一種新型封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置特點(diǎn)及應(yīng)用

王亞偉，劉 浩， 蒲繼承

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401122；2.中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，上海 200940)

隨著原料貯存技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，封閉式原料場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生，封閉式原料場(chǎng)從環(huán)保節(jié)能、降低物料損耗、防凍、物料貯量等方面在很大程度上克服了露天原料場(chǎng)所存在的一些問題和不足。隨著國際國內(nèi)對(duì)資源、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求的不斷重視，對(duì)原料場(chǎng)污染控制要求和標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，封閉式原料場(chǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)尤為凸顯。目前已發(fā)布實(shí)施的《關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》也均要求鐵精礦、煤、焦炭、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、石灰石、白云石、鐵合金、鋼渣、脫硫石膏等塊狀或粘濕物料，應(yīng)采用密閉料倉或封閉料棚等方式儲(chǔ)存。在國內(nèi)外的諸多鋼鐵廠均采用了封閉式原料場(chǎng)。

長型封閉料場(chǎng)是指物料經(jīng)膠帶輸送機(jī)從頂部輸入，經(jīng)小型堆料設(shè)備進(jìn)行卸料和堆料作業(yè)，采用門市、半門式或橋式刮板取料機(jī)進(jìn)行取料作業(yè)，根據(jù)物料品種和生產(chǎn)需要，可將料堆沿橫向和縱向進(jìn)行分格堆存，對(duì)物料進(jìn)行分類堆存和管理，因物料分格形似字母“C”，業(yè)內(nèi)稱之為C型料場(chǎng)[1]。

目前長型封閉貯料場(chǎng)以其貯量大和適合多品種分格貯存的優(yōu)點(diǎn)，而得到越來越廣泛的應(yīng)用和推廣，但因其受料場(chǎng)本身工藝和刮板取料機(jī)結(jié)構(gòu)限制，其輸出系統(tǒng)僅能在單側(cè)各布置一條料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)，極大制約了該型式料場(chǎng)的推廣和應(yīng)用。本文介紹的一種封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置，其可以根據(jù)需要在單側(cè)取料設(shè)備的下方布置兩條(三條或四條)料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)，從而解決該形式料場(chǎng)在更大貯量和更多品種工況下的料場(chǎng)輸出需求，從而將該型式料場(chǎng)貯量大和適合多品種貯存的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮。其成功應(yīng)用也將大大推動(dòng)長型封閉貯料場(chǎng)的推廣和應(yīng)用。

1 一種新型封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1.1 傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)及其輸出工藝布置

傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)有B型、C型、D型和E型等多種型式，本文所指的封閉料場(chǎng)主要指C型封閉料場(chǎng)。

傳統(tǒng)的C型封閉料場(chǎng)土建部分主要包括中間擋墻、橫向隔墻、卸礦車平臺(tái)和廠房等；工藝設(shè)備主要包括頂部輸入卸礦車、輸入膠帶機(jī)以及兩側(cè)布置于地面的刮板取料機(jī)和地面輸出膠帶機(jī)等。其中，中間擋墻沿料場(chǎng)長度方向布置，橫向隔墻則垂直于中間擋墻布置，從而將料條沿長度方向分成一定數(shù)量的貯料格，橫向隔墻的數(shù)量可根據(jù)物料品種數(shù)和貯存時(shí)間確定[2]。其料場(chǎng)平面和斷面布置如圖1和圖2所示。

圖1 傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)斷面圖

圖2 傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)平面圖

從圖1和圖2可以看出，傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)受料場(chǎng)本身工藝和刮板取料機(jī)結(jié)構(gòu)限制，兩側(cè)僅能各布置一條料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)，但當(dāng)物料品種比較多且料場(chǎng)貯量又比較大時(shí)，兩側(cè)各布置一條輸出膠帶機(jī)已無法滿足其正常生產(chǎn)的輸出需求，需要新增料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)。因此，若要充分發(fā)揮這種形式料場(chǎng)的貯量大和適應(yīng)多品種物料貯存的優(yōu)點(diǎn)，增加料場(chǎng)輸出系統(tǒng)便成為一個(gè)亟待解決的問題。

1.2 新型封閉料場(chǎng)輸出工藝布置的特點(diǎn)

新型封閉料場(chǎng)工藝布置其關(guān)于封閉料場(chǎng)本體及輸入系統(tǒng)的布置均與傳統(tǒng)的封閉料場(chǎng)相同，主要區(qū)別在于料場(chǎng)輸出工藝布置。其工藝平面和斷面布置如圖3和圖4所示。

