控制單元分三部分，一部分實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)小料倉(cāng)(礦石料倉(cāng)8,焦炭料倉(cāng)9,石灰石料倉(cāng)10)自動(dòng)送料；二部分實(shí)現(xiàn)對(duì)由三個(gè)小料倉(cāng)向中間大料倉(cāng)11加料；三部分實(shí)現(xiàn)由中間料倉(cāng)向豎爐12內(nèi)加料。三個(gè)小料倉(cāng)的自動(dòng)加料以料倉(cāng)下的傳感器信號(hào)為依據(jù)，當(dāng)稱重儀檢測(cè)某個(gè)小料倉(cāng)內(nèi)沒料時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的皮帶機(jī)送料到小料倉(cāng)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到小料倉(cāng)裝滿料時(shí)停止皮帶機(jī)送料。料尺檢測(cè)信號(hào)被實(shí)時(shí)送到PLC系統(tǒng)，料尺測(cè)量的料位值低與設(shè)定的某一極限位置時(shí)，PLC由此產(chǎn)生加料信號(hào)，同時(shí)PLC里既定的順控程序塊將按照工藝要求判斷出哪個(gè)小料倉(cāng)需向中間料倉(cāng)加料，所需加的重量和配比由二級(jí)模型機(jī)給出。PLC由此輸出打開小料倉(cāng)閥門控制信號(hào)，小料倉(cāng)開始向中間料倉(cāng)加料，在此過(guò)程中PLC會(huì)根據(jù)程序里算出的所需加料值和中間料倉(cāng)下的稱重儀測(cè)量值實(shí)時(shí)比較，當(dāng)兩者之差小于某一值時(shí)閥門關(guān)閉停止向中間料倉(cāng)加料。同時(shí)PLC給出中間料倉(cāng)向豎爐內(nèi)加料的控制信號(hào)，中間料倉(cāng)下的閥門打開開始下料，當(dāng)下料值達(dá)到程序設(shè)定值時(shí)閥門關(guān)閉停止加料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I、紅土鎳礦原礦直接入爐進(jìn)行一步法生產(chǎn)，節(jié)省了燒結(jié)工藝環(huán)節(jié)，大幅降低生產(chǎn)成本。2、由于入爐球團(tuán)礦含水分在25%左右，在爐內(nèi)進(jìn)行一步法生產(chǎn)，有大量的水蒸汽蒸發(fā)，再加上爐內(nèi)形成負(fù)壓操作，可控制大量的粉塵不能向外溢出，從而達(dá)到降塵除塵之目的，環(huán)保效果極佳，沒有污染。


圖I為本發(fā)明豎爐自動(dòng)上料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖中標(biāo)號(hào)為卷?yè)P(yáng)機(jī)I、鋼絲繩2、重錘3PLC控制單元4、人機(jī)接口(HMI)5，傳感器檢測(cè)單元6,執(zhí)行機(jī)構(gòu)7。執(zhí)行機(jī)構(gòu)7再通過(guò)線路連接礦石料倉(cāng)8,焦炭料倉(cāng)9,石灰石料倉(cāng)10，中間大料倉(cāng)11，豎爐12。
具體實(shí)施例方式一種紅上鎳礦冶煉鎳鐵的方法，其特征是采用負(fù)壓操作、濕球入爐，降低還原區(qū)反應(yīng)溫度的方式，具體步驟是I、將紅土鎳礦破碎至成IOmm以下,先加入適量生石灰使其原礦水分降到20 25%之間，然后再選取脫水后的紅土鎳礦為原料，加入O. 04 O. 05%的市售燒結(jié)劑和1-5 %的粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)對(duì)輥壓球機(jī)壓成60mm左右的橢圓形球團(tuán)礦，不經(jīng)燒結(jié)，直接入爐，球團(tuán)礦強(qiáng)度為3kg 10kg/cm2。2、將球團(tuán)礦燃料熔劑木塊按I : O. 2 O. 28 O. 17 O. 22 O. I比例投入富氧節(jié)能豎爐進(jìn)行低溫冶煉，冶煉時(shí)間180min 300min，冶煉溫度1260°C 1380°C，得到含鎳大于13%粗鎳生鐵，整個(gè)冶煉過(guò)程爐內(nèi)壓力均小于爐外壓力。本發(fā)明采用了基于PLC控制的原料熔劑配料和上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)。原料熔劑配料自動(dòng)控制系統(tǒng)由檢測(cè)單元、工控機(jī)、PLC系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，內(nèi)容包括I)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測(cè)和冶煉前的即時(shí)在線分析；2)熔劑配比計(jì)算及自動(dòng)配料過(guò)程；3)熔劑配比計(jì)算的自我完善功能三個(gè)部分具體控制步驟為(I)、利用X熒光光譜儀在線檢測(cè)料倉(cāng)內(nèi)的原料和熔劑的成分，并送到PLC系統(tǒng)控制器，PLC系統(tǒng)又將這些檢測(cè)值通過(guò)以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)；(2)、利用在工控機(jī)里存儲(chǔ)有根據(jù)工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗(yàn)編寫的工程應(yīng)用程序，根據(jù)采集到的原料和溶劑成分值預(yù)算出原料和溶劑的配比和出渣的成分值；(3)、將預(yù)計(jì)算出的配比傳給PLC系統(tǒng)控制器，同時(shí)工控機(jī)里將此化驗(yàn)成分值和預(yù)計(jì)算的配比值及出渣的成分值形成一個(gè)關(guān)系表，便將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里；(4)、PLC系統(tǒng)控制器收到預(yù)計(jì)算的配比值后，將適時(shí)的控制相應(yīng)的電動(dòng)閥動(dòng)作，按預(yù)計(jì)算好的配比配料，同時(shí)PLC系統(tǒng)控制器將對(duì)加入的料自動(dòng)定義批次號(hào)進(jìn)行跟蹤；
