燒結(jié)原料場(chǎng)作業(yè)優(yōu)化調(diào)度方法及應(yīng)用

司基元

摘 要：燒結(jié)原料場(chǎng)是儲(chǔ)存鋼鐵企業(yè)原料的生產(chǎn)場(chǎng)地，占地范圍大，生產(chǎn)過程復(fù)雜，資金投入多，作為鋼鐵企業(yè)有序生產(chǎn)的保障，建立高效的作業(yè)優(yōu)化體系是提高原料利用率的關(guān)鍵，也節(jié)約了鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)成本。本文通過分析燒結(jié)過程存在的問題，并分析具體作業(yè)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)原料廠;作業(yè)優(yōu)化;應(yīng)用

前言

在鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)流程中，燒結(jié)原料場(chǎng)的主要功能是提供高爐、燒結(jié)用料，保證鋼鐵生產(chǎn)流程的持續(xù)進(jìn)行。但是我國鐵礦粉品種紛雜，鐵礦石用量大，因此需要較多的運(yùn)輸設(shè)備與操作人員，這也導(dǎo)致燒結(jié)原料場(chǎng)的工序復(fù)雜性，投入比重較大，而且生產(chǎn)效率不穩(wěn)定，因此需要更加先進(jìn)的技術(shù)與管理制度進(jìn)行優(yōu)化。

一 燒結(jié)原料場(chǎng)生產(chǎn)過程的問題

（一）數(shù)據(jù)量大

燒結(jié)原料場(chǎng)的信息量是十分巨大的，不僅要記錄原料的各種成分信息，還要記錄各個(gè)時(shí)間段的生產(chǎn)流程，以及堆料機(jī)的實(shí)時(shí)狀態(tài)與料堆的變化，除此之外還有下料速度、水分含量等。這些數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)與實(shí)時(shí)上傳，這便需要借助燒結(jié)原料場(chǎng)的網(wǎng)格化管理，但是現(xiàn)階段的網(wǎng)格化管理還未實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理出現(xiàn)問題，可能導(dǎo)致礦石庫存量誤差最高達(dá)到30%[1]。

（二）環(huán)境影響

由于燒結(jié)原料場(chǎng)占地面積比較大，而且是露天生產(chǎn)，這不免會(huì)受到環(huán)境的影響尤其是空氣中水分的影響。在對(duì)原料的配料生產(chǎn)中，都是按照原料嚴(yán)格的含水量制定的，因此在生產(chǎn)之前是不宜受到空氣中水分的干擾。而實(shí)際情況并非如此，天氣炎熱時(shí)，原料水分蒸發(fā)量較大，降雨天時(shí)，原料又從空氣中吸收了較多的水分，這都使得原料的水分配比與標(biāo)準(zhǔn)的水分配比產(chǎn)生較大差異，影響對(duì)物料的準(zhǔn)確測(cè)量。

（三）流程復(fù)雜

燒結(jié)原料場(chǎng)的原料多達(dá)10種以上，首先需要對(duì)原料進(jìn)行分類，還要區(qū)分汽車、火車來料，然后由運(yùn)輸帶進(jìn)行運(yùn)輸[2]。不僅如此，運(yùn)輸帶的運(yùn)輸長度需要按照料堆的位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)的變化，在運(yùn)輸工程中還需要進(jìn)行不同運(yùn)輸帶以及原料的轉(zhuǎn)換。另外，燒結(jié)原料場(chǎng)設(shè)備眾多、調(diào)度需要人為進(jìn)行，這都使得生產(chǎn)流程極其復(fù)雜。

（四）人為影響

由于燒結(jié)原料場(chǎng)的自動(dòng)化程度較低，因此大部分過程都需要人工進(jìn)行，這會(huì)在數(shù)據(jù)處理上引起較大的誤差。在人工對(duì)料堆的識(shí)別過程中，料場(chǎng)圖繪制不準(zhǔn)確，料堆與料堆之間的距離也不能進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量，這便導(dǎo)致堆取料機(jī)在運(yùn)輸過程中容易混料，使得原料混合比例出現(xiàn)誤差，降低了生產(chǎn)原料的品質(zhì)。尤其在夜間工作時(shí)，使得人為測(cè)量誤差更加明顯，影響正常生產(chǎn)。

二、燒結(jié)原料場(chǎng)作業(yè)優(yōu)化調(diào)度方法與應(yīng)用

（一）料場(chǎng)自動(dòng)繪制技術(shù)

燒結(jié)原料場(chǎng)的作業(yè)優(yōu)化中，先進(jìn)的料場(chǎng)自動(dòng)繪制技術(shù)是作業(yè)優(yōu)化的關(guān)鍵，在大多數(shù)燒結(jié)原料場(chǎng)，料場(chǎng)圖都是由人工繪制的，通過人為觀察畫出料堆的大概位置，以及料場(chǎng)設(shè)備的具體分布，這雖然一目了然，但是準(zhǔn)確性大大降低，并且沒有動(dòng)態(tài)的變化過程。而開發(fā)先進(jìn)的料場(chǎng)自動(dòng)繪制技術(shù)，不僅能夠?qū)⑺枰牧私獾牧隙选⒍讶×蠙C(jī)的位置能夠準(zhǔn)確的繪制，并且還能夠?qū)δ繕?biāo)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，保證料堆儲(chǔ)存位置的準(zhǔn)確性，避免原料混合導(dǎo)致堆取料失誤。