新型封閉料場(chǎng)工藝布置可根據(jù)工藝需求在料場(chǎng)任意單側(cè)的取料設(shè)備的落料溜槽下方且沿料場(chǎng)的橫向平行布置有呈兩排并列設(shè)置的n條圖4所示的料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)，其n為大于1小于5的自然數(shù)，即可取2，3，4中的任意一個(gè)數(shù)值。本工藝布置的料場(chǎng)采用雙跨式，對(duì)于封閉料場(chǎng)的單側(cè)，取料設(shè)備將封閉料場(chǎng)內(nèi)的料取出后，在擋料沿的位置處，通過取料設(shè)備溜槽，將物料分別輸送至呈兩排并列式地面的料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)之一和之二；封閉料場(chǎng)的另一側(cè)按此對(duì)稱布置，從而實(shí)現(xiàn)封閉料場(chǎng)多輸出系統(tǒng)的工藝布置；除此之外，還可根據(jù)工藝布置或料場(chǎng)輸出系統(tǒng)作業(yè)率需求，將料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)之一和/或之二斷開，布置成四條或三條料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)，兩兩分別由兩端輸出，形成單側(cè)四條或三條輸出系統(tǒng)的輸出工藝布置，同理，另一側(cè)也是，最終可形成8條或6條輸出膠帶機(jī)系統(tǒng)，滿足不同封閉料場(chǎng)的輸出需求。

圖3 新型封閉料場(chǎng)斷面圖

圖4 新型封閉料場(chǎng)平面圖

新型封閉料場(chǎng)工藝布置的取料設(shè)備，可根據(jù)工藝需求設(shè)置兩臺(tái)及兩臺(tái)以上，每臺(tái)取料設(shè)備和兩排的輸出膠帶機(jī)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可根據(jù)工藝需要，靈活設(shè)置為一對(duì)一(僅設(shè)落料溜槽為單通溜槽)或一對(duì)二(落料溜槽須設(shè)置為三通溜槽)。

新型封閉料場(chǎng)工藝布置的設(shè)置在同側(cè)的兩臺(tái)或多臺(tái)取料設(shè)備共用頂部上軌道和地面下軌道，其共用的頂部上軌道位于上方的平臺(tái)上，共用的地面下軌道位于最外側(cè)料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)的外側(cè)。

新型封閉料場(chǎng)工藝布置中，為保證同側(cè)的兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的取料設(shè)備能互為備用，沿封閉料場(chǎng)長度方向設(shè)置的擋料沿為同樣的外形。同時(shí)，為保證取料設(shè)備取料后能向地面的料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)供料，擋料沿須延伸至接近地面兩條料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)的中心處，且高度方向相應(yīng)加高，以保證落料溜槽的角度，防止堵料。

1.3 新型封閉料場(chǎng)輸出工藝布置的優(yōu)勢(shì)

(1)可實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)本體多條線路同時(shí)輸出，特別適用于現(xiàn)有露天料場(chǎng)的在線環(huán)保封閉改造。根據(jù)目前推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放要求，塊狀或粘濕物料應(yīng)采用密閉料倉或封閉料棚等方式儲(chǔ)存。對(duì)于大部分待改造的露天料場(chǎng)，其和各用戶的接口繁多且供料線路較長，同時(shí)現(xiàn)有各供料輸出膠帶機(jī)的能力也已確定，若要滿足生產(chǎn)，唯有通過配置和原有供料膠帶機(jī)能力匹配的料場(chǎng)輸出設(shè)備，而同時(shí)其數(shù)量也要滿足料場(chǎng)輸出的作業(yè)率要求，才能在滿足生產(chǎn)的同時(shí)，又能降低工程投資。否則，就要加大料場(chǎng)輸出設(shè)備的能力，則其下游的所有料場(chǎng)輸出膠帶機(jī)能力均要相應(yīng)增加，相應(yīng)建構(gòu)筑物的均要重新核算并進(jìn)行加固或擴(kuò)建，不僅投資巨大，且要停產(chǎn)改造，無法真正實(shí)現(xiàn)原料場(chǎng)的在線環(huán)保改造。因此，該新型封閉料場(chǎng)輸出工藝布置在現(xiàn)有露天料場(chǎng)的在線環(huán)保封閉改造的優(yōu)勢(shì)凸顯。

