一种烧结混料的方法
阅读说明：本技术 一种烧结混料的方法 (Method for sintering mixed materials ) 是由 赵伟 史忠其 童毅 冯言 熊国川 杨招 岳洪琴 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本申请提供一种烧结混料的方法,应用于烧结混料系统,烧结混料系统包括烧结混合圆筒、鼠笼式电机和变频器,鼠笼式电机驱动连接烧结混合圆筒,变频器与鼠笼式电机电性连接用于变频驱动鼠笼式电机,烧结混料的方法包括：烧结混料系统包括启动模式和运行模式,烧结混料系统处于启动模式时,变频器的输出频率为X。烧结混料系统处于运行模式时,变频器的输出频率为Y,X与Y之比为5:3.5-4。烧结混料系统处于启动模式时,变频器的功率与鼠笼式电机的功率比值≥1.25。该烧结混料方法保证烧结混料系统正常运行的同时能降低系统故障的几率,并且能降低整个的系统能耗。(The application provides a method of sintering compounding is applied to sintering compounding system, and sintering compounding system includes sintering mixing drum, squirrel-cage motor and converter, and the sintering mixing drum is connected in the squirrel-cage motor drive, and converter and squirrel-cage motor electric connection are used for frequency conversion drive squirrel-cage motor, and the method of sintering compounding includes: the sintering and mixing system comprises a starting mode and an operating mode, and when the sintering and mixing system is in the starting mode, the output frequency of the frequency converter is X. When the sintering and mixing system is in an operation mode, the output frequency of the frequency converter is Y, and the ratio of X to Y is 5: 3.5-4. When the sintering and mixing system is in a starting mode, the ratio of the power of the frequency converter to the power of the squirrel-cage motor is more than or equal to 1.25. The sintering and mixing method can reduce the probability of system failure while ensuring the normal operation of a sintering and mixing system, and can reduce the energy consumption of the whole system.)
技术领域
本申请涉及冶金技术领域，具体而言，涉及一种烧结混料的方法。
