西溝石灰石塊粉均衡性技術(shù)研究

趙學(xué)敏 張麗宙

（1.酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司信息自動(dòng)化分公司;2.甘肅西溝礦業(yè)有限公司）

甘肅西溝礦始建于1959年，是酒鋼集團(tuán)宏興鋼鐵股份公司的石灰石原料基地，同時(shí)為周邊水泥廠、電廠、鋁廠提供石灰石原料。因市場(chǎng)總體對(duì)塊狀（+10 mm）石灰石礦的需求更大，而現(xiàn)場(chǎng)塊礦率只有48.1%，多余的粉礦需倒運(yùn)至他處銷售，在滿足塊礦需求的情況下每年需倒運(yùn)35萬(wàn)t以上的粉礦，這不但會(huì)增加生產(chǎn)成本，而且影響銷售額。因此，西溝礦迫切需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝。

1 生產(chǎn)現(xiàn)狀

生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采用兩段破碎—篩分工藝，粗碎反擊破前礦石的塊礦率約為73.6%，反擊破產(chǎn)品的塊礦率為58.3%，塊礦率下降15.3個(gè)百分點(diǎn)；中碎圓錐破產(chǎn)品的塊礦率為52.5%，塊礦率下降5.8個(gè)百分點(diǎn)，篩子壽命期的平均塊礦率為48.1%。

2 影響西溝礦綜合塊礦率的因素

2.1 溜井因素

A系統(tǒng)2條溜井深400 m，生產(chǎn)過(guò)程中往往因采場(chǎng)溜井灌礦過(guò)程和下游生產(chǎn)工序不匹配，常出現(xiàn)溜井空高過(guò)高，礦石入溜井時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊力，造成礦石塊礦率降低［1］。

2.2 重板給料機(jī)因素

重板給料機(jī)給料出口尺寸為1 800 mm×1 500 mm，運(yùn)行頻率20～22 Hz，給礦量780～830 t/h，給礦速度較慢，輸送的物料集中，進(jìn)入反擊破的物料厚度較大，影響反擊破的生產(chǎn)能力及效率。

2.3 反擊破因素過(guò)度破碎

進(jìn)入反擊破的礦石插入深度較小，而物料插入轉(zhuǎn)子深度是影響生產(chǎn)能力的主要因素，而轉(zhuǎn)子入料速度是影響插入深度的關(guān)鍵因素，因此，物料進(jìn)入轉(zhuǎn)子的速度對(duì)產(chǎn)量的影響極大［2-3］。

2.4 露天礦多排孔爆破

露天礦多排孔（3排以上）爆破容易造成礦石爆破過(guò)程中的過(guò)粉碎，致使塊礦率降低。

3 工藝改進(jìn)方向

3.1 溜井口改進(jìn)

采場(chǎng)超標(biāo)大塊礦石進(jìn)入溜井造成溜井下口堵礦、膠帶下料口堵塞、膠帶劃傷、破碎機(jī)及重板給料機(jī)堵礦等問(wèn)題，影響生產(chǎn)組織。因此，必須對(duì)溜井口進(jìn)行改進(jìn)，即在溜井口加裝格篩，控制超標(biāo)大塊入溜井。

在溜井口加裝格篩，溜井直徑6 m，所以選用9 m×9 m規(guī)格的格篩，為降低安裝及檢修難度，該格篩采用3塊3 m×9 m的格篩拼接而成。格篩表面為雙金屬?gòu)?fù)合耐磨鋼板，下部采用16Mn制作的工字主梁；中間加立板，立板立面做耐磨處理，上部有分散裝置，采用高強(qiáng)耐磨合金制作。當(dāng)高空礦石落下時(shí)，分散裝置可以有效地緩沖礦石對(duì)格篩的沖擊，同時(shí)礦石在撞擊分散裝置的過(guò)程中，在自身沖擊力作用下破碎后落入溜井，減少大塊礦石堵塞格篩的幾率。

3.2 加裝溜井測(cè)深裝置

溜井測(cè)深采用最原始的測(cè)繩、投擲石子等方法進(jìn)行，此方法無(wú)法準(zhǔn)確判斷溜井料位高度和存礦量，經(jīng)常造成井空、堵塞等生產(chǎn)事故，生產(chǎn)損失巨大。值班人員經(jīng)常至溜井口進(jìn)行測(cè)量，溜井空高數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)時(shí)掌握，給溜井配礦帶來(lái)很大難度；集控室人員無(wú)法實(shí)時(shí)掌握溜井空高，對(duì)于下線生產(chǎn)無(wú)法發(fā)出準(zhǔn)確指令，導(dǎo)致下線生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行，造成勞動(dòng)生產(chǎn)力的極大浪費(fèi)。