在料場(chǎng)自動(dòng)繪制技術(shù)中，對(duì)目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控是優(yōu)化的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)的動(dòng)態(tài)化信息處理。這邊要收集堆取料機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行信息，通過計(jì)算堆取料機(jī)的軌面狀態(tài)、懸臂長度、回轉(zhuǎn)角度等詳細(xì)參數(shù)，以料場(chǎng)成圖技術(shù)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)的信息處理技術(shù)將監(jiān)控目標(biāo)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)以圖像的方式描繪出來，為燒結(jié)原料場(chǎng)的技術(shù)人員提供詳細(xì)的料場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息，幫助他們制定相應(yīng)的生產(chǎn)計(jì)劃，并為堆取料機(jī)在運(yùn)輸過程的預(yù)警機(jī)制提供信息基礎(chǔ)。

（二）堆取料機(jī)作業(yè)優(yōu)化

現(xiàn)階段，堆取料的運(yùn)行并沒有考慮到生產(chǎn)過程與生產(chǎn)目標(biāo)的結(jié)合，沒有合理的調(diào)度，不僅使得堆料效率低下，也使得運(yùn)輸設(shè)備耗損較大，這大大提高了堆取料過程的運(yùn)輸成本。因此，燒結(jié)原料場(chǎng)需要改善的首要步驟，便是對(duì)堆取料機(jī)的作業(yè)優(yōu)化，在降低設(shè)備損耗的同時(shí)，使得運(yùn)輸線路縮短。根據(jù)多目標(biāo)模型，利用線性規(guī)劃設(shè)計(jì)出高效的堆取料機(jī)優(yōu)化調(diào)度方法，保證堆取料過程的效率，并降低原料在運(yùn)輸工程中的浪費(fèi)。

當(dāng)然，堆取料機(jī)的優(yōu)化還應(yīng)該注重堆取料過程中的預(yù)警機(jī)制，堆取料過程中如果出現(xiàn)問題，通過預(yù)警進(jìn)行及時(shí)的處理，保證堆取料過程的順利進(jìn)行。預(yù)警機(jī)制的具體優(yōu)化如下：當(dāng)堆取料機(jī)攜帶著原料在運(yùn)輸軌道上運(yùn)行時(shí)，通過位置編碼器的信息傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)控堆取料機(jī)的準(zhǔn)確位置，并根據(jù)制定的堆取料機(jī)優(yōu)化調(diào)度方案，預(yù)期的堆取料機(jī)位置應(yīng)該在何處，并確定這兩個(gè)的位置是否在同一地點(diǎn)，若在同一地點(diǎn)表明堆取料機(jī)運(yùn)行正常，若不在同一地點(diǎn)表明堆取料機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)問題，預(yù)警機(jī)制就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并立刻停止堆取料機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，相關(guān)的專業(yè)人員對(duì)問題進(jìn)行及時(shí)的處理。

（三）開發(fā)作業(yè)優(yōu)化管理系統(tǒng)

對(duì)燒結(jié)原料場(chǎng)作業(yè)優(yōu)化的前提，便是要建立一套完整的管理系統(tǒng)，這樣才能保證整個(gè)生產(chǎn)過程的有序進(jìn)行，避免工序太多、場(chǎng)地太大而造成混亂。這便要對(duì)燒結(jié)原料廠生產(chǎn)過程用到的關(guān)鍵技術(shù)與原料需求量進(jìn)行綜合分析，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)收集功能模塊，應(yīng)用C/S架構(gòu)模式[3]，對(duì)已有的料場(chǎng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行讀取處理，建立以工控機(jī)為主導(dǎo)的系統(tǒng)客服端，根據(jù)燒結(jié)原料場(chǎng)現(xiàn)有的配套設(shè)施與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，對(duì)料場(chǎng)的管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行過程的指標(biāo)下發(fā)。優(yōu)化的作業(yè)管理系統(tǒng)，可以對(duì)堆取料機(jī)進(jìn)行高效的選擇，保證每臺(tái)堆取料機(jī)的運(yùn)行性能優(yōu)異，及時(shí)對(duì)堆取料機(jī)進(jìn)行維護(hù)，降低堆取料機(jī)的損耗，以達(dá)到較長的使用年限，降低設(shè)備成本。優(yōu)化的管理系統(tǒng)還可以對(duì)自動(dòng)繪制技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，能提供可視化的料場(chǎng)圖界面，堆料場(chǎng)圖的料堆分布進(jìn)行更合理的布置。

結(jié)語

燒結(jié)原料作業(yè)作為鋼鐵生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工序，生產(chǎn)過程復(fù)雜，原料種類多樣，需要依賴于先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，因此需要對(duì)包括自動(dòng)化信息處理、管理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行全方位優(yōu)化，提高燒結(jié)原料場(chǎng)的原料利用率與生產(chǎn)效率，以達(dá)到可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆天明，彭犇，魏有權(quán).燒結(jié)煙氣細(xì)顆粒物處理新進(jìn)展[J].中國資源綜合利用，2019，37（08）：106-111.

[2]王天雄，丁成義，趙偉等.南非PMC釩鈦精礦基礎(chǔ)性能及對(duì)燒結(jié)過程的影響[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2019，42（08）：59-66.

[3]趙嘉亮，羅旭東.Y_2O_3對(duì)以鋁土礦、粉煤灰和沉積二氧化硅為原料的莫來石反應(yīng)燒結(jié)和微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].耐火與石灰，2019，44（04）：50-54+56.