關(guān)于提高混勻礦穩(wěn)定率的幾點(diǎn)實(shí)踐經(jīng)驗及措施探討

朱琦

摘 要：本文以漢鋼公司中和料場混勻系統(tǒng)生產(chǎn)近兩年的實(shí)踐及混勻礦穩(wěn)定率提高所采取的措施進(jìn)行歸納，同時就后續(xù)生產(chǎn)過程需要改進(jìn)的問題進(jìn)行探討，更高效更穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)混勻作業(yè)。

關(guān)鍵詞：混勻礦；穩(wěn)定率；工藝；質(zhì)量；配料；操作

隨著鋼鐵產(chǎn)能過剩、三去一降一補(bǔ)、各鋼企需要挖潛降耗降本贏得生存空間。為了降低原料費(fèi)用，配置滿足冶煉條件的混勻礦，各鋼企先后配置混勻料場和中和料場，目的是對來自不同產(chǎn)地、不同成分甚至是缺陷礦的含鐵原料進(jìn)行混勻而達(dá)到TFe、SiO2成分均勻穩(wěn)定、低成本的經(jīng)濟(jì)爐料。

漢鋼公司為了降低生產(chǎn)成本，合理發(fā)揮鐵路運(yùn)輸便利經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，興建中和料場于2013年底投入運(yùn)行，通過不斷的摸索、實(shí)踐，質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)節(jié)節(jié)攀升，混勻礦穩(wěn)定率從最初的60%達(dá)到目前的98%以上，本文就近兩年混勻質(zhì)量穩(wěn)定及提高的實(shí)踐經(jīng)驗和穩(wěn)定措施進(jìn)行探討。

1 中和料場生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)能力、工藝流程簡介

1）漢鋼中和料場用戶規(guī)模見表1。

2）進(jìn)中和料場貯存原燃料品種及規(guī)模：主要原燃料見表2。

3）中和料場系統(tǒng)組成：主要包括受料設(shè)施、焦炭料場、一次料場、混勻設(shè)施、供料設(shè)施等

4）中和料場生產(chǎn)系統(tǒng)工藝流程及混勻生產(chǎn)工藝流程。（1）中和料場生產(chǎn)工藝系統(tǒng)流程：按照三進(jìn)兩出（進(jìn)礦、煤、焦；出混勻礦和燃料）的要求對整個進(jìn)入中和料場各系統(tǒng)物料進(jìn)、存、配、出的平衡；混勻料成分穩(wěn)定，確保中和料質(zhì)量；生產(chǎn)組織順暢，確保用戶生產(chǎn)無斷料、無混料；現(xiàn)場環(huán)境干凈整潔、物質(zhì)有序、標(biāo)識明晰。（2）中和料場混勻工藝流程：一次料場對來自火車翻車物料和汽車來料經(jīng)膠帶輸送至斗輪機(jī)，進(jìn)行單種物料混勻堆取作業(yè)?；靹蚺淞霞盎靹蚨讶×瞎に嚵鞒蹋喊凑丈a(chǎn)配比從一次料場用斗輪機(jī)取料作業(yè)進(jìn)入對應(yīng)的料倉，按設(shè)定好的配比進(jìn)行配料，經(jīng)過膠帶輸送至堆料機(jī)進(jìn)行堆料作業(yè)堆至混勻大棚內(nèi)，采用一堆一取的方式生產(chǎn)作業(yè)，堆垛好的混勻礦用取料機(jī)取料后經(jīng)管帶機(jī)輸送至燒結(jié)一次配料系統(tǒng)。

