鋼鐵原料全流程自動(dòng)化質(zhì)檢技術(shù)應(yīng)用

喬永增 張 磊

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

鋼鐵原料全流程自動(dòng)化質(zhì)檢技術(shù)應(yīng)用

喬永增 張 磊

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司)

本文剖析了鋼鐵行業(yè)原料質(zhì)驗(yàn)取樣存在的問(wèn)題，闡述了全流程自動(dòng)化取樣技術(shù)的基本思路，并結(jié)合應(yīng)用介紹了原料全自動(dòng)智能取樣機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際效果。

鋼鐵原料 全自動(dòng)化質(zhì)檢

0 前言

鐵礦石和煤炭是鋼鐵生產(chǎn)的最重要原料,且其約占鋼的成本60%～70%。二十年來(lái)中國(guó)的高速發(fā)展，世界鋼鐵制造的重心已經(jīng)轉(zhuǎn)向中國(guó)家，中國(guó)鋼鐵工業(yè)緊緊抓住這一難得的機(jī)遇，大力調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，提升裝備優(yōu)勢(shì)，全面步入了品種質(zhì)量效益時(shí)期，每年鋼產(chǎn)量約8億噸。在經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的同時(shí)，嚴(yán)格把關(guān)進(jìn)廠原材料，是我們鋼鐵企業(yè)走品種質(zhì)量效益的第一步。

由于原料市場(chǎng)的混亂和供應(yīng)商質(zhì)量的參差不齊，在利潤(rùn)的驅(qū)使下，部分供應(yīng)商常常想方設(shè)法弄虛作假，牟取超額利潤(rùn)，給鋼鐵企業(yè)造成不可估量的損失。這就給鋼鐵企業(yè)進(jìn)廠原料的質(zhì)量驗(yàn)收管理提出了新的研究課題。

1 傳統(tǒng)質(zhì)檢方法簡(jiǎn)介

過(guò)去我國(guó)鋼鐵企業(yè)都是長(zhǎng)期處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下的大型國(guó)營(yíng)(國(guó)有)企業(yè)，和鐵礦、煤礦之間都是靠計(jì)劃調(diào)撥資源，可靠度非常高，不用重視質(zhì)量驗(yàn)收問(wèn)題，從而形成長(zhǎng)期傳統(tǒng)的原料質(zhì)檢模式。雖然轉(zhuǎn)型市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)十多年，但管理上總是存在一定的慣性，總體上變化不大。基本上采用下面的質(zhì)檢驗(yàn)收流程：

汽車、火車進(jìn)廠→人工鐵鏟取樣→計(jì)量檢斤→原料場(chǎng)落地取樣抽查→化驗(yàn)→結(jié)算。

從上面的流程可以看出：在計(jì)量檢斤環(huán)節(jié)很容易做到，比如軌道衡、皮帶稱等技術(shù)手段十分成熟。在原料場(chǎng)落地抽查難度很大，代表性很差，最多只能起到一點(diǎn)監(jiān)督的威懾作用?；?yàn)環(huán)節(jié)便于采取密編等措施集中監(jiān)控。人工取樣環(huán)節(jié)在現(xiàn)場(chǎng)、隨意性較大，就成為各單位質(zhì)量驗(yàn)收的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。雖然，各個(gè)鋼鐵廠都根據(jù)自己的實(shí)際，創(chuàng)造出了許許多多的辦法，隨時(shí)應(yīng)對(duì)各種異常情況，但整體上收效甚微。

2 全流程自動(dòng)化取樣技術(shù)的基本思路

為了克服人工取樣無(wú)法深入料層、代表性差、人為因素干擾等一系列缺點(diǎn)，利用現(xiàn)代化的機(jī)械動(dòng)力、智能控制等技術(shù)完成整個(gè)取樣過(guò)程，可以有效的克服上述缺點(diǎn)，還可以大大提高工作效率。

