昆鵬公司配料給料設(shè)備改造的思考

（涼山礦業(yè)股份有限公司，四川 會理 615141）

昆鵬銅業(yè)公司自2010年8月投產(chǎn)以來，在備料環(huán)節(jié)，無煙精煤、石英砂等輔料的給料一直存在下料困難、給料不連續(xù)、給料穩(wěn)定性差、現(xiàn)場勞動強(qiáng)度大等問題，直接對艾薩爐生產(chǎn)過程產(chǎn)生不利影響，造成艾薩爐的爐溫、渣型、冰銅品位、用氧量波動，導(dǎo)致艾薩爐操作困難，惡化爐況，縮短爐壽，增加燃料消耗，同時因?yàn)橛醚趿康牟▌?，氧氣利用率較低，制約了艾薩爐下料量的進(jìn)一步提高，生產(chǎn)潛力未得到挖掘，冰銅品位、渣型的波動，也會引起電爐功率、電極插入深度等頻繁調(diào)整，高溫區(qū)也隨之變化，對排放、爐結(jié)控制都有不良影響，另外，冰銅品位波動劇烈時，因?yàn)榉治龅臏?，轉(zhuǎn)爐的工藝控制也難以及時調(diào)整，每爐吹煉爐時長短不一，也增加了生產(chǎn)協(xié)調(diào)的不確定性，因此，輔料的給料控制精度需要提高，減少后續(xù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的不穩(wěn)定因素，提高生產(chǎn)效率。

1 原有給料設(shè)備的結(jié)構(gòu)及存在的問題

輔料的給料設(shè)備由物料容器配以棒條閥控制下料速度，棒條閥下為拖料皮帶，拖料皮帶驅(qū)動電機(jī)為變頻電機(jī)，DCS系統(tǒng)控制，給料值設(shè)定后，自動控制給料量。

1.1 設(shè)備基本結(jié)構(gòu)

物料容器為一體式四角錐形漏斗，漏斗下口尺寸為400mm×400mm，下口安裝棒條閥，棒條閥下方定量給料機(jī)，皮帶與棒條閥之間為導(dǎo)料槽。

1.2 主要存在的問題

下料困難，物料不能自由下落到皮帶上，即使在料斗內(nèi)加裝壓縮風(fēng)，也沒有明顯改善，需不斷以人工敲擊料斗來下料，但皮帶上的物料呈不連續(xù)狀態(tài)，具體問題為：

a物料在料斗內(nèi)粘接，形成“架橋”狀態(tài)，難以順利通過料斗下口落下。

b棒條閥阻礙了物料的落下，容易堵塞。

c導(dǎo)料槽內(nèi)的物料不能順利拖出，給料不穩(wěn)定。

d料斗需要操作人員經(jīng)常敲擊倉壁，勞動強(qiáng)度大，效率低。

1.3 問題分析

設(shè)備選型及結(jié)構(gòu)形式不能不能滿足物料的下料、出料需求。

a物料的物理性質(zhì)以無煙精煤為代表，經(jīng)水洗后的無煙精煤含水量較高，在料斗內(nèi)容易粘結(jié)并形成“架橋”狀態(tài)。

b料斗下方出口尺寸僅為400mm×400mm，狹小的空間內(nèi)，物料極易粘接，難以順利排料。

c配料設(shè)定值較低時，物料不能通過狹小的導(dǎo)料槽出料口，且出料口距離定量給料機(jī)稱重傳感器距離較遠(yuǎn)，稱量數(shù)據(jù)滯后于DCS調(diào)節(jié)要求。

2 問題的解決思路

通過以上分析，問題的焦點(diǎn)在于設(shè)備的選型及結(jié)構(gòu)形式需針對物料的物理性質(zhì)來進(jìn)行。

2.1 料斗的選擇

本廠原設(shè)計(jì)的料斗為方錐形，并不適用于所使用的無煙精煤，但考慮到成本因素及施工時間因素，并且物料的堆積及“架橋”主要集中于料斗下部的狹小空間，決定保留料斗上段，將料斗下段截?cái)?，改造后的下段料斗上部與上段方形料斗連接，并從上到下由方形過渡到圓形，以減輕物料的粘結(jié)情況。

結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，下端出口尺寸由400mm×400mm擴(kuò)大為Φ800mm，可以減輕“架橋”情況，同時，改造后的下段料斗不再焊接在上段料斗上，而是采取吊掛方式，掛在上段料斗上，成為活動料斗，在活動料斗上安裝一個倉壁振動器，在振動器的作用下，活動料斗產(chǎn)生抖動，則可解決物料“架橋”的問題。

2.2 給料設(shè)備的選擇

常用的固體物料給料設(shè)備主要有膠帶給料機(jī)、振動給料機(jī)、螺旋給料機(jī)、圓盤給料機(jī)等，對物料的適用程度如表1所示。

綜合考慮無煙精煤粒度、含水以及現(xiàn)有設(shè)備狀況，選用直徑1.5m的圓盤給料機(jī)即可滿足使用要求。

表1 給料機(jī)對物料粒度的適用程度

2.3 第一期改造設(shè)備的連接及效果

第一期改造時，活動料斗落料到圓盤給料機(jī)，再從圓盤給料機(jī)落到定量給料機(jī)，以定量給料機(jī)稱量數(shù)據(jù)為依據(jù)，控制目標(biāo)為圓盤轉(zhuǎn)速，自動控制給料量，實(shí)現(xiàn)了流暢給料的要求。