背景技术
烧结作为钢铁冶炼中的一项重要工序，其目的是将铁矿石与一些物料，如石灰等配制烧结成球团，为后续冶炼提供具有一定粒度和冶金性能的人造富矿。在进行烧结工序时，首先需要进行混料，混料采用烧结混料系统实现，烧结混料系统包括电机与烧结混合圆筒，需要将烧结的原料，如铁矿石与物料放入烧结混合圆筒中，电机驱动烧结混合圆筒运转，对烧结混合圆筒中的原料进行充分混合。
为提高混料的效率，现有的烧结混合圆筒一般是大型装置，再加上存在于其中的大量烧结的原料，这就要求对烧结混合圆筒进行重载启动。而绕线型电机由于具有启动电流小、易控制以及启动力矩大等特性，理所当然被广泛应用于烧结混料系统中。
但在混料生产过程中，烧结混料系统经常发生电气故障，需要花费大量时间和精力进行设备检修或更换，严重影响生产效率及成本流失。
发明内容
发明人研究发现，烧结混料系统在运行时，烧结混合圆筒旋转，使得现场粉尘飞扬，粉尘不可避免的会被吸入绕线式电机内部，而由于绕线式电机的转子是由铜线绕制而成的，导致电机转子部分易出现卡料现象，电机碳刷无法正常、灵活的运转导致绕线式电机故障，从而导致整个烧结混料系统无法正常运转。
若对烧结混料系统现场进行经常性的清洁，虽然能解决粉尘飞扬、降低绕线式电机转子出现卡料而导致电机故障的几率，但需要停机处理，非常耗费人力和物力。所以，为了降低电机故障的几率，发明人对电机进行更换，将绕线式电机更换为鼠笼式电机，鼠笼式电机由于其转子是由铝条或铜条与短路环铸造而成的，其自身结构就可以有效降低转子出现卡料的几率，从而降低电机故障的几率。
但鼠笼式电机与线式电机相比，若要实现烧结混合圆筒的重载启动，需要增大其功率，这就导致能耗增大、成本增加。而发明人进一步研究发现，在将烧结混合圆筒正常启动后，烧结混料系统正常运行时，将鼠笼式电机的输入频率进行适当降低，既能保证整个系统正常运行，还能降低系统的能耗。
基于此，本申请的目的在于提供一种烧结混料的方法，其应用于烧结混料系统，保证烧结混料系统正常运行的同时降低系统故障的几率，同时降低系统的能耗。
为实现上述目的，本申请采用以下技术手段：
本申请提供一种烧结混料的方法，应用于烧结混料系统，烧结混料系统包括烧结混合圆筒、鼠笼式电机和变频器，鼠笼式电机驱动连接烧结混合圆筒，变频器与鼠笼式电机电性连接用于变频驱动鼠笼式电机，烧结混料的方法包括：
烧结混料系统包括启动模式和运行模式，烧结混料系统处于启动模式时，变频器的输出频率为X，烧结混料系统处于运行模式时，变频器的输出频率为Y，X与Y之比为5:3.5-4。
烧结混料系统处于启动模式时，变频器的功率与鼠笼式电机的功率比值≥1.25。
在烧结混料系统中，在启动模式时，变频器的功率需不小于鼠笼式电机的功率的1.25倍，这样，变频器才能驱动鼠笼式电机、鼠笼式电机才能带动与之驱动连接的烧结混合圆筒，整个烧结混料系统才能被启动。启动烧结混料系统后，系统进入运行模式，此时，将变频器的输出功率进行适当降低，使变频器的输出频率在启动模式和运行模式时的比值为5:3.5-4，这样设置仍可以使烧结混料系统正常运行。
采用鼠笼式电机替代绕线式电机，由于鼠笼式电机自身结构，使得烧结混料系统在运行时，粉尘不易粘附在电机转子处，大大降低了电机故障的几率。处于启动模式时，变频器使得鼠笼式电机的启动力矩平缓，减少了对连接其后的设备的启动冲击问题，延长设备的使用寿命。且变频器的功率不小于鼠笼式电机的功率的1.25倍，整个系统能被正常启动。同时，采用变频器改变烧结混料系统处于启动模式和运行模式时的输出频率，使运行模式时的输出频率与启动模式时的输出频率之比为5:3.5-4，既保证系统的正常运行，又能达到降低耗能的效果。同时，变频器降低运行模式时的输出频率，传递至烧结混合圆筒的转动频率也相应降低，转速下降，使烧结混合圆筒中原料的混合更加均匀。