基本思路如下：在車輛經(jīng)過(guò)的路線上，通過(guò)龍門梁或天車橋方式架設(shè)機(jī)械取樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)汽車(火車)逐車取樣。機(jī)械取樣機(jī)由計(jì)算機(jī)控制，可以在整個(gè)車輛水平面范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)X-Y向二維自由行走[1]。同時(shí)，取樣機(jī)配置的動(dòng)力采樣頭(螺旋)可自由升降，實(shí)現(xiàn)Z向自由運(yùn)動(dòng)。從而使取樣機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛進(jìn)行整個(gè)三維定點(diǎn)取樣。其二，通過(guò)軟件結(jié)合相應(yīng)的取樣規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，由計(jì)算機(jī)編制隨機(jī)找點(diǎn)的智能取樣方案。其三，以智能取樣機(jī)為核心，完善并集成自動(dòng)縮分、制樣、樣品收集等附加功能，配合現(xiàn)場(chǎng)錄象監(jiān)控手段，形成一個(gè)科學(xué)合理、客觀公正、管理規(guī)范的現(xiàn)代化散裝原料綜合質(zhì)檢系統(tǒng)，徹底改變傳統(tǒng)質(zhì)量驗(yàn)收模式。其四，原料取樣設(shè)備操作人員，均集中在質(zhì)量檢測(cè)處辦公大樓的四位一體操作室，進(jìn)行遠(yuǎn)程取樣操作，取樣現(xiàn)場(chǎng)無(wú)操作人員值守，與取樣現(xiàn)場(chǎng)管理人員的語(yǔ)言溝通使用對(duì)講機(jī)，操作人與供戶遠(yuǎn)程分離，操作室有監(jiān)控設(shè)施，辦公電話，帶錄音功能。上述多個(gè)環(huán)節(jié)，能夠完全排除一切人為干擾。

3 生產(chǎn)應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

自2005年以來(lái)，安陽(yáng)鋼鐵股份公司推進(jìn)了“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，大高爐及配套設(shè)施建設(shè)，一大批大型裝備上馬投產(chǎn)，為了解決原料質(zhì)量驗(yàn)收取樣難題，先后在5道火車鐵道線翻車機(jī)前、四道汽車運(yùn)輸線上投運(yùn)了16套全自動(dòng)智能取樣機(jī)，全面實(shí)現(xiàn)了所有進(jìn)廠煤、鐵礦粉的機(jī)械采樣。進(jìn)廠原料全自動(dòng)取樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置如圖 1所示。

(a) 火車

(b) 汽車

圖 1 進(jìn)廠原料全自動(dòng)取樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置

系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)和功能：

(1)方式：橋式運(yùn)行螺旋采樣。

(2)全斷面采樣應(yīng)能深到車底并確保車輛安全，深度也可自行設(shè)定。

(3)具有車輛自動(dòng)定位功能，采樣點(diǎn)(點(diǎn)位及點(diǎn)數(shù))電腦隨機(jī)智能控制。

(4)采樣過(guò)程可全自動(dòng)控制/手動(dòng)控制，并記錄每次采樣操作的工作方式、相關(guān)參數(shù)、自動(dòng)采集車輛信息等，可隨時(shí)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)[2]。

(5)采樣速度：一單點(diǎn)的周期小于60秒。

(6)具有采樣器自動(dòng)清洗功能，杜絕混樣。

(7)采樣頭總成中的任何部件，其壽命不小于30 000次取樣。

(8)設(shè)備動(dòng)力應(yīng)能滿足板結(jié)料的取樣。

(9)設(shè)備應(yīng)具有自動(dòng)縮分、集樣、包裝噴碼等功能。

經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)運(yùn)行，先后完成精礦粉、煤等總量超過(guò)千萬(wàn)噸的原料驗(yàn)收取樣，在使用中根據(jù)實(shí)際情況，不斷探索、總結(jié)和改進(jìn)完善，總體大生產(chǎn)應(yīng)用效果是值得充分肯定的。在確?？茖W(xué)、客觀、公正方面是傳統(tǒng)作業(yè)方式所無(wú)法比擬的；同時(shí)，作業(yè)效率大大提高，完全滿足生產(chǎn)需要。值得在相關(guān)領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

在鋼鐵行業(yè)面臨生死攸關(guān)的困難時(shí)期，降低生產(chǎn)成本，有效杜絕劣質(zhì)原料對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的損害，保護(hù)自身合法利益，全自動(dòng)原料取樣技術(shù)為質(zhì)量驗(yàn)收把關(guān)提供了可靠的保證。

[1] 楊海龍，基于PLC的礦井提升機(jī)電控制系統(tǒng)的研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2004(6)：98

[2] 常永坤，張勝來(lái).機(jī)械基礎(chǔ)與液壓技術(shù)[M].吉林：吉林大學(xué)出版社，2005：123-248.

THE APPLICATION OF AUTOMATIC SAMPLING THECNOLOGY ON INPUT POWDER MATERIAL

Qiao Yongzeng Zhang Lei

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

The problem of sampling in the quality acceptance of material in the steel enterprise was discussed. The basic route of automatic sampling technology was introduced. The application result was discussed on a basis of the practice.

iron and steel raw materials automatic sampling

永增，工程師，河南.安陽(yáng)(455004)，安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司質(zhì)量檢測(cè)處生產(chǎn)科；

2016—7—12