中鋼使用NI產(chǎn)品,，將對環(huán)境的影響最小化，增加產(chǎn)能,、降低成本,。

"我們的解決方案能夠明顯有效地提高人員安全保障、節(jié)約能源,、減少二氧化碳排放量,，并增加產(chǎn)量。"

                                                                                                    ------ 王智中, 中國鋼鐵股份有限公司

挑戰(zhàn):
為了提高燒結(jié)工廠的產(chǎn)能,，我們需要采用一種有效的漏氣檢測方式,，以探測漏氣量以及漏氣來源，并分析漏氣數(shù)據(jù),，作為燒結(jié)臺車定期檢修更換的依據(jù),。

解決方案:
采用聲壓麥克風，在空氣噪音學和NI軟硬件的基礎(chǔ)上,，開發(fā)檢測系統(tǒng),，快速檢測臺車的漏氣情況，達到節(jié)能,、減碳,、增產(chǎn)以及提升品質(zhì)的目標。

作者:
王智中- 中國鋼鐵股份有限公司
Dr. Wang Chih-Chung - China Steel Corporation (Taiwan)

煉鐵廠主要提供煉鋼時所需的鐵水和原材料,，而煉焦爐與燒結(jié)工廠分別供應(yīng)高爐煉鐵所需的煉鐵原料,，焦碳和燒結(jié)礦。燒結(jié)工廠主要生產(chǎn)燒結(jié)礦,，它是高爐煉鐵的原料,。其主要制作過程是將各種鐵礦石(Iron Ore)、助熔劑(Flux如石灰石),、焦碳屑(Coke Breeze)等原料按規(guī)定比例混合,，經(jīng)勻拌滾筒加水攪拌造粒后，送至燒結(jié)廠進行煅燒,。燒結(jié)完成的燒結(jié)礦經(jīng)軋碎篩選后,，5~50mm合格粒度的燒結(jié)礦會送至高爐作為煉鐵的主要原料。

燒結(jié)廠面臨的困難

燒結(jié)過程中一項重要的檢測燒結(jié)狀況好壞的指標是燒結(jié)透氣性（JPU）,。生成過程中透氣性的好壞,，則是取決于排氣系統(tǒng)的通風量。燒結(jié)機是排氣系統(tǒng)中最直接與原料接觸且最容易發(fā)生漏氣的部位,。

燒結(jié)機結(jié)構(gòu)由多個燒結(jié)臺車組成,，每部臺車前后的密封裝置與臺車橫梁底部和風箱側(cè)邊堅硬的金屬材質(zhì)平板接觸。為了防止與鋒利的燒結(jié)料摩擦，進而產(chǎn)生刮痕和漏氣,，燒結(jié)過程中需留有一定的膨脹空間,。一旦燒結(jié)機臺車發(fā)生漏氣，將導(dǎo)致通風量減少,，直接造成粒子難以形成,，降低燒結(jié)礦的產(chǎn)量。

完好的燒結(jié)臺車沒有漏氣狀況,，排氣系統(tǒng)的風扇負擔較低，用電量較少,。對于發(fā)生漏氣的燒結(jié)臺車,，風扇必須以較高的轉(zhuǎn)速來維持一定的通風量，此時驅(qū)動風扇的馬達會提供較高的驅(qū)動電流,，因而消耗較多的電量,。為了提高燒結(jié)工廠的產(chǎn)能，我們需要采用一種有效的漏氣檢測方式,，以探測漏氣量以及漏氣來源,，并分析漏氣數(shù)據(jù)，作為燒結(jié)臺車定期檢修更換的依據(jù),。

以往的漏氣檢測方法

以往我們依靠人力在燒結(jié)機操作過程中進行檢測,，人員必須長時間暴露在高粉塵及高噪音（約90-110分貝）的環(huán)境下，利用自己的眼力,、聽力作出判斷,。然而，漏氣來源可能是料面或臺車本身等各個不同的部位,，人力難以追蹤漏氣發(fā)生的地方,。

以往我們依靠人力在燒結(jié)機操作過程中進行檢測，人員必須長時間暴露在高粉塵及高噪音（約90-110分貝）的環(huán)境下,，利用自己的眼力,、聽力作出判斷。然而,，漏氣來源可能是料面或臺車本身等各個不同的部位,，人力難以追蹤漏氣發(fā)生的地方。

以往我們依靠人力在燒結(jié)機操作過程中進行檢測,，人員必須長時間暴露在高粉塵及高噪音（約90-110分貝）的環(huán)境下,，利用自己的眼力、聽力作出判斷,。然而,，漏氣來源可能是料面或臺車本身等各個不同的部位，人力難以追蹤漏氣發(fā)生的地方。