进一步的，烧结混料系统处于启动模式时，变频器的输出频率设置为45HZ-50HZ。烧结混料系统处于所述运行模式时，变频器的输出频率设置为35HZ-40HZ。
变频器改变烧结混料系统处于启动模式和运行模式时的输出频率，当烧结混料系统处于启动模式时，调节变频器的输出频率为45HZ-50HZ，则鼠笼式电机的输入频率也为45HZ-50HZ，与电网供电的频率保持一致，鼠笼式电机的功率达到较大，从而使其的启动力矩相应达到较大值，进而更易启动烧结混合圆筒。而当烧结混料系统进入运行模式后，调节变频器的输出频率为35HZ-40HZ，鼠笼式电机的输入频率也相应降低为35HZ-40HZ，运行模式时的输出频率小于启动模式时的输出频率，既保证系统的正常运行，又能降低系统耗能。同时，还能使传递至烧结混合圆筒的转动频率也相应降低，转速下降，使烧结混合圆筒中原料的混合更加均匀。
进一步的，启动模式的持续时间为50s-100s。这一时间段，使烧结混料系统由启动进入稳定的运行模式，烧结混合圆筒的转速平稳。
进一步的，启动模式的持续时间为60s。保证烧结混料系统能由启动尽快进入运行模式，系统进入到稳定状态，降低变频器的输出频率，进一步降低系统耗能。
进一步的，烧结混料系统处于启动模式时，变频器的功率与鼠笼式电机的功率之比为1.3-1.5:1。变频器的功率与鼠笼式电机的功率如此设置，既能保证整个系统能被正常启动，也能从经济效益上面考虑，不用购买功率远大于鼠笼式电机的功率的变频器来进行匹配，节约成本。
进一步的，烧结混料的方法还包括：烧结混合圆筒内的物料包括铁物料、燃料及熔剂。启动模式切换至所述运行模式时，检测鼠笼式电机的输入电流为I1。然后继续监测鼠笼式电机的输入电流为I2。当I2≥1.3×I1时，判断烧结混合圆筒内粘料严重，停止烧结混料系统，对烧结混合圆筒内的粘料进行清理。
在烧结混料系统由启动模式切换至运行模式时，鼠笼式电机的输入电流I1会在一定范围内，但发明人发现，当系统处于运行模式时，随着原料在混料过程中不断粘附在烧结混合圆筒的内壁上，随着粘附的原料增多，鼠笼式电机的输入电流I2整体呈上升趋势，两者正相关。而当I2≥1.3×I1，烧结混合圆筒的内壁上粘料情况严重，需要人员停机对烧结混合圆筒内的粘料进行清理。利用对鼠笼式电机在处于运行模式时的输入电流I2进行测量并与切换至运行模式时的输入电流I1进行比较，来判断烧结混合圆筒的粘料情况，能快速准确的得知粘料情况，及时对粘料进行清除，避免了由于清理不及时，粘附的原料在筒壁上固结，既给清理带来困难，固结的原料可能还会在清理过程中大块掉落，给清理人员带来安全隐患。
进一步的，I2≥1.5×I1时，停止烧结混料系统，对烧结混合圆筒内的粘料进行清理。设定当I2≥1.5×I1时对烧结混合圆筒内的粘料进行清理，使得粘料的清理周期合理，既避免频繁停机而严重影响正常生产，也能避免清理周期过长而导致粘料过多增加清理难度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。
图1为本申请实施例的烧结混料系统电路图；
图2为本申请实施例的烧结混合圆筒的内壁粘料情况示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
烧结混料系统在运行时，烧结混合圆筒旋转，使得现场粉尘飞扬，粉尘不可避免的会被吸入绕线式电机内部，而由于绕线式电机的转子是由铜线绕制而成的，导致电机转子部分易出现卡料现象，电机碳刷无法正常、灵活的运转导致绕线式电机故障，从而导致整个烧结混料系统无法正常运转。
若对烧结混料系统现场进行经常性的清洁，虽然能解决粉尘飞扬、降低绕线式电机转子出现卡料而导致电机故障的几率，但需要频繁停机清洁，非常耗费人力和物力。所以，为了降低电机故障的几率，将绕线式电机更换为鼠笼式电机，鼠笼式电机由于其转子是由铝条或铜条与短路环铸造而成的，其自身结构就可以有效降低转子出现卡料的几率，从而降低电机故障的几率。
