为提高喷煤量控制精度，实现自动喷煤工艺，改 变原有控制模式，将输送气流量控制转为自动控制。 喷吹罐罐压根据喷煤量对应的关系，通过喷吹罐罐 压曲线设定画面自动实现，对应关系可以随时根据 需要进行修改。实现自动喷煤后，喷煤量波动大大 减小。
（３）喷煤倒罐时调节阀的锁定。喷煤是一个连 续不问断的过程，是通过３个喷吹罐轮流倒罐来实 现的。具体的工作方式可表述为ｌ号＿÷２号＿３号 一ｌ号……这样的一个周期过程，每个喷吹罐的工 作程序控制都要经历装料、加压、等待、喷吹、卸压五 个过程。由于喷吹罐在喷吹初期和喷吹后期，即使 喷吹参数相同，但由于工况的变化，喷吹量也会发生 变化。在喷吹初期，喷吹罐内充满ｒ煤粉，罐内的气 量较少，喷出的煤、气混合物中煤粉的含量较高，煤 粉喷吹量就大，喷吹后期时工作状况正好和前期相 反。因此，调节阀开度也凶煤量的变化，前期开度 小，后期开度大，在不断进行调整。为减少倒罐时煤 量调节阀开度的变化，将阀门给于一个初始设定值， 其锁定在一定的开度，避免调节阀开度急剧变化而 带来的煤量波动。
４号高炉自动喷煤系统在２００８年５月投入以 来，从运行的数据统计可以得到，喷煤系统在手动控 制情况下，小时喷煤量的实际值与设定值的平均偏
万方数据
１１；＇１２｛ ：：加料 时间
（ａ）改造ｌｊ｛『
（ｂ）改造后
图４ 宝钢４号高炉小时喷煤量计算方法示意
差为０．２ｔ／ｈ，而最大偏差在±１ ｔ／ｈ左右，既没有满 足高炉每小时喷煤量稳定的要求，也未达到高炉初 步设计控制精度．４－０．５ ｔ／ｈ的要求。喷煤系统在实 现自动控制后，喷煤曲线较以往发生了显著的变化， 每小时实际喷煤量与设定值基本保持一致，小时喷 煤量的实际值与没定值的平均偏差为０．０２ ｔ／ｈ，而 最大偏差在±０．３ ｔ／ｈ左右。从４号高炉自动喷煤 实施后的效果来看，既减少了人工干预操作的次数， 又提高了喷煤鞋的控制精度。图５是喷煤自动控制 系统投入前后喷煤量变化曲线。
（４）优化小时喷煤量的计算程序。原计算每小 时煤量时，采用较短时间间隔（以秒为单位）的喷吹 罐重量差除以时间间隔再乘以３６００（转化为每小时 流量）的方法，其误差和波动均比较大。改进的喷 煤量计算方法，是以直接采用喷吹罐煤粉的重量差 作为喷煤量的计算依据，减少因计算方法不当造成 的波动。修改前后的喷煤量计算方式如图４所示。 另外，还考虑了倒罐时喷吹罐的重量变化，消除ｒ倒 罐对喷煤计量的影响。 ４运行效果
大喷煤下高炉喷煤量的稳定控制，是高炉炉况 稳定的重要基础。随着宝钢４号高炉（４７４７ ｍ３）喷 煤量的不断增加，在缺少相应煤量检测和调节控制 装置的情况下，采用人工手动和半自动的控制方式 对煤量控制已显得较为困难，瞬时煤量波动呈加大 的趋势，难以满足高炉稳定和顺行的需求。因此，分 析原有工艺设计（控制软件、设备硬件），对不合理 的地方进行完善和优化，使用一种全新的控制模式 来解决喷煤量波动的问题，为高炉稳定顺行创造条 件。 １喷煤工艺流程
宝钢４号高炉煤粉喷吹系统是由煤粉仓、喷吹 罐、混合器、分配器、增压器、喷吹管线、喷枪以及阀 门和喷吹用气体系统等组成，是一个相对独立的系 统。其工艺流程采用了三罐并列、煤粉输送总管加 分配器的方式，分配器设在炉顶平台，喷吹支管具有 等长、等径及等形状的特点，煤粉能够均匀分配。喷 吹设计指标为２２０ ｋｇ／ｔ，设备最大能力为２５０ ｋｇ／ｔ。 工艺流程如图１所示。
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图３宝钢４号高炉喷煤自动控制流程结构
万方数据
（２）改变喷吹罐压力控制模式。喷吹罐罐压设 定原来是根据高炉给定喷煤量后，根据一般的对应 关系（凭经验）由操作工人工设定。由于喷煤量和 喷吹罐罐压、高炉风Ｊ玉和输送气压力、流量之间相互 有关系，很难找到相对应的罐压设定值。在实际操 作时，为尽可能减小喷煤量的瞬时波动，通常采取的 控制方式是保持喷吹罐罐压稳定，利用手动频繁调 节输送气流量来保证小时喷煤量达到高炉设定要 求。
２ 喷煤量常用调节方法 高炉喷煤量的控制是采用调整输送载气量和喷
吹罐罐压的方式，通过调整罐压和输送气量的大小 来改变喷煤量。通常情况下，预先设定好一定的罐 压，喷煤量瞬时值的控制就是依靠人工加大或减小 输送气流量，来改变喷煤量的大小，调节效果有滞后 的现象。喷吹罐不同罐压下喷煤量大小与输送气流 量之间的关系参见参考文献［１］。 ３ 喷煤量控制模式的改变
［１］朱锦明．宝钢高炉２００ｋ吕／ｔ以上喷煤比的实践［Ｊ］．炼铁。２００５ （增刊）：３６—４０。
联系人：朱锦明教授级高级工程师电话：０２１—２６６４７９４４ （２００９４１）．卜．海市宝山区富锦路宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司 炼铁厂 收稿日期：２００９—０５—１２
·３·
自动喷煤技术在宝钢4号高炉的应用
制，如图３所示。喷煤量的自动控制是通过测得的
实际喷煤量和实际设定的喷煤量进行比较，控制总
图２ 宝钢４号高炉新增流量计和调节阎安装位置
管煤量调节阀进行喷煤量实时调节。
