圓盤給料機在艾薩爐輔料給料中的應(yīng)用

黃榮軍

（涼山礦業(yè)股份有限公司，四川涼山 615100）

0 引言

昆鵬公司自2010 年8 月份投產(chǎn)以來，由于原設(shè)計設(shè)備的缺陷及受艾薩爐輔料自身物理性質(zhì)影響，艾薩爐輔料給料一直不連續(xù)穩(wěn)定，影響艾薩爐爐溫與渣型的穩(wěn)定性，導(dǎo)致柴油、氧氣的單耗較高，生產(chǎn)成本高居不下。針對艾薩爐輔料給料不連續(xù)穩(wěn)定及低料量精確給料控制困難的問題，介紹了如何利用座式圓盤給料機技改解決問題的方案以及技改后的效果和經(jīng)濟效益分析。

1 當(dāng)前情況及存在問題

艾薩爐所用輔料的給料設(shè)備設(shè)計為棒條閥和定量給料機，主要用于一次配砂、一次配煤、二次配砂、二次配煤及其他輔料的給料。在生產(chǎn)控制中，一次配砂量為1～3 t/h，一次配煤量為4～6 t/h，二次配砂量、配煤量視生產(chǎn)情況而變化，一般為1～3 t/h。

在生產(chǎn)過程中，無論是配煤還是配砂，給料都很困難，且非常不穩(wěn)定，不能滿足生產(chǎn)工藝需求，配煤、配砂的不穩(wěn)定，將直接導(dǎo)致艾薩爐爐溫波動、渣型波動，從而影響的生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、高產(chǎn)。

2 問題分析

2.1 物料的物理性質(zhì)

生產(chǎn)所用的煤為洗精煤，本身為細(xì)粒狀，含水約12%～14%，煤氣站篩分后的細(xì)煤也返回煤倉，含有少量塊狀煤。所用的石英砂中，也含有少量的塊狀物料，含水隨季節(jié)變化而波動，雨季含水量較高。

由于物料不可避免的存在含水量較高的現(xiàn)象，在較小的空間內(nèi)容易形成架橋，而且有塊狀物料的存在，導(dǎo)致現(xiàn)在的棒條閥在給料時下料不順暢。同時，水分較高的物料容易結(jié)倉堵死，造成給料的間斷，影響給料的連續(xù)性。

2.2 設(shè)備缺陷

現(xiàn)有料倉形狀為方錐形，下料口尺寸為400 mm×400 mm，物料中含有一定水分，特別是煤的含水能達(dá)到12%～14%，容易在出料口處結(jié)倉堵塞，而倉體沒有設(shè)計振打設(shè)施，物料結(jié)倉架橋時就會造成給料中斷。同時，采用棒條閥控制給料量的大小，有大塊物料時就會在棒條間隙處堵塞，導(dǎo)致物料無法順暢落到定量給料機皮帶上，且棒條閥不具備自動控制能力，無法按照工藝要求控制下料量的大小。這種方式給料最大的缺陷還在于料倉內(nèi)物料壓在定量給料機皮帶上，通過皮帶的運轉(zhuǎn)拖動物料，導(dǎo)致給料量無法精確計量，使艾薩爐輔料的加入量波動范圍較大。原設(shè)計艾薩爐輔料給料設(shè)備流程見圖1。

圖1 艾薩爐輔料給料設(shè)備流程

3 解決方案

綜合分析物料的物理性質(zhì)、工藝要求，結(jié)合艾薩爐輔料給料設(shè)備的工況要求，確定采用座式圓盤給料機（型號為KR15）代替棒條閥給料進行技改，最終達(dá)到料倉不結(jié)料、給料范圍調(diào)節(jié)控制方便（尤其是在1～5 t/h 的低料量情況下給料順暢）、給料量的控制精確穩(wěn)定，具備自動控制、料量補償?shù)哪芰?，以適應(yīng)艾薩爐輔料給料的生產(chǎn)工藝要求。

3.1 KR15 型坐式圓盤給料機

座式圓盤給料機是一種使用廣泛的連續(xù)式容積加料設(shè)備，能均勻連續(xù)地將物料喂送到下一設(shè)備。喂料量可以調(diào)節(jié)，可喂送粉狀、小塊狀的物料（如煤粉、黏土等）。

KR15 型座式圓盤給料機結(jié)構(gòu)簡單，主要由電機、圓柱齒輪減速機、圓盤主體組成。給料機圓盤的直徑1500 mm（外形尺寸2354.5 mm×1500 mm×720 mm），最大給料粒度為55 mm，圓盤轉(zhuǎn)速7.5 r/min，生產(chǎn)率25 t/h。電機型號Y132M2-6，功率5.5 kW。

