鐵合金輔料檢測(cè)方法及配料系統(tǒng)研究

付俊偉

（安陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，河南 安陽 455000）

本文將首先針對(duì)鐵合金的輔料概念進(jìn)行探究繆，之后對(duì)于輔料的檢測(cè)方法給出具體的建議，之后將針對(duì)鐵合金配料系統(tǒng)做出研究。

1 輔料檢測(cè)

在鐵合金冶煉過程中，會(huì)運(yùn)用到多種輔料提高冶煉質(zhì)量，下面將首先針對(duì)鐵合金的輔料與輔料的檢測(cè)方式作出研究，提高輔料檢測(cè)的有效性。

1.1 鐵合金輔料概念

鐵合金冶煉生產(chǎn)中的原輔材料簡(jiǎn)稱為冶金爐料。它通常包含鐵礦石、廢鋼、生鐵、焦炭、鐵合金等。同時(shí)，冶金爐料作為煉鋼中的輔助產(chǎn)品，是鐵合金過程中重要的添加物品，在整個(gè)鐵合金過程中，利用不同來源的氧來氧化爐料所含有的復(fù)雜金屬，采用各種復(fù)雜的工藝，利用好冶金爐料來去除硅、磷、碳、脫氧和合金化物等。冶金爐料作為鐵合金中的輔助產(chǎn)品，是鐵合金冶煉過程中重要的添加物品，在整個(gè)鐵合金過程中，利用不同來源的氧來氧化爐料所含有的復(fù)雜金屬。采用各種復(fù)雜的工藝，利用好冶金爐料來去除硅、磷、碳、脫氧和合金化物等。在鐵合金冶煉過程中，冶煉工序首先會(huì)應(yīng)用大量的焦粉，焦粉就是通常意義上的焦炭，焦炭是煤炭通過加壓 隔絕空氣加高溫干餾出來的焦炭主要用于高爐煉鐵和用于銅、鉛、鋅、鈦、銻、汞等有色金屬的鼓風(fēng)爐冶煉,起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架作用，隨著科技的發(fā)展煉鐵高爐采用焦炭代了原有的木炭,為現(xiàn)代高爐的大型化奠定了基礎(chǔ)，也提高了鐵合金的冶煉數(shù)量，油焦破裂后即成焦粒，膠?？梢杂糜陔姞t煉鋼發(fā)包劑,可縮短冶煉時(shí)間,降低電耗,搞高生產(chǎn)率,延長(zhǎng)爐襯壽命.煉鋼用增碳劑,可調(diào)整煉鋼終點(diǎn)碳的含量,使其符合所煉鋼種含碳要求[1]。通過鐵合金敷料的概念分析可以得知，鐵合金輔料種類較多，并且輔料的質(zhì)量將直接影響到鐵合金的冶煉質(zhì)量，下面將針對(duì)鐵合金的輔料檢測(cè)方式作出說明。

