綜合料場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)探討

文 明

(成渝釩鈦科技有限公司，四川內(nèi)江642469)

原料場(chǎng)是鋼鐵企業(yè)不可或缺的重要工序，承擔(dān)著鋼鐵企業(yè)95%以上的物料準(zhǔn)備及處理功能，是污染源之一。

20世紀(jì)60年代，我國(guó)有些鋼鐵企業(yè)的原料比較單純，大部分使用精礦，成分較穩(wěn)定，運(yùn)距又短，僅在鋼鐵廠內(nèi)設(shè)立帶蓋的精礦倉(cāng)庫(kù)而無專門的原料場(chǎng)。80年代初以寶鋼為先行者，中國(guó)一些鋼鐵企業(yè)相繼建設(shè)一批具有現(xiàn)代化水平的大、中型原料場(chǎng)，但幾乎全部為露天原料場(chǎng)。

近年來，隨著國(guó)家綠色鋼廠和智慧鋼廠的大力提倡和推進(jìn)，現(xiàn)代化環(huán)保、智能封閉原料場(chǎng)的建設(shè)既緊迫也必要。各鋼鐵企業(yè)迫切需要建設(shè)新型原料場(chǎng)替代露天原料場(chǎng)，或?qū)β短煸蠄?chǎng)進(jìn)行棚化、庫(kù)化的綠色升級(jí)改造，逐步達(dá)到國(guó)家對(duì)冶金企業(yè)環(huán)境治理的要求［1］。

“十二五”期間，多數(shù)鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)已形成一定規(guī)模，具備較為完整的生產(chǎn)工藝流程，基本實(shí)現(xiàn)管理集中化和裝備機(jī)械化，但距離真正意義上的環(huán)保智能化原料場(chǎng)還存在較大差距。同時(shí)，從整個(gè)鋼鐵行業(yè)看，中小型鋼鐵企業(yè)原料場(chǎng)仍處于國(guó)內(nèi)一般水平，特別是民營(yíng)企業(yè)，原料場(chǎng)多數(shù)還停留在初期簡(jiǎn)易落后水平。

1 原料場(chǎng)設(shè)計(jì)配置

成渝釩鈦原料場(chǎng)主要為新建的燒結(jié)和高爐服務(wù)，主要由受卸設(shè)施、一次料場(chǎng)、混勻料場(chǎng)、供料設(shè)施及水、電、風(fēng)、氣等公用輔助設(shè)施組成。其主要功能為貯存燒結(jié)礦、含鐵粉礦、焦粉、無煙煤、廠內(nèi)返料及其它副原料。所有物料進(jìn)場(chǎng)均為合格品，原料場(chǎng)內(nèi)未設(shè)置破碎篩分處理設(shè)施。年堆料量6.51萬噸，年混勻量7.01萬噸，年供料量16.43萬噸。工藝流程見圖1。

1.1 受卸系統(tǒng)

主要接受火車及廠內(nèi)、外汽車來料?；疖囀苄断到y(tǒng)主要與鐵路公司翻車機(jī)系統(tǒng)接軌。汽車受卸系統(tǒng)為2處地下汽車受料槽，年受卸量約為127萬噸。其中汽車受料槽SZ1布置有6個(gè)倉(cāng)，主要用于接收廠外自卸車運(yùn)來的原料和內(nèi)循環(huán)物料，為防止粉塵外逸設(shè)置有1套除塵系統(tǒng)，總風(fēng)量為192 000 m3/h，后來由于環(huán)保要求，在1#、2#返礦倉(cāng)安裝了一套自動(dòng)噴霧抑塵裝置。汽車受料槽SZ2布置有6個(gè)地下受料槽，用于接收參與混勻的云石粉和石灰石粉，為防止粉塵外逸設(shè)置有1套除塵系統(tǒng)，總風(fēng)量為211 200 m3/h，其兼顧混勻配料系統(tǒng)的除塵。

圖1 工藝流程圖

1.2 一次料場(chǎng)