但鼠笼式电机与线式电机相比，若要实现烧结混合圆筒的重载启动，需要增大其功率，这就导致能耗增大、成本增加。而发明人进一步研究发现，在将烧结混合圆筒正常启动后，烧结混料系统正常运行时，将鼠笼式电机的输入频率进行适当降低，既能保证整个系统正常运行，也能降低能耗，整个系统的能耗反而会低于使用绕线式电机时的能耗，具体的能耗分析在后续内容中将进行详细说明。
图1为本申请实施例的烧结混料系统电路图。请参阅图1，本申请实施例提供一种烧结混料的方法，其应用于烧结混料系统中，烧结混料系统包括烧结混合圆筒、鼠笼式电机和变频器，鼠笼式电机驱动连接烧结混合圆筒，变频器与鼠笼式电机电性连接用于变频驱动鼠笼式电机。
烧结的原料一般包括含铁物料包括铁物料、燃料及熔剂，一般而言，铁物料选自混匀矿、除尘灰及返矿中的至少一种，燃料选自焦粉及无烟煤中的至少一种，熔剂则选自白云石粉、石灰石粉及生石灰粉中的至少一种。
在启动系统之前，将原料按照一定比例从烧结混合圆筒的入口处添加至筒内，原料添加完成后，关闭烧结混合圆筒的入口。
接下来需要将烧结混料系统启动并使其稳定运行，烧结混料的方法包括：
烧结混料系统的模式也就包括启动模式和运行模式，以对烧结混合圆筒内的原料进行混合。请继续参阅图1，QF1为用户10kV断路器，QF2和QF3为与变频器配套的断路器，PT为电压互感器，将QF1、QF2及QF3依次闭合，使烧结混料系统处于启动模式，此时，要求变频器的功率与鼠笼式电机的功率比值≥1.25，变频器驱动鼠笼式电机、鼠笼式电机带动与之驱动连接的烧结混合圆筒，整个烧结混料系统被正常启动，并调整变频器的输出频率为X，X为45HZ-50HZ。
本实施例中，烧结混合圆筒的半径为2.2米、长度为20米，选择的变频器的额定功率为1260kW，鼠笼式电机的额定功率为900kW，烧结混料系统处于启动模式时，调整变频器的输出频率为45HZ-50HZ，与电网供电的频率保持一致，使变频器和鼠笼式电机在启动时功率均达到额定功率，使得鼠笼式电机的启动力矩相应达到较大值，进而更易启动烧结混合圆筒。此时，变频器的功率与鼠笼式电机的功率比值为1.4，变频器的功率与所述鼠笼式电机的功率的比值不仅大于等于1.25，更处于1.3-1.5的范围内，既能保证整个系统能被正常启动，也能从经济效益上面考虑，不用购买功率远大于鼠笼式电机的功率的变频器来进行匹配，节约成本。同时，处于启动模式时，变频器使得鼠笼式电机的启动力矩平缓，减少了对连接其后的设备的启动冲击问题，延长设备的使用寿命。
启动模式持续60s后烧结混料系统已进入稳定状态，烧结混合圆筒的转速平稳一致，此时，将变频器的输出频率调整为Y，Y＝40HZ，使烧结混料系统进入运行模式，X与Y的比值为5:4。在40HZ的频率下，鼠笼式电机仍能正常运转，烧结混料系统能正常运行，而由于降低了变频器的输出频率而使系统的耗能得到降低。还能使传递至烧结混合圆筒的转动频率相应降低，其转速下降，使烧结混合圆筒中原料的混合更加均匀。
在其他实施例中，启动模式的持续时间还可以是50s、80s或100s，保证烧结混料系统由启动进入稳定的运行模式，烧结混合圆筒的转速平稳即可。X也可以设置为45HZ，Y可以设置为35HZ；X还可以设置为47HZ，Y可以设置为37HZ。保证X与Y之比在5:3.5-4范围内即可。
在烧结混料系统中采用鼠笼式电机，由于鼠笼式电机自身结构，使得烧结混料系统在运行时，粉尘不易粘附在电机转子处，大大降低了电机故障的几率。