(5)、步驟(4)所述批次的爐料經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間熔煉后出鐵出渣，對(duì)該批鐵和渣自動(dòng)取樣，樣品經(jīng)冷卻后自動(dòng)送到在線檢測(cè)儀分析其成分值，樣品化驗(yàn)成分值傳輸?shù)降焦た貦C(jī)；￠)、工控機(jī)里的應(yīng)用程序?qū)凑张翁?hào)找出存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的預(yù)算配比值和渣料成分值，將預(yù)算渣料成分值和實(shí)際值進(jìn)行比較，參考此比較值，對(duì)原料配比公式某些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使下批次配比和渣料成分的預(yù)算值更逼近實(shí)際值，并用更準(zhǔn)確的預(yù)算值更新原先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)的值，以此往復(fù)直至達(dá)到最佳配比。上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)、豎爐、料尺控制單元和自動(dòng)加料控制單元。小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)和豎爐內(nèi)均設(shè)有料尺控制單元。料尺控制單元由卷?yè)P(yáng)機(jī)1，鋼絲繩2，重錘3組成；自動(dòng)加料控制單元由PLC系統(tǒng)4和人機(jī)接口(HMI) 5，傳感器檢測(cè)單元6，執(zhí)行機(jī)構(gòu)7組成。料尺控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)料的探測(cè)控制，卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)重錘上下移動(dòng)。通常情況下，重錘由于自身重量落在爐料上與爐料緊緊接觸，PLC系統(tǒng)向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩Ml作為力矩限幅值和向上的提升速度，連接重錘和卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩繃緊，重錘受到鋼絲繩向上的提升力作用，但力矩Ml不足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3，重錘不會(huì)隨提升力向上移動(dòng)，相反，重錘隨著爐料下降仍然向下移動(dòng)，并與爐料緊緊接觸，此時(shí)裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)后的編碼器即可指示爐料的位置。當(dāng)料尺檢測(cè)到需向爐內(nèi)加料時(shí)，向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩M2作為力矩限幅值和向上的提升速度。力矩M2足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3，重錘隨著卷?yè)P(yáng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)向上提升直到起始位。當(dāng)重錘達(dá)到起始位時(shí)即可向爐內(nèi)加料。自動(dòng)加料控制單元分三部分，一部分實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)小料倉(cāng)(礦石料倉(cāng)8,焦炭料倉(cāng)9,石灰石料倉(cāng)10)自動(dòng)送料；二部分實(shí)現(xiàn)對(duì)由三個(gè)小料倉(cāng)向中間大料倉(cāng)11加料；三部分實(shí)現(xiàn)由中間料倉(cāng)向豎爐12內(nèi)加料。三個(gè)小料倉(cāng)的自動(dòng)加料以料倉(cāng)下的傳感器信號(hào)為依據(jù)，當(dāng)稱重儀檢測(cè)某個(gè)小料倉(cāng)內(nèi)沒料時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的皮帶機(jī)送料到小料倉(cāng)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到小料倉(cāng)裝滿料時(shí)停止皮帶機(jī)送料。料尺檢測(cè)信號(hào)被實(shí)時(shí)送到PLC系統(tǒng)，料尺測(cè)量的料位值低與設(shè)定的某一極限位置時(shí)，PLC系統(tǒng)由此產(chǎn)生加料信號(hào)，同時(shí)PLC系統(tǒng)里既定的順控程序塊將按照工藝要求判斷出哪個(gè)小料倉(cāng)需向中間料倉(cāng)加料，所需加的重量和配比由二級(jí)模型機(jī)給出。PLC系統(tǒng)由此輸出打開小料倉(cāng)閥門控制信號(hào)，小料倉(cāng)開始向中間料倉(cāng)加料，在此過(guò)程中PLC系統(tǒng)會(huì)根據(jù)程序里算出的所需加料值和中間料倉(cāng)下的稱重儀測(cè)量值實(shí)時(shí)比較，當(dāng)兩者之差小于某一值時(shí)閥門關(guān)閉停止向中間料倉(cāng)加料。同時(shí)PLC系統(tǒng)給出中間料倉(cāng)向豎爐內(nèi)加料的控制信號(hào)，中間料倉(cāng)下的閥門打開開始下料，當(dāng)下料值達(dá)到程序設(shè)定值時(shí)閥門關(guān)閉 停止加料。