（Ｉ）喷煤总管流量计（型号Ｄｅｎｓｆｌｏｗ）。新增设 ＤｅｎｓＦｌｏｗ煤粉流量计是一个基于最新的微波技术， 通过与一个高频、交流电磁场连接的特殊电容在测 量管中产生一个均匀的测量场，来测量浓相输送固 体物料质量流量的测量系统。进入到管道中的固体 物料与电磁波发生相互作用，所产生信号的频率和 振幅在中央处理单元中计算处理。煤粉流量是由密 度、流速和截面积计算得到。
３．１ 增设总管流量检测和调节装置
（２）总管煤粉流量调节阀（型号ＫＳＴ）。新增设
在喷吹总管（喷吹管出口一混合器人口段）增 ＤｅｎｓＦｌｏｗ煤粉流量调节阀是一个通径１２５ ｍｍ的球
设煤粉浓度检测仪和煤粉流量调节阀，设备安装位 阀，阀芯采用可更换的陶瓷部件；耐压１．６ＭＰａ；流量
置如图２所示。工作原理就是利用煤粉流量计实时 特性为等百分比；作用方式为气开式，失电、停气时
万方数据
从布袋收粉
压力释放到仓顶布袋
分配器
从仓项布袋来的煤粉
空
．窿汽
气
义
喷吹支管 （１９Ｘ）
喷吹支管 （１９Ｘ）
ＰＣＧ一２ｌ 喷吹罐
加压氮气
ＰＣＧ一２２ 喷吹罐
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器毕—一 合Ｉ ｌ增压气
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ＺＹ…Ｑ－３０
增压器
４号高炉
图ｌ 宝钢４号高炉喷吹系统工艺流程
检测主管输送煤粉管道内的煤粉量，通过流量变送
阀打开；流量范围：０．８５ ＭＰａ时为８５ ｔ／ｈ、１．３５ ＭＰａ
器检测并输出反馈回中控控制系统（ＰＬＣ），同时由
时为１２５ ｔ／ｈ。底座泄漏等级为ＡＮＳＩ的ＩＶ级。
新增加的煤粉调节阀来担当和执行调节与控制煤粉 喷吹量的任务。
３．２ 改善和优化喷煤控制过程 （１）完善喷煤逻辑控制回路。当高炉喷吹量的
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｄｅｓｉｃ Ｍｅａｓｕｒｅ＆Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ＰＣＩ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｎｏ．４ ＢＦ ｏｆ Ｂａｏｓｔｅｅｌ．Ａ ｎｅｗ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｉｎｊｅｃ— ｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｏｎｌｉｎｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
第２ ８卷第５期 ２ ０ ０ １．２８，Ｎｏ．５ ０ｃｔｏｂｅｒ ２００９
自动喷煤技术在宝钢４号高炉的应用
朱锦明 沈雪峰徐天凤
（宝山钢铁股份有限公司宝钢分公司）
施月明
（上海德司克测控公司）
摘要对自动喷煤技术在宝钢４号高炉的应用进行了总结。结合宝钢４号高炉喷煤工艺特点，采用喷煤量在线检 测和连续调整等技术，成功开发了一种新型的喷吹控制模式，使自动喷煤技术得到了应用，提高了喷煤系统设备的 安全性与稳定性，提高了每小时人炉喷煤量的控制精度，为高炉稳定顺行创造了条件。 关键词大型高炉 自动控制喷煤煤量
喷煤量是由二种方式来表示，一种是小时喷煤 量，用作高炉调整热量和计算燃料比，是以整点小时 之间喷吹罐喷吹总量之和；另一种是瞬时喷煤量，用 喷吹率表示，以设在喷吹罐上的电子秤的减重与时 间的关系来显示。喷煤量是喷吹罐压力和输送气两 个变量的函数，所以为保持喷吹率恒定，喷吹罐压力 和输送气流量需随时调节。正是基于这样一个原 因，喷吹系统通过增设装置和控制软件修改，对喷煤 量进行自动调节和控制，减少人工调节的偏差和滞 后，实现喷煤量的稳定。
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刊名： 英文刊名： 年，卷(期)：
朱锦明， 沈雪峰， 徐天凤， 施月明， Zhu Jinming， Shen Xuefeng， Xu Tianfeng， Shi Yueming 朱锦明,沈雪峰,徐天凤,Zhu Jinming,Shen Xuefeng,Xu Tianfeng(宝山钢铁股份有限公司宝 钢分公司)， 施月明,Shi Yueming(上海德司克测控公司)
图５ 宝钢４号高炉喷煤量变化曲线
５ 结语 通过增设硬件设备和完善控制程序，宝钢４号
高炉的喷煤系统率先进入真正意义上的全自动控 制。喷煤系统控制系统的进步，为下一步实施炉温 闭环控制创造了条件。在喷煤量自动控制条件下， 改变了以往原有的不规范操作习惯，提高了喷煤系 统设备的安全性与稳定性，提高了每小时入炉喷煤 量的控制精度，小时平均值波动量下降了约９０％， 对稳定高炉炉况起到了很好的作用。 ６ 参考文献
炼铁 IRONMAKING 2009,28(5)
参考文献(1条) 1.朱锦明 宝钢高炉200kg/t以上喷煤比的实践 2005(zk)