2 混勻“定起點(diǎn)、定中點(diǎn)”生產(chǎn)實(shí)踐及措施

根據(jù)近幾年生產(chǎn)實(shí)際配比分析匯總存在以下特點(diǎn)：1）受來料量影響，原料種類復(fù)雜且多，最多時達(dá)8種及以上；2）產(chǎn)地多：進(jìn)口（澳礦、巴礦、南非礦）、國內(nèi)以及陜西周邊礦；3）缺陷礦多：高硫、高硅、高鈦以及堿金屬有害元素的礦；4）來料不穩(wěn)定采購供應(yīng)不上情況時有發(fā)生。以上導(dǎo)致配料生產(chǎn)難以組織，質(zhì)量很難控制。但是經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐不斷摸索，混勻礦質(zhì)量穩(wěn)步提升，穩(wěn)定率由投產(chǎn)初期的60%達(dá)到目前的98%以上，并在98%穩(wěn)定率的情況下，TFe和SiO2的指標(biāo)絕對值也逐步趨于穩(wěn)定且無異常的波動，為燒結(jié)生產(chǎn)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。指標(biāo)情況如下：

2.1 2016-2017年生產(chǎn)工藝控制指標(biāo)情況對比

通過以上指標(biāo)可以看出混勻生產(chǎn)穩(wěn)定向好且質(zhì)量指標(biāo)穩(wěn)步提升，通過近幾年生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)如下工藝質(zhì)量控制措施。

2.2 混勻生產(chǎn)工藝質(zhì)量控制措施

2.2.1 物料配比及方式

料倉中間置換保證放空，不能混料；料倉之間置換原則：品種與料倉相對應(yīng)，但料倉之間的置換不能大于四種，否則生產(chǎn)組織困難。存料大原則：八個倉按四種料存放，高品位料、粗粒料、粉狀物料、回收含鐵物料、成分波動較大的原料，配料平均分配。每兩個倉為一個料種。汽車配料系統(tǒng)可以存放小料種或回收含鐵原料。按此進(jìn)行配料保證放料順序使之在槽下圓盤切出料在皮帶分層混合。

8個大倉儲存大物料種，6個小倉汽車配料小料種或除塵灰，物料配比混勻以生產(chǎn)技術(shù)部門下達(dá)的正式配比通知，各料倉存儲對應(yīng)物料進(jìn)行配料和堆料，經(jīng)配料皮帶上至堆料機(jī)進(jìn)入混勻料場堆料。

2.2.2 堆料方式及生產(chǎn)組織

1）一次料場通過堆料機(jī)進(jìn)行“眾”字形堆料或魚鱗狀堆料，堆料時下面一層的尖正好為上面一層的地，尖部粒度細(xì)，底部粒度粗，這樣就能保證一次混勻，然后用斗輪機(jī)進(jìn)行階梯式取料。不同料種物料堆放間距或料條保證1.5米的間距防止混料。

2）混勻料場的混勻堆料是原料混勻的關(guān)鍵工序，混勻料是預(yù)配料室通過電子稱自動按料比配料進(jìn)槽下皮帶到混勻料場，采取“變起點(diǎn)定終點(diǎn)”的“人”字形堆料。橋式斗輪沿著堆料截面截取混勻料，一堆堆料，一堆取料，交替使用。混勻料場堆料層數(shù)予以控制2400-3200（堆料層數(shù)=堆料機(jī)往返次數(shù)*配料圓盤個數(shù)）可以明顯提高混勻效果。

3）堆取料方式：按一定配比經(jīng)配料皮帶初次混勻上堆料機(jī)一層一層堆料，控制堆料料尖中心偏移及懸臂俯仰變化的調(diào)整；取料從斷面垂直取料和橫向移動，在配料室配料上料先開尾部物料放料直至前面?zhèn)}口的物料，每一種物料在膠帶上先混料，經(jīng)堆料后物料充分混合均勻。

2.2.3 混勻達(dá)到效果以及影響因數(shù)防止措施

1）效果：混勻后到燒結(jié)進(jìn)行生產(chǎn)，達(dá)到預(yù)配效果，保證成分質(zhì)量穩(wěn)定；有利于周邊小批次物料的使用；優(yōu)化流程組織，提高料場混勻料預(yù)配效果，穩(wěn)定原料成分，提高生產(chǎn)能力。