權(quán)利要求
1.一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是采用負(fù)壓操作、濕球入爐、降低還原區(qū)反應(yīng)溫度的方式冶煉鎳鐵，具體步驟是 1)、將紅土鎳礦破碎至成IOmm以下，先加入適量生石灰使其原礦水分降到20 25%之間，然后再選取脫水后的紅土鎳礦為原料，加入O. 04 O. 05%的市售燒結(jié)劑和1-5%的粘結(jié)劑，經(jīng)過(guò)對(duì)輥壓球機(jī)壓成60_左右的橢圓形球團(tuán)礦，不經(jīng)燒結(jié)，直接入爐，球團(tuán)礦強(qiáng)度為3kg IOkg/cm2。
2)、將球團(tuán)礦燃料熔劑木塊按I: O. 2 O. 28 O. 17 O. 22 O. I比例投入富氧節(jié)能豎爐進(jìn)行低溫冶煉，冶煉時(shí)間180min 300min，冶煉溫度1260°C 1380°C，得到含鎳大于13%粗鎳生鐵；整個(gè)冶煉過(guò)程爐內(nèi)均采用負(fù)壓操作，負(fù)壓值在9. 5 9. OMpa0
2.如權(quán)利要求I所述一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是所述紅土鎳礦中鎳含量在I. 52% 3. 16%，鐵含量9. 58% 39. 58 ;粗鎳生鐵中鎳含量在13% 2(^七％的祖，鐵含量在75% 82wt%。
3.如權(quán)利要求I所述一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是生產(chǎn)過(guò)程采用了基于PLC控制的原料熔劑配料和上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)； 其中原料熔劑配料自動(dòng)控制系統(tǒng)由檢測(cè)單元、工控機(jī)、PLC系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，內(nèi)容包括I)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測(cè)和冶煉前的即時(shí)在線分析；2)熔劑配比計(jì)算及自動(dòng)配料過(guò)程；3)熔劑配比計(jì)算的自我完善功能三個(gè)部分； 具體控制步驟為 (1)、利用X熒光光譜儀在線檢測(cè)料倉(cāng)內(nèi)的原料和熔劑的成分，并送到PLC控制器，PLC又將這些檢測(cè)值通過(guò)以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)； (2)、利用在工控機(jī)里存儲(chǔ)有根據(jù)工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗(yàn)編寫的工程應(yīng)用程序，根據(jù)采集到的原料和溶劑成分值預(yù)算出原料和溶劑的配比和出渣的成分值； (3)、將預(yù)計(jì)算出的配比傳給PLC控制器，同時(shí)工控機(jī)里將此化驗(yàn)成分值和預(yù)計(jì)算的配比值及出渣的成分值形成一個(gè)關(guān)系表，便將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里； (4)、PLC控制器收到預(yù)計(jì)算的配比值后，將適時(shí)的控制相應(yīng)的電動(dòng)閥動(dòng)作，按預(yù)計(jì)算好的配比配料，同時(shí)PLC控制器將對(duì)加入的料自動(dòng)定義批次號(hào)進(jìn)行跟蹤； (5)、步驟(4)所述批次的爐料經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間熔煉后出鐵出渣，對(duì)該批鐵和渣自動(dòng)取樣，樣品經(jīng)冷卻后自動(dòng)送到在線檢測(cè)儀分析其成分值，樣品化驗(yàn)成分值傳輸?shù)降焦た貦C(jī)； (6)、工控機(jī)里的應(yīng)用程序?qū)凑张翁?hào)找出存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)的預(yù)算配比值和渣料成分值，將預(yù)算渣料成分值和實(shí)際值進(jìn)行比較，參考此比較值，對(duì)原料配比公式某些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使下批次配比和渣料成分的預(yù)算值更逼近實(shí)際值，并用更準(zhǔn)確的預(yù)算值更新原先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)的值，以此往復(fù)直至達(dá)到最佳配比。
4.如權(quán)利要求3所述一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是采用了基于PLC控制的原料熔劑配料和上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)、豎爐、料尺控制單元和自動(dòng)加料控制單元；小料倉(cāng)、中間料倉(cāng)和豎爐內(nèi)均設(shè)有料尺控制單元，料尺控制單元由卷?yè)P(yáng)機(jī)(I)、鋼絲繩(2)、重錘(3)組成；自動(dòng)加料控制單元由PLC系統(tǒng)(4)和人機(jī)接口(5)、傳感器檢測(cè)單元￠)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)組成。