在設(shè)定值發(fā)生變化時，設(shè)備能夠自動調(diào)整給料量，使反饋值不斷向設(shè)定值逼近，形成圍繞設(shè)定直線上下波動的曲線。

在一段區(qū)間內(nèi)，給料總量與設(shè)定值計(jì)算料量吻合，偏差低于0.3%，而之前的給料偏差大于1%。

2.4 第二期改造

在第一期改造中，實(shí)現(xiàn)了自動控制下的流暢給料，改善了輔料配料條件，雖然一段區(qū)間內(nèi)的給料能達(dá)到設(shè)定需求，但從瞬間來看，曲線振幅仍然較大，在設(shè)定值2t/h的時候，振幅能達(dá)到0.7t/h，效果還不令人滿意。

在前面的給料穩(wěn)定性分析中所述，稱重傳感器距離圓盤給料點(diǎn)較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)滯后，而且圓盤給料條件下，圓盤轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)有慣性，這就導(dǎo)致了給料曲線振幅較大，定量給料機(jī)皮帶上的料層也呈曲線狀。

2.4.1 設(shè)備改造

在給料不穩(wěn)定的情況下，采用緩沖料斗的方式濾去料層波峰，同時填平波谷，以拖料方式進(jìn)行給料。

在第一期改造中，為節(jié)約改造成本，料斗位置、定量給料機(jī)位置未做改動，圓盤給料機(jī)位于定量給料機(jī)皮帶正上方，改造完成后，圓盤盤面距離定量給料機(jī)皮帶約1.2m，圓盤落料點(diǎn)距離稱重傳感器1.5m，在此空間制作緩沖料斗。

緩沖料斗尺寸為400mm×600mm×750mm，秤架與活動閘門之間距離600mm，緩沖料斗與活動閘門之間的過渡段高400mm，長500mm，緩沖料斗與皮帶之間安裝膠皮作為擋邊。

緩沖料斗容積量計(jì)算：

0.4×0.6×0.75+0.4×0.4×0.5=0.26（m3）。

取無煙精煤堆密度為1.0，則料斗中物料重量：

0.26×1.0=0.26（t）。

一般配煤設(shè)定范圍為4t/h～10t/h，取上限折算為2.78kg/s。

在圓盤不供料時緩沖料斗可以提供的供料時間：0.26×1000÷2.78=93（s），可以有充裕的時間調(diào)整圓盤給料量。

2.4.2 控制及操作方式

緩沖料斗與定量給料機(jī)配合作為一套膠帶給料設(shè)備，控制邏輯為拖料皮帶控制邏輯，自動控制皮帶速度來控制給料量，緩沖料斗前端的活動閘門主要用于調(diào)整給料范圍。

圓盤給料機(jī)僅作為補(bǔ)料設(shè)備，目的是保持緩沖料斗內(nèi)隨時有料，圓盤調(diào)速為遠(yuǎn)程控制，現(xiàn)場監(jiān)控?cái)z像機(jī)監(jiān)控中心為緩沖料斗，范圍包含圓盤下料口與緩沖料斗出料口，主控室操作員關(guān)注緩沖料斗料位，料位不足時增加圓盤轉(zhuǎn)速，只要圓盤不堵料，在適合的圓盤轉(zhuǎn)速下，圓盤給料速度接近緩沖料斗出料速度時，即可在較長時間段不用調(diào)整圓盤轉(zhuǎn)速。

在這樣的控制、操作情況下，當(dāng)圓盤上方的料斗內(nèi)物料“架橋”、圓盤不給料時，仍然有2分鐘的反應(yīng)時間，主控室啟動倉壁震動器，將“架橋”的物料震落，及時向緩沖料斗補(bǔ)料，達(dá)到穩(wěn)定給料的目的。

3 設(shè)備改造后的效果

改造后的設(shè)備給料效果如圖1所示。

圖1 設(shè)備改造后的給料趨勢圖

由圖中可知，曲線1為未改造的圓盤→定量給料機(jī)給料控制方式，曲線振幅明顯較大，而曲線2和曲線3為改造后的圓盤→緩沖料斗→定量給料機(jī)給料控制方式，曲線振幅處于稱量設(shè)備最小分度值內(nèi)上下震蕩，達(dá)到了預(yù)期效果。

4 結(jié)論

昆鵬公司給料設(shè)備經(jīng)兩次技術(shù)改造投入使用后，經(jīng)過5個多月的運(yùn)行實(shí)踐表明，本次技術(shù)改造取得了預(yù)期效果，從艾薩爐操作數(shù)據(jù)看，除了爐溫波動范圍縮小外，氧氣波動減小后，利用率得到明顯提高，在同等供氧條件下，下料量達(dá)到了歷史新高，在較長區(qū)間內(nèi)，每班8小時下料量（干料）甚至超過了500噸，這在歷史上都是未曾達(dá)到過的。

在現(xiàn)代銅冶煉中，入爐物料的穩(wěn)定性起著舉足輕重的作用，在生產(chǎn)流程前端穩(wěn)定后，才具備穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，同時提高物料利用率，降低能耗，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本。