1.2 輔料檢測(cè)方式

通過上文的分析可以得知，鐵合金在冶煉過程中需要運(yùn)用大量的焦粉，焦粉起到氧化復(fù)雜金屬的作用，質(zhì)量較差的焦粉在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的毒害氣體，并且由于質(zhì)量偏低其氧化作用也各有不同，所以把控好焦粉的質(zhì)量是鐵合金冶煉過程中最重要的組成部分，由于焦粉是焦炭研磨而成的，所以焦粉中包含著焦炭的物理屬性，焦煤又具體分兩類，第一類焦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>10%～28%，黏結(jié)指數(shù)G>65，膠質(zhì)層最大厚度，y≤25mm。這部分煤的結(jié)焦性特別好，可以單獨(dú)煉出合格的高爐焦。另一類焦煤的干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf>20%～28%，黏結(jié)指數(shù)G>50～65，結(jié)焦性比前者差。焦煤具有中等揮發(fā)分和較好的黏結(jié)性，是典型的煉焦煤，在加熱時(shí)能形成熱穩(wěn)定性很好的膠質(zhì)體。單獨(dú)煉焦時(shí)能得到塊度大、裂紋少、抗碎強(qiáng)度高的焦炭，其耐磨性也好。但產(chǎn)生的膨脹壓力大，使推焦困難，必須配入氣煤、瘦煤等，以改善操作條件和提高焦炭質(zhì)量。在煉焦配合煤中焦煤可以起到焦炭骨架和緩和收縮應(yīng)力的作用，從而提高焦炭機(jī)械強(qiáng)度，是優(yōu)質(zhì)的煉焦原料。焦炭使具有不規(guī)則孔孢結(jié)構(gòu)體，并且具有裂紋，所以裂痕的多少也會(huì)直接影響到焦炭的抗破碎能力，而孔孢結(jié)構(gòu)的指標(biāo)則是以氣孔率來表示，氣孔率影響到焦炭燃燒后的化學(xué)反應(yīng)，鐵合金輔料所用的焦炭或者焦粉對(duì)氣孔率的要求在40%～45%之間，并且焦炭在被研磨的過程中，研磨也需要考慮焦炭的裂紋數(shù)量，焦炭的裂紋數(shù)量若過少，就表明焦炭不易被研磨成焦粉，不能夠被使用于焦粉制作過程之中，研磨不細(xì)致或者焦粉顆粒物較多會(huì)影響到冶煉時(shí)的氧化反應(yīng)，使金屬的氧化過程變得不充分，從而降低了冶煉質(zhì)量。由于焦粉在燃燒過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，所以對(duì)于焦粉的質(zhì)量也要進(jìn)行相應(yīng)的把控監(jiān)測(cè)過程，我國一般采用德國的米貢轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)的方法進(jìn)行焦炭焦粉的檢驗(yàn)工作，檢查過程中工作人員應(yīng)當(dāng)首先對(duì)焦炭中的硫成分進(jìn)行檢測(cè)，硫是鐵合金冶煉過程中最值要的有害雜質(zhì)，硫的出現(xiàn)會(huì)降低鐵合金產(chǎn)量，在鐵合金生產(chǎn)過程中硫的含量大于0.07%則鐵合金便會(huì)成為廢品。由于鐵合金冶煉過程中82.5%的硫來自于焦炭燃燒，所以焦炭的硫含量成為了檢測(cè)中必不可少的程序，一般而言鐵合金冶煉中所需要的焦粉其硫含量不得高于1%，在冶煉過程中焦炭中的磷含量也應(yīng)當(dāng)在0.02%～0.03%以下。并且焦炭中的灰分也會(huì)對(duì)鐵合金冶煉造成影響，灰分的增加會(huì)導(dǎo)致焦炭用量的增加，使鐵合金冶煉過程中的成本增高，所以降低焦炭的灰分也是檢測(cè)過程中需要注意的問題。在檢測(cè)過程中檢測(cè)人員還要對(duì)焦炭中的水分進(jìn)行把關(guān)，水分燃燒蒸發(fā)會(huì)影響到焦煤的劑量，引起冶煉過程中數(shù)值的變動(dòng)，增加了鐵合金的冶煉難度[2]。通過前分的分析可以得知，冶煉過程中不僅要應(yīng)用到焦粉，還會(huì)應(yīng)用到一定的焦粒，對(duì)于大焦?fàn)t而言，焦粒的顆粒度應(yīng)當(dāng)大于40毫米，對(duì)于中小型的焦?fàn)t而言，其顆粒度應(yīng)當(dāng)大于25毫米，這種焦粒能夠使較快度均勻，且空隙較大容易發(fā)生氧化反應(yīng)，提高冶煉的質(zhì)量。

2 配料系統(tǒng)研究

通過前文鐵合金輔料的研究可以得知，鐵合金冶煉過程中對(duì)于輔料有著極為嚴(yán)格的要求，想要提高鐵合金的冶煉質(zhì)量?jī)H僅提高鐵合金輔料的質(zhì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還要加強(qiáng)配料系統(tǒng)的研發(fā)工作，提高配料的精確性，下面將對(duì)配料系統(tǒng)的研究進(jìn)行分析說明。