(2)布置緊湊，占地小，更能充分發(fā)揮封閉料場(chǎng)貯量大物料品種多的優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的封閉料場(chǎng)雖然也有占地小的優(yōu)勢(shì)，其雖然可以實(shí)現(xiàn)較大的貯量，但由于其輸出線路有限，使得貯存的物料不能按用戶所需取出供料，其貯量僅僅是靜態(tài)的幾何貯量，不是能夠利用的動(dòng)態(tài)可操作貯量。當(dāng)所貯存的物料品種較多時(shí)，其不同品種間切換時(shí)則需要更多的取料設(shè)備和輸出線路，此時(shí)傳統(tǒng)的封閉料場(chǎng)較少的輸出線路難以實(shí)現(xiàn)。唯有該新型封閉料場(chǎng)輸出工藝既可以實(shí)現(xiàn)貯量大品種多的需求，又能滿足供料線路的作業(yè)率需求，較傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)明顯。

(3)同側(cè)布置的多條輸出線路及多臺(tái)取料設(shè)備間可以實(shí)現(xiàn)互為備用。傳統(tǒng)的封閉料場(chǎng)單側(cè)布置1條地面輸出膠帶機(jī)和1臺(tái)或2臺(tái)取料設(shè)備，隨取料設(shè)備2臺(tái)間可以互為備用，但由于地面輸出膠帶機(jī)僅1條，當(dāng)其故障時(shí)，整個(gè)供料線路就無法供料。而該新型封閉料場(chǎng)輸出工藝的單側(cè)地面輸出膠帶機(jī)有多條，取料設(shè)備也可以設(shè)置多臺(tái)，使得取料設(shè)備和輸出線路都有備用，特別是當(dāng)物料品種比較多，取料設(shè)備平料占用較多作業(yè)時(shí)間時(shí)，取料設(shè)備和輸出線路間的互為備用則顯得尤為重要，該新型封閉料場(chǎng)輸出工藝布置就能實(shí)現(xiàn)該功能，使得料場(chǎng)向用戶的供料更加有保障。

(4)同側(cè)布置的多條輸出線路及多臺(tái)取料設(shè)備既充分發(fā)揮了傳統(tǒng)封閉料場(chǎng)貯量大的優(yōu)點(diǎn)，又成功解決了料場(chǎng)刮板取料機(jī)走行線路長、輸出線路數(shù)少、品種切換頻繁、輔助作業(yè)繁重等問題，特別是多線路輸出和多臺(tái)取料設(shè)備同跨同側(cè)布置，使得取料設(shè)備和輸出線路的能力不至于過大，為半門架刮板取料機(jī)的國產(chǎn)化創(chuàng)造了有利條件，目前已成功實(shí)現(xiàn)封閉料場(chǎng)半門架刮板取料機(jī)的國產(chǎn)化，打破了國外供貨商在該領(lǐng)域的長期壟斷局面，有著極其深遠(yuǎn)地影響和意義，極大地降低了封閉料場(chǎng)在取料設(shè)備上的投資。

2 應(yīng)用實(shí)踐

2.1 某鋼廠應(yīng)用實(shí)例

某鋼廠采用的該新型封閉料場(chǎng)輸出工藝布置進(jìn)行料場(chǎng)在線環(huán)保改造，封閉料場(chǎng)跨度約90 m，長約650 m，主要貯存燒結(jié)用粉礦，封閉料場(chǎng)內(nèi)部共設(shè)置2條輸入線路和2臺(tái)堆料設(shè)備，單側(cè)各設(shè)置2條輸出線路和2臺(tái)半門架刮板取料機(jī)，共計(jì)4條輸出線路和4臺(tái)半門架刮板取料機(jī)，輸出系統(tǒng)及取料設(shè)備能力與料場(chǎng)改造前的供料系統(tǒng)能力相匹配，均為2 500 t/h，其中半門架刮板取料機(jī)為首次采用國產(chǎn)設(shè)備。

目前該料場(chǎng)及其輸出系統(tǒng)已成功投運(yùn)近2年，單側(cè)各兩條輸出線路的工藝布置，使得該料場(chǎng)的大貯量和多品種特點(diǎn)得以充分發(fā)揮，既節(jié)約了用地，又最大限度地降低了對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)的影響，成功實(shí)現(xiàn)了露天料場(chǎng)的在線環(huán)保封閉改造。