2）影響因數(shù)防止措施；（1）合理設(shè)置原料物堆順序，減少因粒度偏析引起的大堆物料成分波動。（2）提高大堆物料混勻效果。（3）合理配置除塵灰、氧化鐵皮和鋼渣粉的堆料方式及混勻效果（大顆粒物料偏析）受堆料的層數(shù)影響。（4）合理設(shè)置一次料場大堆物料堆放順序和間距，堆放原則：同一產(chǎn)地的粗粉若TFe相差2%以上，SiO2相差1%以上時及分類堆放。同一產(chǎn)地的鐵精粉若TFe相差1%以上，SiO2相差0.5%以上時也進(jìn)行分類堆放；國內(nèi)精粉按SiO2相近原則分類堆方按三級標(biāo)準(zhǔn)<4%；4-6%；6-8%堆放>。

2.3 生產(chǎn)組織及控制措施實(shí)踐經(jīng)驗

2.3.1 卸車入倉或進(jìn)一次料場物料生產(chǎn)組織

接進(jìn)站物料車皮指令后，原料確認(rèn)品種、通過軌道衡檢斤、取樣化驗無誤后進(jìn)行翻車作業(yè)，由確認(rèn)人員發(fā)出翻車指令并提前確認(rèn)卸料進(jìn)入料場或入倉的物料運(yùn)輸線路都已開啟方可翻車卸車然后入倉或進(jìn)入一次料場，禁止混料或翻板不到位而打錯料。

2.3.2 一次料場至混勻料場物料輸送生產(chǎn)組織

物料進(jìn)入一次料場后按工藝要求進(jìn)行布料歸堆，在一次料場兩側(cè)各六堆料條堆料間隔距離至少1.5m，，每堆一個品種禁止混料，同一品種按“眾”字形堆料，防止物料偏析。按工藝配比由斗輪取料機(jī)取料進(jìn)入配料室的倉內(nèi)按品種放入1-8號倉，按工藝配比進(jìn)行配料，經(jīng)圓盤、電子稱和混勻堆料機(jī)按“人”字形堆料，每層厚度均勻，按一堆一取的方式作業(yè)，半邊堆滿至設(shè)計高度約13米然后堆另外半邊，堆滿的一堆即可取料。兩垛之間間距和堆料每層厚度控制且厚度均勻。

2.3.3 配料堆料生產(chǎn)組織

1）備料。大配比的物料用5-8#倉、小配比物料用1-4#倉，除塵灰用9、10、11#倉，其余做為小料種備用倉，9-14#倉采用汽車提料，為了確保下料均勻和減少揚(yáng)塵，要求除塵灰入倉前進(jìn)行加濕。為確保料倉下料均勻，要求倉內(nèi)存料下限為倉位的1/2，補(bǔ)倉原則是：低于存料下限時要及時補(bǔ)倉。

2）混料。根據(jù)配料單上的配比，當(dāng)班工長在主控室控制終端設(shè)定好配料參數(shù)，由于下料量信號是通過皮帶秤采集，皮帶秤和圓盤給料機(jī)聯(lián)鎖，皮帶秤采集的流量信號和設(shè)定值進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果反饋信號，控制圓盤給料機(jī)轉(zhuǎn)速，最終確保給料量保持動態(tài)穩(wěn)定，達(dá)到配料要求。

3）堆料。在混勻棚內(nèi)開始堆料時，懸臂調(diào)整到最低位置，懸臂前面的導(dǎo)料筒角度調(diào)大，確保與地面垂直，且落料中心線在正中。堆料機(jī)運(yùn)行速度控制在20m/min范圍內(nèi)。料流量控制在1000t/h范圍內(nèi)。確保每層厚度不大于4cm，堆料作業(yè)時采用“定起點(diǎn)、變終點(diǎn)”的“人”字形堆料。根據(jù)料垛高度隨時調(diào)整懸臂角度和導(dǎo)料筒角度，始終保持料垛中心線不偏移。每個料垛高度為13m，料層約320層（堆料實(shí)際層數(shù)按參與圓盤切除原料品種計算料層數(shù)在2400-3200層）。