為何選用NI產(chǎn)品

IT的價值在于能將分析問題予以定性和定量,，達到將問題視覺化呈現(xiàn)的目的,。在搭建燒結(jié)臺車漏氣時，我們必須知道如何識別漏氣現(xiàn)象,，如何識別不同的漏氣形態(tài)并量化其影響程度,，且基于計算性維護及工作能力考量，如何選擇最需要維護的臺車,。

在選擇信號采集和分析儀器平臺上,，我們則需要考慮平臺編程語言的方便性、計算能力,、硬件溝通性及長期使用下的可靠性等因素,。NI針對各種不同測量需求推出各種可靠的模組化硬件，搭配NI LabVIEW與各種函數(shù)工具箱,，可以快速開發(fā)靈活,、高整合度的自定制系統(tǒng)，能夠完全滿足以上考量需求,。該系統(tǒng)結(jié)合聲音陣列,、RFID技術(shù)與NI-PXI平臺，為自動化漏氣測試系統(tǒng)提供了一個良好的解決方案,。

解決方案介紹

我們采用聲壓麥克風,，在空氣噪音學的基礎(chǔ)上，開發(fā)最佳檢測法則,，以檢測臺車的漏氣情況,。同時利用陣列架構(gòu)，全方位檢測臺車每個部位的漏氣情況,，再搭配NI PXI機箱,、PXI-8106嵌入式控制器和PXI-4472動態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊來進行數(shù)據(jù)采集。我們將LabVIEW作為開發(fā)平臺,，加速檢測及驗證方法的可行性,，并檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。提供即時臺車漏氣信息,，通過適當?shù)木S護,，達到節(jié)能、減碳,、增產(chǎn)及提升品質(zhì)的目標,。

測試結(jié)果

我們將開發(fā)完畢的自動化測試系統(tǒng)置于中鋼一號燒結(jié)廠中，測試并記錄各臺臺車的漏氣情況,。我們依照測量結(jié)果對漏氣情況最嚴重的20臺臺車進行檢修,，獲得了良好的結(jié)果。定修前的平均產(chǎn)量為6205頓/日，定修后平均產(chǎn)量為6292頓/日,，產(chǎn)量約增加87頓/日,，平均產(chǎn)率約增加0.65%。

燒結(jié)臺車系統(tǒng)除定期檢修時間外,，24小時不斷運作,，因此我們僅對20臺臺車進修了檢修，產(chǎn)量就有明顯提升,。在固定產(chǎn)量目標下,，減少燒結(jié)臺車的漏氣，試圖增加通過燒結(jié)臺車的有效風量,，可減少驅(qū)動燒結(jié)臺車風扇的負擔,，進而降低驅(qū)動風扇馬達的驅(qū)動電流。

改善前的耗電量為3282千瓦/小時,，改善后的耗電量約為3245千瓦/小時，由此平均每年可節(jié)省約54萬臺幣的電費,。而在整體燒結(jié)過程中,，以每度電會產(chǎn)生0.637公斤的二氧化碳計算，使用該系統(tǒng)后,，每年將可減少約198頓的二氧化碳排放量,。此外，低漏氣量將提高燒結(jié)礦的合格率,。因粒徑不合格而必須回收的燒結(jié)礦數(shù)量減少,，可降低回收成本并避免重復(fù)燒結(jié)所造成的能源浪費。

改善前的耗電量為3282千瓦/小時,，改善后的耗電量約為3245千瓦/小時,，由此平均每年可節(jié)省約54萬臺幣的電費。而在整體燒結(jié)過程中,，以每度電會產(chǎn)生0.637公斤的二氧化碳計算,，使用該系統(tǒng)后，每年將可減少約198頓的二氧化碳排放量,。此外,，低漏氣量將提高燒結(jié)礦的合格率。因粒徑不合格而必須回收的燒結(jié)礦數(shù)量減少,，可降低回收成本并避免重復(fù)燒結(jié)所造成的能源浪費,。

選擇NI軟硬件的益處

在此方案中，NI提供系統(tǒng)開發(fā)的咨詢及支持,，幫助我們加速開發(fā)及驗證整個綠色能源工程方案的可行性,，未來將導(dǎo)入此技術(shù)在其他燒結(jié)工廠使用。我們的解決方案能夠明顯有效地提高人員安全保障、節(jié)約能源,、減少二氧化碳排放量,，并增加產(chǎn)量。