關(guān)于取裝線配料作業(yè)的技術(shù)小結(jié)及淺析

惠先剛

摘要：本文結(jié)合唐山曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司實(shí)現(xiàn)港口配料作業(yè)的實(shí)際情況，詳細(xì)闡述了以取裝線為基礎(chǔ)進(jìn)行配料的作業(yè)模式及核心控制理論，并對(duì)該配料模式進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，對(duì)疏港前配料工藝的實(shí)現(xiàn)有著重要意義。

關(guān)鍵詞：配料 混礦 取裝 動(dòng)態(tài)稱量

1 背景及工藝介紹

國外兩處大型礦山分別生產(chǎn)A和B兩種鐵礦石，兩種礦石的含鐵量基本一致，但A類鐵礦石某元素含量超標(biāo)，幾乎無法用于冶煉，B類中該元素含量較低，且應(yīng)用極為廣泛。若將兩種鐵礦石混合銷售，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但兩處礦山相距較遠(yuǎn)，選擇終端用戶集中地區(qū)的港口進(jìn)行混料作業(yè)成為最佳選擇。另一方面，鋼廠對(duì)鐵礦石進(jìn)行冶煉時(shí)，需要將多種鐵礦石按一定的比例配比后使用，該混合過程若能在疏港前實(shí)現(xiàn)， 同樣可以節(jié)省大量成本，并在資源配置方面有著較高的社會(huì)效益。

2014年我公司分別對(duì)堆卸線和取裝線進(jìn)行了配料作業(yè)試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)了以取料機(jī)、皮帶機(jī)、裝車樓等取裝設(shè)備為基礎(chǔ)的配料粗加工工藝，完成配料任務(wù)60萬噸，開創(chuàng)了全國港口系統(tǒng)混礦作業(yè)模式的先河。

我公司一期碼頭原有取裝線作業(yè)流程為：?jiǎn)闻_(tái)取料機(jī)→單線皮帶機(jī)→裝車樓→火車，由此實(shí)現(xiàn)了物料由堆場(chǎng)到火車的疏港過程。經(jīng)過設(shè)備改造及多方協(xié)作，新增配料作業(yè)流程為：兩臺(tái)取料機(jī)→雙線皮帶機(jī)→單線皮帶機(jī)→裝車樓→汽車→配料堆場(chǎng)。改造內(nèi)容主要涉及到皮帶機(jī)控制聯(lián)鎖、取料機(jī)協(xié)作控制聯(lián)鎖、裝車樓汽車裝車控制；協(xié)作上主要是以原有火車疏港流程為基礎(chǔ)，在物料到達(dá)裝車樓后，由裝填火車變成了裝填汽車，之后再通過汽車轉(zhuǎn)運(yùn)到堆場(chǎng)配料專用區(qū)域，并經(jīng)挖掘機(jī)械聚攏成垛的過程。

[R1][R2][BQ1][BQ2][T7][T8][MQ2][MQ1][BZ11][T9導(dǎo)料槽][BZ11][T10漏斗][BZ12][T11及裝車樓裝車]

圖1 配料流程示例（R-取料機(jī) Q、Z-皮帶 T-轉(zhuǎn)接塔）

2 核心控制說明

單機(jī)取料改造為雙機(jī)協(xié)作配料的核心內(nèi)容是物料的稱量及混勻。

表面上看兩臺(tái)取料機(jī)同時(shí)吃進(jìn)等量物料，再由皮帶機(jī)將兩種等量的物料通過漏斗完全混勻是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的過程。實(shí)際情況卻是不同料垛的形狀差異和不同司機(jī)的取料節(jié)奏差異，導(dǎo)致了兩臺(tái)取料機(jī)不可能完全實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間的同一流量；同時(shí)，兩臺(tái)取料機(jī)相對(duì)位置的差異，也導(dǎo)致了兩個(gè)料流到達(dá)裝車樓存在著一定的時(shí)間差：當(dāng)兩臺(tái)大機(jī)相對(duì)位置達(dá)到240米時(shí)，料流時(shí)間差達(dá)到60秒，流經(jīng)物料超過60噸，而用以倒貨的卡車每車載重為55噸。因此，我們引入了動(dòng)態(tài)稱量及控制的理念。