主要承擔(dān)受卸系統(tǒng)來料的貯存及堆、取任務(wù)，共設(shè)有4個(gè)料條，料堆底寬40米，每個(gè)料條長(zhǎng)約420米，總堆場(chǎng)面積約11.76公頃。另外，在料場(chǎng)頭部布置了燃料防雨棚。一次料場(chǎng)配置了4臺(tái)斗輪堆取料機(jī)進(jìn)行物料堆、取作業(yè)(每條軌道上行走兩臺(tái)斗輪堆取料機(jī))。每隔20米設(shè)置1個(gè)噴水抑塵噴槍，考慮到內(nèi)循環(huán)雜料親水性差，揚(yáng)塵大，在內(nèi)循環(huán)雜料堆放點(diǎn)增設(shè)了4組噴槍進(jìn)行抑塵控制。后因回廠汽運(yùn)物資進(jìn)料場(chǎng)卸貨問題，在進(jìn)出料場(chǎng)口設(shè)置有2套洗車裝置，減少了貨車車輪揚(yáng)塵和礦粉的流失。2019年因國(guó)家環(huán)保高標(biāo)準(zhǔn)要求，在料場(chǎng)周邊建起了10米高的抑塵網(wǎng)，對(duì)風(fēng)沙季節(jié)料場(chǎng)的揚(yáng)塵起到了有效的抑制作用。

1.3 混勻料場(chǎng)

混勻料場(chǎng)主要作用是通過配料及混勻堆取作業(yè)，達(dá)到均勻和穩(wěn)定燒結(jié)含鐵原料。主要包括混勻配料槽、混勻配料系統(tǒng)、混勻堆場(chǎng)、混勻堆料機(jī)、混勻取料機(jī)等。堆場(chǎng)布置成一跨兩堆的形式。每個(gè)料堆貯量為10萬噸。配置1臺(tái)混勻堆料機(jī)進(jìn)行堆料作業(yè)，2臺(tái)雙向雙斗輪混勻取料機(jī)進(jìn)行取料作業(yè)。每隔20米設(shè)置1個(gè)噴水抑塵噴槍。在混勻配料槽上采用移動(dòng)式通風(fēng)槽，風(fēng)量230 800 m3/h，但由于卸灰和空壓機(jī)故障頻繁，該裝置一直處于閑置狀態(tài)。

1.4 供料系統(tǒng)

供料系統(tǒng)承擔(dān)運(yùn)輸物料的任務(wù)，包括原料場(chǎng)內(nèi)部供料、原料場(chǎng)向各用戶的供料及各用戶之間的供料，均采用帶式輸送機(jī)輸送。供料系統(tǒng)在供應(yīng)燒結(jié)礦、干返料及焦粉等作業(yè)時(shí)，揚(yáng)塵嚴(yán)重，2018年底新增設(shè)了1套除塵系統(tǒng)，風(fēng)量250 000 m3/h，但因管線布置不合理，除塵點(diǎn)偏多，除塵效果有限，崗位環(huán)境極差。

2 原料場(chǎng)環(huán)保、機(jī)械裝備情況

(1)原、燃料集中貯存、混勻加工和運(yùn)輸，采用高效率堆、取料設(shè)備進(jìn)行物料堆、取作業(yè)。

(2)原料場(chǎng)設(shè)置電控中心，各運(yùn)輸系統(tǒng)由電控中心集中控制，有關(guān)設(shè)備實(shí)行電氣聯(lián)鎖，采用PLC控制，LCD顯示各工藝系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況。

(3)采用自動(dòng)取樣裝置，提高試樣的代表性和正確率。

(4)通訊設(shè)施配置，各工藝設(shè)施均設(shè)有調(diào)度電話和系統(tǒng)廣播。

(5)為保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行，機(jī)上設(shè)有各種安全檢測(cè)裝置。

(6)環(huán)保設(shè)施配置，在各物料轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)采用抽風(fēng)除塵，一次料場(chǎng)各料堆采用噴灑水抑塵，帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)站采用灑水清掃地坪，污水集中處理后達(dá)標(biāo)排放。

3 智能化改造的問題探討

3.1 自然環(huán)境限制

料場(chǎng)為露天料場(chǎng)，未進(jìn)行棚化封閉，受天氣影響較大，設(shè)備作業(yè)環(huán)境較差，尤其是雨季，電氣、儀控設(shè)備故障較多，為保正常生產(chǎn)，取消了部分設(shè)備的檢測(cè)裝置，如跑偏檢測(cè)、打滑檢測(cè)，防堵檢測(cè)等，限制了智能化應(yīng)用，必須進(jìn)行棚化、封閉。