2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用

配料系統(tǒng)研究的終端在于計(jì)算，只有通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的信息數(shù)據(jù)收集及分析工作，才能夠有效的指揮配料系統(tǒng)合理配料，，通過前文的分析可以得知，鐵合金在冶煉過程中不僅需要摻入焦粉，還需要加入多種礦石材料進(jìn)行氧化反應(yīng)，在進(jìn)行計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的過程中，鐵合金冶煉方式通過信號(hào)的形式傳輸至計(jì)算機(jī)之中，計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)聯(lián)入配料控制平臺(tái)，之后將信號(hào)傳輸至冶煉控制平臺(tái)中的數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)分析工作，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與云計(jì)算，通過大數(shù)據(jù)的分析處理能夠深度挖掘冶煉過程中的輔料配比的信息，之后對(duì)配料系統(tǒng)研究中的輔料數(shù)據(jù)及配料配比規(guī)律進(jìn)行分析，通過分析后配料控制系統(tǒng)將信息反饋至配料機(jī)器的接收器之中，接收器通過感應(yīng)信號(hào)做出相應(yīng)的配料工作，在配料的過程中配料過程也會(huì)以數(shù)據(jù)的形式不斷反饋至控制系統(tǒng)當(dāng)中，使配料人員能夠清晰的把握配料的全過程，通過顯示技術(shù)的應(yīng)用最大程度的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互工作通過顯示技術(shù)能夠?qū)⑿畔⑻幚斫Y(jié)果顯示在屏幕之中，方便配料人員的下一步操作[3]。在進(jìn)行顯示技術(shù)研究的過程中，研究人員應(yīng)當(dāng)對(duì)配料系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，并且還要優(yōu)化配料系統(tǒng)中的軟件功能，完善輔料配比方案，提高配料工作質(zhì)量。在配料進(jìn)入給料機(jī)后，給料機(jī)應(yīng)當(dāng)向屏幕投送配料的種類，數(shù)量等多種消息，使配料人員更加清晰直觀的了解到輔料準(zhǔn)備的詳細(xì)情況。

2.2 配料過程

操作人員通過系統(tǒng)首先為配料設(shè)備發(fā)出質(zhì)量，并按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)后控制器會(huì)向前方發(fā)送“關(guān)閉料倉”的指令，當(dāng)儲(chǔ)料倉關(guān)閉之后，輔料會(huì)隨著機(jī)械的震動(dòng)被運(yùn)往攪拌機(jī)之中，經(jīng)過一段時(shí)間的給料工作，當(dāng)輔料滿足攪拌眼球之后，感應(yīng)器會(huì)將給料數(shù)量與輔料配比發(fā)送至控制系統(tǒng)當(dāng)中，操作人員通過數(shù)據(jù)的觀察確認(rèn)配料無誤之后，操作人員會(huì)對(duì)攪拌系統(tǒng)發(fā)出攪拌配料的命令，攪拌系統(tǒng)會(huì)根據(jù)指令完成輔料的攪拌工作，在輔料配比攪拌過后，控制器會(huì)將配置好的原料進(jìn)行自動(dòng)化運(yùn)輸工作，并將配料運(yùn)送至配料站，之后運(yùn)輸機(jī)械會(huì)自動(dòng)返回最初的裝料地點(diǎn)重復(fù)循環(huán)此工作流程[4]。

2.3 信息傳輸與故障檢測(cè)