5.如權(quán)利要求4所述一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是料尺控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)爐內(nèi)料的探測(cè)控制，卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)鋼絲繩拉動(dòng)重錘上下移動(dòng)；重錘由于自身重量落在爐料上與爐料緊緊接觸，PLC控制單元向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩Ml作為力矩限幅值和向上的提升速度，連接重錘和卷?yè)P(yáng)機(jī)的鋼絲繩繃緊，重錘受到鋼絲繩向上的提升力作用，但力矩Ml不足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3，重錘不會(huì)隨提升力向上移動(dòng)，相反，重錘隨著爐料下降仍然向下移動(dòng)，并與爐料緊緊接觸，此時(shí)裝在卷?yè)P(yáng)機(jī)后的編碼器指示出爐料的位置；當(dāng)料尺檢測(cè)到需向爐內(nèi)加料時(shí)，向卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)變頻器輸出向上轉(zhuǎn)動(dòng)的提升力矩M2作為力矩限幅值和向上的提升速度；力矩M2足以克服重錘重力產(chǎn)生的力矩M3,重錘隨著卷?yè)P(yáng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)向上提升直到起始位；當(dāng)重錘達(dá)到起始位時(shí)即向爐內(nèi)加料。
6.如權(quán)利要求4所述一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法，其特征是自動(dòng)加料控制單元分三部分，一部分實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)小料倉(cāng)即礦石料倉(cāng)(8)、焦炭料倉(cāng)(9)、石灰石料倉(cāng)(10)自動(dòng)送料；二部分實(shí)現(xiàn)對(duì)由三個(gè)小料倉(cāng)向中間大料倉(cāng)(11)加料；三部分實(shí)現(xiàn)由中間料倉(cāng)向豎爐(12)內(nèi)加料；三個(gè)小料倉(cāng)的自動(dòng)加料以料倉(cāng)下的傳感器信號(hào)為依據(jù)，當(dāng)稱重儀檢測(cè)某個(gè)小料倉(cāng)內(nèi)沒料時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的皮帶機(jī)送料到小料倉(cāng)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到小料倉(cāng)裝滿料時(shí)停止皮帶機(jī)送料；料尺檢測(cè)信號(hào)被實(shí)時(shí)送到PLC系統(tǒng)，料尺測(cè)量的料位值低與設(shè)定的某一極限位置時(shí)，PLC系統(tǒng)由此產(chǎn)生加料信號(hào)，同時(shí)PLC系統(tǒng)里既定的順控程序塊將按照工藝要求判斷出哪個(gè)小料倉(cāng)需向中間料倉(cāng)加料，所需加的重量和配比由二級(jí)模型機(jī)給出；PLC系統(tǒng)由此輸出打開小料倉(cāng)閥門控制信號(hào)，小料倉(cāng)開始向中間料倉(cāng)加料，在此過(guò)程中PLC系統(tǒng)會(huì)根據(jù)程序里算出的所需加料值和中間料倉(cāng)下的稱重儀測(cè)量值實(shí)時(shí)比較，當(dāng)兩者之差小于某一值時(shí)閥門關(guān)閉停止向中間料倉(cāng)加料；同時(shí)PLC系統(tǒng)給出中間料倉(cāng)向豎爐內(nèi)加料的控制信號(hào)，中間料倉(cāng)下的閥門打開開始下料，當(dāng)下料值達(dá)到程序設(shè)定值時(shí)閥門關(guān)閉停止加料。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種采用濕球入爐低溫還原方式冶煉紅土鎳礦的方法。其特征是生產(chǎn)過(guò)程采用了基于PLC控制的原料熔劑配料和上料的自動(dòng)控制系統(tǒng)。采用負(fù)壓操作、濕球入爐、降低還原區(qū)反應(yīng)溫度的方式冶煉鎳鐵，入爐球團(tuán)水份在20～25％之間，球團(tuán)礦強(qiáng)度為3kg～10kg/cm2。還原區(qū)冶煉溫度1260℃～1380℃，能得到含鎳大于13％粗鎳生鐵。優(yōu)點(diǎn)是一是節(jié)省了燒結(jié)工藝環(huán)節(jié)，大幅降低生產(chǎn)成本。二是爐內(nèi)形成負(fù)壓操作，可控制大量的粉塵不能向外溢出，從而達(dá)到降塵除塵之目的，環(huán)保效果極佳，沒有污染。
文檔編號(hào)C22B23/02GK102965521SQ20121049270
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者由勇, 陳玉榮, 念大路, 王平 申請(qǐng)人:罕王實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司