图2为本申请实施例的烧结混合圆筒的内壁粘料情况示意图。本实施例中，在2021年6月7日13时启动烧结混料系统，此时，变频器输出频率为50HZ，鼠笼式电机的输入电流为53.12A。经过1min后将启动模式切换至运行模式。在烧结混料系统由启动模式切换至处于运行模式时，变频器输出频率由50HZ变换为40HZ时，检测到此时鼠笼式电机的输入电流为I1，该电流一般会保持在一定范围内，此范围为39A-43A，本实施例中，I1＝40.02A。然后继续检测鼠笼式电机的输入电流为I2，将I1及I2进行记录，如表1所示。在烧结混料系统处于运行模式时，随着原料在混料过程中不断粘附在烧结混合圆筒的内壁上，随着粘附的原料增多，检测到的鼠笼式电机的输入电流I2整体呈上升趋势，两者正相关。鼠笼式电机的输入电流I2每30min测量一次，此时间间隔可以根据生产实际情况进行相应调整。本实施例中，当检测到的笼式电机的输入电流I2不小于60.03A时，此时I2≥1.5×I1，满足I2≥1.3×I1，判断烧结混合圆筒内粘料严重，粘粘情况如图2所示。此时，将QF3断开，使烧结混料系统停止运行，人员进入烧结混合圆筒内对粘料进行清理。
表1鼠笼式电机的输入电流
利用对鼠笼式电机在运行模式时的输入电流I2进行测量并与切换至运行模式时的输入电流I1进行比较，来判断烧结混合圆筒的粘料情况，能快速准确的得知粘料情况，及时对粘料进行清除，避免了由于清理不及时，粘附的原料在筒壁上固结，既给清理带来困难，固结的原料可能还会在清理过程中大块掉落，给清理人员带来安全隐患。而进一步设定当I2≥1.5×I1时对烧结混合圆筒内的粘料进行清理，使得粘料的清理周期合理，既避免频繁停机而严重影响正常生产，也能避免清理周期过长而导致粘料过多增加清理难度。
当然，不同的公司、不同的烧结混合圆筒对粘料的严重情况的评估会存在不同，此时，调整I2与I1之间的倍数关系，即可实现对混合烧结混合圆筒的粘料情况的实施监控与判断。在其他实施例中，还可以设定当I2≥1.3×I1或I2≥1.7×I1时，停机对烧结混合圆筒内的粘料进行清理。
接下来，对采用绕线式电机的烧结混料系统的能耗与本申请实施例提供的采用变频器与鼠笼式电机结合的烧结混料系统的能耗进行具体分析。
绕线式电机由于具备启动力矩大等特性，其额定功率选择800kW即可启动与本申请实施例相同规格的烧结混合圆筒，绕线式电机采用工频运行模式，启动模式及运行模式的频率均为50HZ，绕线式电机的输入电流长时间保持在50-53A之间。而本申请实施例中，当烧结混料系统处于运行模式时，由于频率由50HZ降至40HZ，鼠笼式电机的输入电流会长时间保持在39A-43A之间，即使由于烧结混合圆筒粘料而导致两系统的电机的输入电流上升，但两种系统的输入电流的上升趋势也是基本保持一致的。所以，与采用绕线式电机的烧结混料系统相比，本申请实施例的烧结混料系统的电机的输入电流小10A左右，每小时能耗约能降低173度电。采用本申请实施例提供的变频器与鼠笼式电机结合的烧结混料系统的能耗远小于使用绕线式电机时的烧结混料系统的能耗。
本申请实施例中上述技术方案中的一个技术方案或/和多个技术方案的组合具有如下有益效果：
(1)由于鼠笼式电机自身结构，使得烧结混料系统在运行时，粉尘不易粘附在电机转子处，大大降低了电机故障的几率；
(2)变频器使得鼠笼式电机的启动力矩平缓，减少了对连接其后的设备的启动冲击问题，延长设备的使用寿命；
(3)使变频器在运行模式时的输出频率与启动模式时的输出频率之比为5:3.5-4，既保证系统的正常运行，又能达到降低耗能的效果；且当系统处于运行模式时，传递至烧结混合圆筒的转动频率降低，转速下降，使烧结混合圆筒中原料的混合更加均匀；
(4)利用对鼠笼式电机在处于运行模式时的输入电流I2进行测量并与切换至运行模式时的输入电流I1进行比较，来判断烧结混合圆筒的粘料情况，能快速准确的得知粘料情况，及时对粘料进行清除，避免了由于清理不及时，粘附的原料在筒壁上固结，既给清理带来困难，固结的原料可能还会在清理过程中大块掉落，给清理人员带来安全隐患。
以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。