4）混料生產(chǎn)過程中存在的主要問題及控制措施。（2）存在問題：原料品種較多，成分波動較大；周邊小料種較多，一次料場堆放場地不能很好的有效利用，兩臺斗輪機(jī)作業(yè)時會互相影響，存在堆放的物料有時無法取料的情況，且存在間歇性取料，無法保證配料的連續(xù)性；一次料場為露天料場，雨季生產(chǎn)水分波動大；投產(chǎn)初期設(shè)備故障較多。（2）控制措施實(shí)踐經(jīng)驗：①建立工長負(fù)責(zé)制的生產(chǎn)管理模式。精簡管理環(huán)節(jié)，實(shí)行扁平化管理，四個工段實(shí)行四班三倒，工長嚴(yán)格把控關(guān)鍵環(huán)節(jié)。②規(guī)范物料堆放、提高一次料場利用率和斗輪機(jī)的作業(yè)率、嚴(yán)格執(zhí)行補(bǔ)倉規(guī)定。根據(jù)進(jìn)廠原料結(jié)構(gòu)、成分，制定合理的堆放方案，盡可能降低堆放品種，根據(jù)成分相近原則進(jìn)行品種合并堆放，對斗輪機(jī)的取料作業(yè)創(chuàng)造條件，盡可能將大配比物料通過斗輪機(jī)取料進(jìn)入配料倉，確保取料粒度均勻，避免大塊物料進(jìn)入配料系統(tǒng)；汽配倉只作小料種配料用（如除塵灰、氧化鐵皮等）。在運(yùn)行過程中嚴(yán)密監(jiān)控倉位，確保倉位在合理狀態(tài)，倉位低于警戒狀態(tài)時及時補(bǔ)倉，避免倉位過低（特別是大配比物料），造成壓力過低、流量提不起來，從而影響配料。③規(guī)范除塵灰的管理。對除塵灰在倉前堆放場地規(guī)范加濕，確保濕度均勻，保證流量平穩(wěn)。及時騰空、清理除塵灰倉，避免長時間存放而形成結(jié)塊、粘倉，影響系統(tǒng)運(yùn)行。④嚴(yán)格堆料機(jī)的規(guī)范操作。從走行速度、懸臂俯仰角度、導(dǎo)料筒角度上進(jìn)行控制。保證堆料層數(shù)、落料中心線符合要求，有效降低混勻料的成分偏析。⑤做好配料設(shè)備維護(hù)，確保設(shè)備正常運(yùn)行。對混勻礦質(zhì)量影響較大的設(shè)備故障主要是配料皮帶秤的不準(zhǔn)確和生產(chǎn)過程圓盤轉(zhuǎn)速與稱運(yùn)行相一致的觀察調(diào)整，杜絕出現(xiàn)“跑空”現(xiàn)象；每次系統(tǒng)停機(jī)或檢修完稱后時都要校秤。并對配料設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，清理設(shè)備衛(wèi)生，確保配料準(zhǔn)確。⑥配料造堆過程連續(xù)穩(wěn)定控制：做好整個配料系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)，減少開停機(jī)次數(shù)，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；配料圓盤下料切出料的順序規(guī)范，防止出現(xiàn)“錯頭” “搭接頭”的情況和流量穩(wěn)定控制。⑦一次料場取料過程水分控制：重點(diǎn)規(guī)范取料方式“臺階式截面取料”，保證入倉料水分波動，以及料堆頂、底部含水量變化調(diào)控措施和雨季物料入倉操作控制措施。

從規(guī)范操作、設(shè)備保障嚴(yán)肅工藝紀(jì)律和設(shè)備穩(wěn)定、流量控制入手，規(guī)范單料種造堆、配料配比執(zhí)行、堆料取料關(guān)鍵工序控制和流量穩(wěn)定入手，由簡至難，攻關(guān)一項，穩(wěn)定一項。在14至15年度，指標(biāo)大幅度提高，穩(wěn)定率在97%以上且指標(biāo)與國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)數(shù)值一致進(jìn)行目標(biāo)控制。為了更好的滿足燒結(jié)生產(chǎn)，減少TFe、SIO2絕對值偏差和成分波動幅度趨穩(wěn)，從16年攻關(guān)實(shí)施“變起點(diǎn)、定終點(diǎn)”的堆料方式。