KR15 型座式圓盤給料機通過電動機驅(qū)動圓柱齒輪減速機拖動圓盤主體轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)連續(xù)均勻給料。

3.2 技術(shù)改造內(nèi)容

3.2.1 料倉改造

將現(xiàn)有料倉下段切除，制作天圓地方活動料倉（Φ800/2000×2000，L=1000 mm）吊掛在上段料倉上，活動料倉內(nèi)襯高分子材料，倉壁上加裝一個倉壁振動器，用以在料倉內(nèi)壁積料時將物料振動下，同時，將倉壁振動器的控制開關(guān)引到主控室，主控人員通過DCS 控制界面及監(jiān)控器畫面實時監(jiān)控料倉的下料情況即時操作倉壁振動器，確保料倉下料順暢。

3.2.2 圓盤給料機安裝

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，圓盤給料機利用自制支承架橫跨過定量給料機尾部上方安裝，圓盤中心與定量給料機中心和料倉中心在一條垂直直線上，用螺栓將圓盤給料機機座與支承架進行連接，安裝調(diào)試完成后將支撐架焊接固定在預(yù)埋件上。圓盤給料機安裝具體尺寸、結(jié)構(gòu)如圖2 所示。主體設(shè)備安裝完成后，在圓盤盤面四周用廢舊皮帶制作圍邊作為擋料裝置，同時，將用廢舊閘閥閘門絲桿制作的活動刮板安裝在圍邊框架上，活動刮板可以靠絲桿調(diào)整刮料板角度，配合變頻電動機將圓盤機的給料范圍控制在0～20 t/h，且在此范圍內(nèi)的任意給料量實現(xiàn)精確控制，將艾薩爐輔料給料量的波動控制在0.5 t/h 以下。

3.2.3 自動控制系統(tǒng)與控制邏輯

此次技改的圓盤給料機采用變頻調(diào)速電動機驅(qū)動，變頻器安裝在現(xiàn)場控制柜內(nèi)，遠(yuǎn)程控制線接入DCS 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料的遠(yuǎn)程自動控制。

圖2 圓盤給料機安裝尺寸與結(jié)構(gòu)

控制邏輯方面，將控制目標(biāo)確定為控制圓盤給料機轉(zhuǎn)速，即定量給料機的皮帶運轉(zhuǎn)速度固定，通過電子秤的稱量反饋值與生產(chǎn)所需料量設(shè)定值進行比較后控制圓盤給料機的轉(zhuǎn)速，從而控制圓盤給料機的給料量，達(dá)到對艾薩爐輔料給料量的精確控制，使艾薩爐輔料給料設(shè)備具備了自動控制、料量補償能力。

4 效果及經(jīng)濟效益分析

通過利用圓盤給料機代替棒條閥給料及相關(guān)改造，實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料在低料量時的精確自動控制，消除了給料過程中料倉容易積料的現(xiàn)象，提高艾薩爐輔料下料的穩(wěn)定性與連續(xù)性，從而提高了艾薩爐爐溫的穩(wěn)定性與渣型的穩(wěn)定性，延長了耐火材料的使用壽命。此項技改使圓盤給料機在冶煉廠艾薩爐輔料給料中得到了充分的應(yīng)用，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，是整個項目的核心設(shè)備。

此項目投入生產(chǎn)使用以來，運行平穩(wěn)，效果顯著，取得了良好的經(jīng)濟效益，其經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在以下3 個方面：

（1）提高了艾薩爐輔料給料量的穩(wěn)定性（穩(wěn)定程度達(dá)到±0.5 t/h），從而提高艾薩爐爐溫、渣型的穩(wěn)定性，延長耐火材料的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。一爐期耐火材料總費用約330 萬元，以前耐火材料的使用壽命約30 個月，技改后每爐期耐火材料壽命可以延長3 個月，即每爐期可節(jié)約耐火材料費用約33 萬元。

（2）實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料的遠(yuǎn)程自動控制，減少現(xiàn)場操作人員8 名，每年可降低人工費用24 萬元。

（3）技改后因提高了爐溫的穩(wěn)定性與渣型的穩(wěn)定性，為整個生產(chǎn)流程的穩(wěn)定提供了保障，從而降低了柴油和氧氣的消耗量，對整個生產(chǎn)成本的控制起到了至關(guān)重要的作用。同時，因提高了整個冶煉廠操作工藝的穩(wěn)定性，間接地促進了氧站及硫酸系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本。

5 結(jié)束語

綜上所述，采用座式圓盤給料機代替棒調(diào)閥對艾薩爐輔料進行給料的效果顯著，不僅可以解決棒調(diào)閥給料困難的問題，而且可以實現(xiàn)艾薩爐輔料給料量的精確控制，從而降低生產(chǎn)成本。