首先根據(jù)兩臺(tái)取料機(jī)的相對(duì)位置進(jìn)行計(jì)算，差值除以皮帶速度為兩臺(tái)取料機(jī)啟動(dòng)和結(jié)束的時(shí)間差，用以實(shí)現(xiàn)流程開始和結(jié)束時(shí)料流同時(shí)抵達(dá)裝車樓。其次，監(jiān)控皮帶機(jī)瞬時(shí)流量，每30秒為1個(gè)調(diào)整周期，用以協(xié)調(diào)兩臺(tái)取料機(jī)的吃料節(jié)奏。再次，通過對(duì)比監(jiān)控兩臺(tái)取料機(jī)的總累積量，每150秒為1個(gè)調(diào)整周期，用以保證配比的精準(zhǔn)度。通過這些周期性的動(dòng)態(tài)控制，來確保每個(gè)小段的調(diào)整周期內(nèi)，兩種料流及物料總量在限制范圍內(nèi)波動(dòng)，并保持動(dòng)態(tài)上的平衡。

物料混勻方面，主要是依靠現(xiàn)有流程中附帶的混勻效果來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有流程中，兩種料流首先在轉(zhuǎn)接塔導(dǎo)料槽處疊合，然后經(jīng)皮帶機(jī)傳送到3個(gè)轉(zhuǎn)接塔漏斗進(jìn)行類似于翻滾法的動(dòng)態(tài)混合，最終在緩沖倉、定量倉、溜槽完成以百噸為單位的局部物料混合。傳輸流程結(jié)束后，被混勻的料流再經(jīng)汽車裝卸到堆場(chǎng)專用區(qū)域，并由挖掘機(jī)械聚攏成垛：這是一個(gè)類似于堆錐法的整體混勻過程。由此，兩種物料在輸送過程中即達(dá)到了比較理想的混勻效果。

3 小結(jié)與淺析

經(jīng)過實(shí)際作業(yè)跟蹤及進(jìn)一步的細(xì)節(jié)調(diào)整，以取裝流程為基礎(chǔ)的配料作業(yè)工藝達(dá)到并超出了貨主的預(yù)期要求，實(shí)現(xiàn)了疏港前的混礦作業(yè)，對(duì)礦業(yè)資源的合理分配具有重要意義。

數(shù)據(jù)跟蹤顯示，我公司以新配料工藝首次配料253720噸為截止時(shí)，除去裝載火車等正常停機(jī)時(shí)間后，用時(shí)共約6天，其中包括故障處理及設(shè)備周期檢修維護(hù)時(shí)間約1天。以此計(jì)算出的平均作業(yè)流量為2114噸/小時(shí)，年產(chǎn)能可達(dá)近兩千萬噸。

另外，根據(jù)新配料工藝流程的運(yùn)行情況，還有一些問題需要解決。技術(shù)參數(shù)方面，首次配料作業(yè)是根據(jù)1：1配比要求完成的，當(dāng)使用其他比例進(jìn)行配料時(shí)，目前所使用的瞬時(shí)料流比例限制及分時(shí)段累積量監(jiān)測(cè)控制工藝仍需進(jìn)一步調(diào)整。同時(shí)，以人機(jī)界面為主的自動(dòng)化操作、動(dòng)態(tài)稱重精準(zhǔn)度等需進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化。流程調(diào)配方面，堆場(chǎng)頭部的疏港通道寬度較窄，倒運(yùn)混合物料的卡車和疏港車輛相向行駛，導(dǎo)致堵車的現(xiàn)象也需要調(diào)整。

目前，新增的配料模式滿足了貨主對(duì)于兩種物料混勻的要求，但是否可以擴(kuò)展到給鋼廠配料，理論數(shù)據(jù)仍不完善。一方面，尚未確定貨主或鋼廠對(duì)物料混勻的精準(zhǔn)度究竟達(dá)到何種程度，另一方面，港口配料模式是否可以滿足鋼廠的原料準(zhǔn)備工序仍需考證。