3 混勻堆料“變起點(diǎn)、定終點(diǎn)”生產(chǎn)實(shí)施方案及效果

1）實(shí)施方案：制定了“變起點(diǎn)、定終點(diǎn)”實(shí)施方案，確定以變8個起點(diǎn)，從第一朵開始逐步完善穩(wěn)定起點(diǎn)間距和高度；優(yōu)化配料工藝管理和監(jiān)督，嚴(yán)肅工藝紀(jì)律；對混勻倉位和圓盤進(jìn)行了科學(xué)、合理的調(diào)配，確保配料槽切出的物料在膠帶上鋪平以及層數(shù)，禁止出現(xiàn)“錯頭”“搭接頭”情況；“避峰就谷”用電生產(chǎn)模式對混勻影響防止措施，降低流量，堆料行走速度控制和增加混勻料層數(shù)；設(shè)備設(shè)施保證；配料設(shè)備的調(diào)校等方面進(jìn)行控制。

2）“變起點(diǎn)、定終點(diǎn)”堆料實(shí)踐取得效果：混勻礦質(zhì)量的穩(wěn)定在98.6%以上、全鐵、二氧化硅波動幅度值逐步減小，波動趨于穩(wěn)定降低，為燒結(jié)生產(chǎn)打下堅實(shí)基礎(chǔ)和提供可靠保障，也成為降本的有效途徑，通過變起點(diǎn)、定終點(diǎn)的實(shí)踐，混勻礦質(zhì)量穩(wěn)定提高，鐵、二氧化硅波動得到有效控制。

4 混勻礦穩(wěn)定提高實(shí)踐成效及有效控制措施

4.1 合理利用和發(fā)揮一次料場的初混效果

一次料場作為整個物料集儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)和輸送的大本營，在科學(xué)、合理、有序的將物料儲存后，堆料采取橫弧走行與魚鱗型、眾字形兩種堆料方式結(jié)合，在堆料過程中控制流量，使物料在堆料過程中增加混勻度和粒度偏析；取料過程采用階梯截面取料，進(jìn)一步增加初混效果。

4.2 合理優(yōu)化混勻圓盤的調(diào)配

根據(jù)配料單和物料種類，主要物料利用大倉搭小倉的方法，保證下料的穩(wěn)定和配比要求，預(yù)留部分空倉用于發(fā)生緊急情況時配料；通過對圓盤的合理調(diào)配，保證了混勻系統(tǒng)的穩(wěn)定。

4.3 加強(qiáng)操作管理和皮帶秤調(diào)校：

1）對混料工藝和存在的問題進(jìn)一步梳理調(diào)整，加強(qiáng)人員操作管理，嚴(yán)格按規(guī)程操作，制定“一班三查”檢查制度；

2）通過電子設(shè)備和現(xiàn)場操作的結(jié)合，關(guān)注圓盤物料實(shí)際下料量與配比理論下料數(shù)值的差值，對超過差值范圍的圓盤皮帶秤及時校驗；

3）嚴(yán)格按照配比控制配料流量，每小時流量控制在700-1000噸以內(nèi)。

4.4 對圓盤設(shè)備改造，提高設(shè)備的利用率

在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行未能達(dá)到理想效果，鑒于配料倉大小不一，下料量不一，針對每個圓盤加裝擋料板，收縮護(hù)幫皮，使物料落料處于正常范圍內(nèi)；通過“一班三查”檢查情況，及時對皮帶電子秤的運(yùn)行情況進(jìn)行關(guān)注，定期對存在問題進(jìn)行整改。

4.5 通過對混勻堆料機(jī)運(yùn)行速度的控制增加混勻料層數(shù)