為解決上述問(wèn)題，在溜井口架設(shè)VEGA雷達(dá)料位計(jì)，測(cè)量距離最遠(yuǎn)100 m，精度2 cm，分辨率1 mm，響應(yīng)速度毫秒級(jí)。控制系統(tǒng)采用西門(mén)子S7-1200系列PLC，設(shè)置下限報(bào)警，下線報(bào)警設(shè)2個(gè)報(bào)警閾值，控制器根據(jù)設(shè)置閾值對(duì)料位進(jìn)行實(shí)時(shí)判斷，當(dāng)料位觸發(fā)相應(yīng)閾值時(shí)，控制通過(guò)繼電器輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)，對(duì)聲光報(bào)警器進(jìn)行報(bào)警控制。

搭建無(wú)線網(wǎng)橋，溜井和值班室S7-1200 PLC通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)與無(wú)線網(wǎng)橋連接，溜井PLC與休息室PLC通過(guò)機(jī)旁無(wú)線網(wǎng)橋經(jīng)西山頭無(wú)線中轉(zhuǎn)基站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，保證采場(chǎng)區(qū)域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋，不受采場(chǎng)采掘面變化的影響?？刂葡到y(tǒng)采用西門(mén)子S7-1200系列PLC，主控器采用CPU1214集成以太網(wǎng)及DP接口。通過(guò)手持終端或PC終端實(shí)時(shí)監(jiān)控所有溜井空高，便于值班長(zhǎng)和調(diào)度人員組織、協(xié)調(diào)生產(chǎn)，減少各溜井井空和堵塞事故的發(fā)生。

3.3 改進(jìn)重板給料機(jī)，提高運(yùn)行頻率

對(duì)重板給礦機(jī)上部進(jìn)料口進(jìn)行部分封堵，進(jìn)料口寬度保持不變，使用40 mm鋼板將進(jìn)料口的長(zhǎng)度由3.4 mm縮小到1.4 m。入料口縮小后，重板給礦機(jī)出料高度由以前的1.8 m降低到1.1 m，單位距離礦石量降低38.9%。保持重板給礦機(jī)的落料點(diǎn)在重板給礦機(jī)距機(jī)頭4/5處，使重板給料機(jī)給料均勻。將運(yùn)行頻率調(diào)整到26～28 Hz，提高物料進(jìn)入反擊破轉(zhuǎn)子的速度和物料插入轉(zhuǎn)子的深度。

3.4 加裝預(yù)篩裝置

重板給料機(jī)至反擊破加裝小型棒狀條篩，礦石在進(jìn)入反擊破前先進(jìn)行預(yù)篩分，將小于140 mm的礦石通過(guò)條篩直接進(jìn)入A1膠帶，減少符合中破要求的塊礦的破碎次數(shù)，增加塊礦率。

重板給料機(jī)至反擊破溜槽距離為2.6 m，內(nèi)部寬度為1.48 m。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝條件，可安裝長(zhǎng)度為2 m的條篩?？紤]到篩條的固定、檢修、更換的方便，條篩上下兩端使用50 mm厚的開(kāi)φ125 mm通孔的鋼板固定。條篩制作使用120 mm圓鋼，篩條上間距為200 mm，下間距為250 mm，篩縫從上到下逐漸變大（圖1），可防止礦石在篩條之間被卡，從而起到防止堵塞的作用。同時(shí)，篩條采用插裝式安裝，方便日后更換篩條，檢修時(shí)，每根篩條可單獨(dú)取出。條篩下部高于反擊破料口20 mm，防止礦石下落過(guò)程中堆積。

在基準(zhǔn)平臺(tái)上（反擊破后方）開(kāi)鑿一800 mm×800 mm的漏料口，開(kāi)鑿出的料口四周使用10 mm鋼板防護(hù)，在內(nèi)部安裝12 mm耐磨襯板，對(duì)外側(cè)護(hù)板進(jìn)行保護(hù)。料口開(kāi)鑿位置見(jiàn)圖2，料口結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

基準(zhǔn)平臺(tái)上下2部分溜槽全部采用10 mm鋼板做主體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部安裝12 mm低合金鋼板做耐磨襯板，整體采用焊接方式連接。下部料口與反擊破下料口對(duì)接，中部再制作緩沖板，減小礦石下落勢(shì)能。篩下的小粒積礦直接通過(guò)反擊破下料口進(jìn)入A1皮帶。

4 改進(jìn)效果

通過(guò)實(shí)施上述改進(jìn)措施，不僅塊礦率提高到53.5%（部分測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1），而且有效地解決了生產(chǎn)過(guò)程中的各種堵礦問(wèn)題，大大提高的生產(chǎn)的穩(wěn)定性，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到提高。

5 結(jié)論

針對(duì)甘肅西溝石灰石塊礦（+10 mm）率低，影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了一系列技術(shù)改造，主要措施包括溜井口改進(jìn)、加裝溜井測(cè)深裝置、改進(jìn)重板給料機(jī)、加裝預(yù)篩裝置等。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)改造，不僅塊礦率由改造前的48.1%提高至53.5%，而且有效地解決了生產(chǎn)過(guò)程中的各種堵礦問(wèn)題，大大提高的生產(chǎn)的穩(wěn)定性，勞動(dòng)生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益都得到了提高。

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