其料場(chǎng)本體工藝平和斷面分別如圖5和圖6所示。

2.2 料場(chǎng)內(nèi)外實(shí)景

料場(chǎng)內(nèi)部和外部實(shí)景照片分別如圖7和圖8所示。

3 存在問題及改進(jìn)方法

(1)由于長形封閉料場(chǎng)的工藝布置特點(diǎn)，由于料堆貯量大，堆高較高，由于落差加大，堆料初期堆放鋪地料時(shí)，物料落地反彈形成二次揚(yáng)塵，造成落料點(diǎn)四周揚(yáng)塵較大。但隨著堆高增加，由此產(chǎn)生的揚(yáng)塵將逐漸減少[2]。針對(duì)該揚(yáng)塵問題，除考慮堆料機(jī)配備微霧抑塵裝置外，同時(shí)考慮在料堆區(qū)域增設(shè)射霧器抑塵，射霧器的具體安裝位置可結(jié)合所輸送的物料的水分以及堆料時(shí)具體產(chǎn)塵點(diǎn)的位置，考慮設(shè)置料堆的兩側(cè)網(wǎng)殼立柱附近或刮板取料上軌道平臺(tái)或橫向隔墻上，射霧器的安裝不得影響刮板取料設(shè)備的正常運(yùn)行和日常的點(diǎn)檢需求；為到達(dá)理想的抑塵效果，要求微霧抑塵的霧滴粒徑≤30 μm，射霧器工作考慮在堆料設(shè)備運(yùn)行前提前開啟，并在堆料設(shè)備停止堆料后延遲停機(jī)，以達(dá)到理想的抑塵效果(見圖9)。

圖5 封閉料場(chǎng)工藝平面圖

圖6 封閉料場(chǎng)工藝斷面圖

圖7 料場(chǎng)內(nèi)部實(shí)景圖

圖9 增設(shè)射霧器抑塵

(2)由于單側(cè)料堆下方各設(shè)置兩條或多條輸出膠帶機(jī)，為保證取料設(shè)備至地面取料膠帶機(jī)的溜槽角度，兩側(cè)燕尾墻須有一定的高度，從而保證溜槽的角度避免堵料。具體工程可結(jié)合所貯存的物料特點(diǎn)，對(duì)兩側(cè)燕尾墻的高度進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，在保證取料設(shè)備溜槽角度的同時(shí)，最大程度地降低工程的土建投資。

(3)同所有采用刮板取料機(jī)取料的封閉料場(chǎng)一樣，刮板取料機(jī)在平料時(shí)，其對(duì)應(yīng)的地面取料膠帶機(jī)須同步運(yùn)行，以保證平料時(shí)所刮取的少量物料能通過膠帶機(jī)輸送至相應(yīng)的供料系統(tǒng)。對(duì)于地面設(shè)置多條地面取料膠帶機(jī)的，當(dāng)其對(duì)應(yīng)的刮板取料設(shè)備在同時(shí)平料且所平物料品種相同時(shí)，為降低能耗，減少其對(duì)應(yīng)的下游供料膠帶機(jī)同步運(yùn)行的能耗，可考慮僅運(yùn)行相應(yīng)的地面取料膠帶機(jī)，然后考慮將這些地面取料膠帶機(jī)的所輸送的少量平料引起的少量物料進(jìn)行河流，從而避免下游供料膠帶機(jī)同時(shí)運(yùn)行運(yùn)輸少料物料而引起的能耗。

4 總 結(jié)

本文所述的一種封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置，真正解決了封閉料場(chǎng)的貯量滿足要求但其輸出系統(tǒng)無法滿足工藝需求的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是目前封閉式貯料場(chǎng)越來越多地應(yīng)用，其貯量需求也越來越大，而如何將這么大貯量的封閉料場(chǎng)在貯存的同時(shí)也滿足向各用戶的供料輸出需求，顯得尤為重要。

本文所述的一種封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置正是解決了這一難題，成功解決了傳統(tǒng)C型封閉料場(chǎng)的刮板取料機(jī)走行線路長、輸出線路少、物料品種切換頻繁引起的輔助取料作業(yè)繁重等重大難題，從而使得封閉式貯料場(chǎng)的貯量大和多品種適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)得以充分發(fā)揮，有著極為廣泛的應(yīng)用前景。該封閉料場(chǎng)輸出系統(tǒng)工藝布置的成功投運(yùn)勢(shì)必會(huì)大大推動(dòng)長型封閉貯料場(chǎng)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用，助力刮板取料設(shè)備全面國產(chǎn)化的同時(shí)，也將助力鋼鐵行業(yè)全面實(shí)現(xiàn)超低排放的進(jìn)程。