3.2 堆場(chǎng)影響

斗輪堆取料機(jī)的采用，大大縮短了堆取時(shí)間，提高了工作效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。但由于原料場(chǎng)受總圖地形限制，設(shè)計(jì)堆場(chǎng)偏小，堆存的原料品種多達(dá)14個(gè)，導(dǎo)致每個(gè)品種的堆場(chǎng)狹小，部分品種之間甚至無間距，無法實(shí)現(xiàn)回廠原料的混勻造堆功能，限制了智能化堆取料的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)智能化，堆場(chǎng)必須要大，品種要少，避免設(shè)備頻繁的往復(fù)動(dòng)作，減少故障。受地形限制，目前堆場(chǎng)無法進(jìn)行拓展，是改造的限制性環(huán)節(jié)。

3.3 含鐵廢物的腐蝕影響

智能化對(duì)設(shè)備和環(huán)境要求較高，不潔凈環(huán)境和軌道沉降導(dǎo)致車輛行走抖動(dòng)會(huì)使反光板靶位不準(zhǔn)，使定位檢測(cè)失去作用。料場(chǎng)屬于回填型料場(chǎng)，地基不穩(wěn)，沉降嚴(yán)重，是個(gè)難點(diǎn)；其次企業(yè)內(nèi)的循環(huán)雜料大部分進(jìn)了料場(chǎng)，除塵灰、污泥、氧化鐵皮，鋼渣等物質(zhì)，揚(yáng)塵大，腐蝕強(qiáng)，附著在設(shè)備上腐蝕設(shè)備，影響設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性。這部分物料必須遷出料場(chǎng)單獨(dú)進(jìn)行加工，才能為智能化料場(chǎng)創(chuàng)造條件。

3.4 膠帶機(jī)改造

膠帶機(jī)運(yùn)行存在諸多問題，不能實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行，勞動(dòng)效率低，生產(chǎn)中漏斗溜槽堵料、皮帶跑偏撒料，翻板卡阻，膠帶機(jī)輔助設(shè)施缺失，狀態(tài)監(jiān)測(cè)缺失，照明和監(jiān)控輔助設(shè)施缺失，要實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí)，膠帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)改造是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要從最基礎(chǔ)的地方入手，解決料斗堵塞，跑偏撒料、狀態(tài)監(jiān)控等難題，確保膠帶機(jī)系統(tǒng)的安全，最終實(shí)現(xiàn)無人值守，使崗位人員專注于設(shè)備設(shè)施的巡檢維護(hù)。

3.5 二次料場(chǎng)的改造

目前混勻料場(chǎng)的堆料機(jī)、取料機(jī)因堆場(chǎng)較長(zhǎng)，環(huán)境相對(duì)較好，具備智能化升級(jí)改造條件，可實(shí)現(xiàn)無人操作控制，但仍需考慮采用先進(jìn)的定位和測(cè)距技術(shù)對(duì)堆、取料機(jī)實(shí)施精確定位?？紤]到料場(chǎng)未進(jìn)行棚化改造，露天作業(yè)，設(shè)備故障高，還是應(yīng)考慮人工干預(yù)實(shí)施遠(yuǎn)程操控，防范出現(xiàn)較大安全事故［2］。

4 結(jié)語

(1)從國(guó)家環(huán)保態(tài)勢(shì)和超低排放政策要求看，未來必須對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行棚化升級(jí)改造。封閉料棚是現(xiàn)代綜合原料場(chǎng)最大亮點(diǎn)，其關(guān)鍵點(diǎn)在于大跨度料棚封閉技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與其經(jīng)濟(jì)合理性之間的平衡［1］，同時(shí)解決料場(chǎng)雨季生產(chǎn)的難題。

(2)從目前存在的人員年齡結(jié)構(gòu)老齡化及企業(yè)招工難問題，智能化料場(chǎng)升級(jí)改造是必然趨勢(shì)。

(3)內(nèi)循環(huán)含鐵廢料作為原料直接配入燒結(jié)工序，鐵資源處理方式比較粗糙，屬于粗放型利用，存在配料、混合困難等問題，且腐蝕強(qiáng)，揚(yáng)塵大，影響環(huán)保和設(shè)備的準(zhǔn)確檢測(cè)。料場(chǎng)智能化改造必須將這部分物料遷出料場(chǎng)，另尋地址進(jìn)行單獨(dú)加工處理，再進(jìn)入料場(chǎng)使用。