虽然DCS的应用大大提高了我国烧结生产的检测和控制水平,但是与国外先进水平相比,我国烧结厂过程的自动检测和控制的质量并不高。究其原因,可以归纳为:硬件设备、技术手段和控制方法的研究、研究和应用的条件三个方面的不足。 (一)用于检测和控制的硬件设备 烧结是一个高温、高湿、高粉尘的系统,对检测元件要求耐高温、耐湿、抗干扰。目前检测元件的研究和生产并不能满足烧结过程检测的要求,普遍存在着一次元件质量不过关,使用寿命短,测量不准确的缺点,甚至许多重要过程参数如透气性无法检测到,势必影响过程检测的质量,而以此为基础的控制也受到制约,因此急需研究开发能用于在线连续检测的气体成分分析仪、料层透气性测定装置等先进检测设备,同时要大力推广集散型控制系统在烧结厂的应用。 (二)先进的技术手段和控制方法的研究 在先进技术手段和控制方法的研究远不够深入,对于烧结这样一个影响因素众多、具有大滞后性的动态复杂系统,依靠传统的控制方法难以达到高质量的控制。随着计算机技术和控制理论与技术的发展,将许多先进的研究手段和控制方法引入烧结领域,开辟烧结过程检测与控制的新途径是当前的研究热点之一。中南工业大学和东北大学在烧结过程检测和控制的研究方面已初见成效。这些研究的共同之处在于将先进的研究手段和人工智能技术应用于烧结领域。 多年的研究和生产实践表明,烧结过程机理复杂,难以建立精确的数学模型,有许多环节要依靠操作人员和领域专家的实际经验来进行操作调整,这势必带来控制的盲目性和不确定性。专家系统、模糊技术、神经网络等人工智能技术正是解决这类问题的有力工具。 目前,对烧结过程检测和控制的研究,大多是针对生产工艺中的某一个环节,着眼于烧结全过程的整体控制方案的研究较少。中南工业大学范晓慧博士提出了一种适合烧结过程特点的以碱度为中心的烧结矿化学成分控制和以透气性为中心的烧结状态控制的总体控制方案,将数学模型与知识模型相结合,建立了烧结过程控制的专家指导系统,控制指导的准确率在80%以上,并且针对烧结过程大滞后性的特点,研究了超前预报烧结矿碱度的方法,应用于生产实践。 在我国实际烧结生产流程中,还存在一些控制的盲点,如烧结终点的控制。由于终点无法直接检测,而且涉及的因素众多,几乎所有的原料参数、操作参数和状态参数都会直接或间接对终点状态产生影响。改变机速来调整终点的操作又会带来如给料机转速、环冷机速度、板式给矿机速度以及铺底料槽料位、混合料槽料位改变等一系列的相应变化,控制不当将会导致烧结过程更大的波动。对这样难于控制的环节,仍然用人工方法凭主观判断和调节,给烧结生产带来很大的不稳定性。但是,烧结终点对烧结产量、质量和能耗的密切关系又使得人们无法忽视终点控制的作用,终点控制适宜且保持稳定,不仅能保持烧结过程稳定,而且能保证有效利用烧结面积,在保证质量的同时把握提高产量的时机,降低能源消耗。目前对烧结终点控制的研究要解决的问题是准确判断、提前预报和设计适宜的控制策略。中南工业大学正致力于解决这一难题,开发烧结终点的智能控制系统。 据报道,正在开展的研究工作还有基于神经网络的机尾断面图像补偿;烧结机点火器燃烧模糊控制;烧结机料层厚度的智能控制。利用核辐射进行烧结工艺外配燃料的计量控制;用过程决策程序图法控制烧结矿品位,利用灰色理论预测烧结矿化学成分等。 (三)研究和应用的条件 目前,比较突出的一个问题是企业对过程检测和自动控制的重视不够。虽然烧结自动控制对于烧结生产的重要意义日益显著,但是在实际应用中,并没有受到应有的重视。运用先进的控制方法服务于烧结行业,还需要各烧结企业发扬勇于实践的精神,改变老观念,增大科研投入,积极与高等院校及科研单位合作,加快科研成果向实际生产力的转化。 烧结集散型控制系统的应用使我国的烧结生产结了“眼观一手动”的局面,过程的检测和自动控制上了一个台阶,起到了减小生产波动,提高生产率和烧结矿品质,降低能耗和劳动强度的效果。但与国外先进烧结企业的自动检测和控制水平相比,还存在很大差距。研制用于过程检测的新型仪器,运用人工智能技术和先进的控制方法开发适合我国烧结生产实际的控制系统,并应用于实践,提高我国烧结行业的整体水平,已成为烧结领域的生产管理者和科研人员共同的努力方向。