鑒于前期混勻礦質(zhì)量含鐵、二氧化硅波動大的問題，通過近2年來的總結(jié)，一是調(diào)整混勻堆料機(jī)運(yùn)行速度，使行走速度由13m/min提高至18m/min，混料層數(shù)得到有效增加；二是根據(jù)物料配比情況、物料成分、混料量、下道工序的實(shí)際需要，對每個混勻垛的堆料情況提前進(jìn)行規(guī)劃，通過場地大致將每個混勻垛分為三部分組成，在混勻垛三分之一時流量控制在700噸/小時；在三分之二時流量控制在800噸/小時；超過三分之二以上時流量控制在900噸/小時；主要是隨著料垛高度的增加，物料的落差增大，導(dǎo)致粉礦的落料不穩(wěn)定，通過這樣改變之后，混勻料垛有以前的280層/垛提高到現(xiàn)在的340層/垛以上，減少顆粒偏析，含鐵、二氧化硅成分得到了有效的控制和穩(wěn)定。

4.6 關(guān)注原料水分變化對混料的影響

一次料場是露天堆放物料，雨季生產(chǎn)的水分波動控制；堆尖、堆底的水分變化均會影響混勻礦質(zhì)量，因此調(diào)整取料方式和配比微調(diào)可以達(dá)到一定效果。

4.7 堆料作業(yè)過程料腳的清理管理

堆料過程因物料粒度大小不一在造堆過程造成大顆粒物料在料腳處堆積，隨著垛位加大部分大顆粒偏析進(jìn)入堆垛內(nèi)，每班必須及時清理。

4.8 取料過程規(guī)范操作管理

取料因截面垂直截取和橫向移動，在堆垛腳處移動速度和取料量控制，取料機(jī)要兩頭變向時有一定的延時，通過變速調(diào)整控制料流量和吃進(jìn)量。

5 混勻工藝生產(chǎn)發(fā)展方向及完善提升措施

隨著礦產(chǎn)資源減少及原料成本壓力，各鋼企想方設(shè)法從原料結(jié)構(gòu)優(yōu)化上下功夫，加大各種原料甚至缺陷礦的使用量，因此原料混勻工藝質(zhì)量研究也會持續(xù)下去，也會嘗試各種方法去優(yōu)化配比，保證成分穩(wěn)定滿足高爐冶煉要求。

5.1 混勻工藝生產(chǎn)發(fā)展方向

1）原料品種會向多品種、多樣化方向走，目的是優(yōu)化爐料結(jié)構(gòu)，降低原料成本，混勻生產(chǎn)工藝質(zhì)量控制會越來越復(fù)雜，因此各環(huán)節(jié)的操作控制必須精益化。

2）料場工藝控制自動化程度會越來越高，數(shù)字化料場是必然發(fā)展趨勢。優(yōu)化生產(chǎn)組織、優(yōu)化生產(chǎn)組織流程和高效生產(chǎn)是大的目標(biāo)方向。

3）配料設(shè)備設(shè)施及檢測化驗精度提高，是個配比更加精確，化驗數(shù)據(jù)的及時性為堆垛過程質(zhì)量控制調(diào)整切實(shí)起到指導(dǎo)作用。

5.2 完善提升措施

模塊或存取單元法堆料推行實(shí)施：隨著自動化程度提高和檢化驗自動設(shè)備的運(yùn)用，即可實(shí)施該方法，即先設(shè)好混勻料的成分目標(biāo)值，然后把一堆料分成幾個階段布料，堆料時自動取樣機(jī)沒4min取一次樣，將化驗結(jié)果與目標(biāo)值對比，在下一階段布料時對比進(jìn)行調(diào)整。將一堆料分成4個階段布料，解決了原料品種多，成分波動大各堆料作業(yè)帶來的困難，使生產(chǎn)處于較好的受控狀態(tài)，保證中和料原料成分穩(wěn)定。通過堆取料機(jī)自動化、工控機(jī)與主控聯(lián)系起來，遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作，再在一次料場沒有混料現(xiàn)象，才能有效提高混勻效果；混勻配料是提高混勻效果的關(guān)鍵，混勻配料自動控制系統(tǒng)對提高原料混勻質(zhì)量其關(guān)鍵作用，自動取樣機(jī)能真實(shí)反映配料后混勻料的化學(xué)成分，為新工藝推行提供保障。

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