配料系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)首先應(yīng)當(dāng)滿足數(shù)據(jù)信息采集要求，進(jìn)行狀態(tài)分析過程中，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)及時(shí)收集設(shè)備與系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行保存于記錄工作，對(duì)每天配料系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè)，并做出運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄。并且配料系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作還應(yīng)當(dāng)在檢測(cè)過程中，還應(yīng)當(dāng)對(duì)配料系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行記錄，對(duì)運(yùn)行的安全性進(jìn)行判斷，若配料系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)存在異常，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)作出準(zhǔn)確的故障判斷，對(duì)檢測(cè)數(shù)值中出現(xiàn)異常的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄工作，為之后配料系統(tǒng)設(shè)備故障診斷分析技術(shù)提供強(qiáng)有力的實(shí)據(jù)支持，提高故障診斷分析效率[1]。其次配料系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)還應(yīng)當(dāng)滿足配料系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的要求，對(duì)整個(gè)配料系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)評(píng)工作，并且監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在檢測(cè)過程中還可以將配料系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的每個(gè)步驟進(jìn)行分類，當(dāng)每個(gè)步驟按照要求完成運(yùn)行任務(wù)后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)便會(huì)做出一次評(píng)價(jià)，對(duì)配料系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的步驟進(jìn)行細(xì)分，提高了配料系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)質(zhì)量。此外配料系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)的目標(biāo)是為了對(duì)配料系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與異常狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并提前預(yù)測(cè)設(shè)備將要發(fā)生的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化，這種預(yù)測(cè)不僅要有大量的數(shù)據(jù)作為支持，還需要應(yīng)用到傳感器技術(shù)與信息處理技術(shù)等多種高科技手段。配料系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)想要獲得更大的發(fā)展，就首先要提高信號(hào)收集質(zhì)量，不斷提升數(shù)據(jù)傳輸與數(shù)據(jù)處理效率，信號(hào)收集技術(shù)是為了獲取電力設(shè)備信息與系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，信號(hào)收集系統(tǒng)通過設(shè)備中電流電壓的頻率與設(shè)備中局部的放電量等進(jìn)行收集，由于配料系統(tǒng)設(shè)備的型號(hào)與運(yùn)轉(zhuǎn)方式的不同，在信號(hào)收集過程中應(yīng)當(dāng)采取不同的信號(hào)收集方式，信號(hào)收集過程中工作人員一般采用一次性采樣法進(jìn)行收集工作，通過定時(shí)定量的信號(hào)采集能夠判斷信號(hào)中的異常情況，并將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)匯總至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之中，在信號(hào)傳輸過程中工作人員應(yīng)當(dāng)采用光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸工作，光纖信號(hào)傳輸不僅速度快，而且具有較強(qiáng)的抗信號(hào)干擾能力，能夠?qū)⑹占降男盘?hào)準(zhǔn)確無誤地傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之中，由于信號(hào)處理的距離較遠(yuǎn)，并且配料系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行過程中還會(huì)產(chǎn)生大量的干擾因素，一般的信號(hào)傳輸設(shè)備無法在如此復(fù)雜的區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的信號(hào)傳輸工作，所以在信號(hào)傳輸過程中首先要對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換工作，并且要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，最后這些被壓縮處理過后的數(shù)據(jù)經(jīng)過通信系統(tǒng)傳輸至信息處理系統(tǒng)之中[5]。信息數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在接受到信號(hào)之后會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)的不同處理方法采用不同的數(shù)學(xué)手段進(jìn)行信號(hào)的解析工作，對(duì)于數(shù)據(jù)的狀態(tài)量進(jìn)行合理的分析，隨著我國信息處理技術(shù)的提高，在進(jìn)行信息處理過程中，一些處理系統(tǒng)內(nèi)還加裝了數(shù)字信息技術(shù)與智能處理技術(shù)，信息處理技術(shù)能夠?qū)鬏攣淼男畔⑦M(jìn)行數(shù)字建模工作，為檢測(cè)人員提供完整的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)虛擬模型，使工作人員更容易讀懂?dāng)?shù)據(jù)中所包含的信息內(nèi)容，加入只能處理系統(tǒng)能夠提高出局處理的準(zhǔn)確性與精確性，實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)快速定位工作，并給出異常情況的決絕策略，為之后的故障診斷分析技術(shù)提供了強(qiáng)有力的輔助功效。

3 結(jié)語

通過鐵合金輔料檢測(cè)方法及配料系統(tǒng)研究可以得知，鐵合金的冶煉過程極為復(fù)雜，在冶煉過程中需要應(yīng)用大量輔料，只有提高輔料的質(zhì)量提升輔料的配比水平與自動(dòng)化配料能力，才能夠有效增加鐵合金的產(chǎn)能。