自動造球技術(shù)在球團生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

顧李虎

（揚州泰富特種材料有限公司，江蘇 揚州 225200）

隨著時代發(fā)展，燒結(jié)技術(shù)已經(jīng)有了大幅度的提升，其相應(yīng)設(shè)備逐漸完善，燒結(jié)水平也隨之提高。且在當下技術(shù)的不斷發(fā)展下，鋼鐵廠的生產(chǎn)精度也有了提升，這同樣推動了原料生產(chǎn)質(zhì)量的提高。但是相對來講球團發(fā)展中依然存在著較多問題，需要鋼鐵廠對其加以研究分析，找到問題所在，并針對性地改善工藝，推動鋼鐵廠的可持續(xù)發(fā)展。

1 造球工作概述

造球是球團生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，其生球的質(zhì)量將直接關(guān)乎后續(xù)球團的產(chǎn)量及成本。一般來講生球質(zhì)量是否達標，與生產(chǎn)人員的能力、原料配比狀況、造球盤轉(zhuǎn)速等有著較為密切的聯(lián)系，如今在造球過程中，大多采用人工觀察的方式預(yù)估生球粒度大小，并據(jù)此對水量、造球盤轉(zhuǎn)速等進行調(diào)節(jié)，以此完成造球工作。但是因為不同生產(chǎn)人員的精力、工作能力、責(zé)任感等有著較多差異，因此最終所制作而成的生球質(zhì)量存在不穩(wěn)定的狀況。當下隨著我國科技水平的提高，圖像處理技術(shù)及球團粒度識別技術(shù)等逐漸被開發(fā)出來，這為后續(xù)自動造球系統(tǒng)的建立奠定了基礎(chǔ)。實際操作中，可以將圖像處理技術(shù)應(yīng)用到造球盤中，以此對生球粒度范圍進行控制，為后續(xù)自動造球工作提供更加精準的信息，真正實現(xiàn)自動化造球。此外同樣可以在造球體系中加入在線水分檢測及自動加水控制技術(shù)，該方式下可以與粒度分析系統(tǒng)共同作用，形成閉環(huán)，提高水分增加的精準度，提高生球質(zhì)量。該方式下同樣可以解放工作人員的雙手，降低勞動成本，也可以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

2 自動造球改造的意義

隨著人們對礦物需求的增加，礦產(chǎn)行業(yè)的競爭壓力越來越大，這也帶動了球團生產(chǎn)工藝的發(fā)展。如今球團工藝已經(jīng)由單純處理鐵精礦粉擴展到除塵工藝等方面，其工業(yè)規(guī)模也在不斷擴大。球團礦具有較為優(yōu)異的冶金特性，同時也有著較多微氣孔，其硬度較高，可以增強高爐冶煉。自動造球改造可以有效改善造球工藝，提高造球效率。首先，自動造球改造可以提高球廠的生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。這對于提高企業(yè)的競爭力具有重要意義。其次，通過自動造球改造，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格控制，提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。這有助于提升品牌形象，擴大市場份額。另外自動造球技術(shù)發(fā)展下，工作人員的雙手得到了解放，有助于降低人們的勞動強度，并改善工人的工作環(huán)境。此外在當下市場發(fā)展下，自動造球改造可以進一步適應(yīng)市場，滿足用戶需求。最后，自動造球改造是產(chǎn)業(yè)升級的重要手段，可以推動我國造球行業(yè)向自動化、智能化方向發(fā)展。這有助于提升我國造球行業(yè)的整體水平，為我國的經(jīng)濟建設(shè)作出積極貢獻?？傮w來講，自動造球改造對于提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量、減少人工勞動、適應(yīng)市場需求和促進產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。

3 自動造球技術(shù)改造方案

首先，可以在補水方面做出改善與優(yōu)化，以往工作中需要工作人員手動補水，控制補水量，該方式下容易導(dǎo)致補水量出現(xiàn)不足或者是過多的狀況，且部分工作人員自身經(jīng)驗不足，很難把控補水量?；诖丝梢岳秒妱诱{(diào)節(jié)閥，對補水設(shè)備進行遠程自動控制，其補水量會更加精確。其次，可以安裝電磁流量計，該設(shè)備可以對補水量的波動趨勢進行實時監(jiān)督，以便設(shè)備可以正常運行，該方式下水量控制會更加精確。再者，可以從配料供給皮帶上進行改造，利用計算機等技術(shù)對其自動操控，對其盤料加以控制，保證其供給的合理性。此外，同樣要利用計算機技術(shù)對造球盤轉(zhuǎn)速進行控制，其轉(zhuǎn)速往往會直接關(guān)乎成品球的質(zhì)量，只有做好轉(zhuǎn)速控制，才可以更好地制作出質(zhì)量優(yōu)良的球團。最后，要重視監(jiān)控系統(tǒng)的合理應(yīng)用，在實際操作中可以增加配套系統(tǒng)，利用監(jiān)控軟件進行反復(fù)分析對比，并了解到成品球的粒度狀況。其監(jiān)控可以將成品球數(shù)據(jù)等反饋給造球系統(tǒng)，對其強度粒度等加以調(diào)節(jié)，保證球團生產(chǎn)的合理性。

4 球團生產(chǎn)中存在的問題

4.1 球團返料問題

球團返料是指在球團生產(chǎn)過程中，由于各種原因造成的物料不能形成球團，而是以粉狀或小塊狀的形式從球團生產(chǎn)線上返回。球團返料往往會跟隨料流在生產(chǎn)中不斷循環(huán)，很容易導(dǎo)致返料粒度出現(xiàn)波動。返料的存在不僅影響球團的生產(chǎn)效率，還會影響球團的質(zhì)量，也會影響到造球的穩(wěn)定性。而導(dǎo)致球團返料的原因有多種，首先，在球團生產(chǎn)線設(shè)計時，如果設(shè)備的選型和布局不合理，可能會導(dǎo)致破、磨、混料等工段的粉塵污染嚴重，從而影響球團的形成。而若是原料的環(huán)境出現(xiàn)變化，也同樣會影響球團的形成，如原料的濕度、粘度、粒度等參數(shù)發(fā)生變化，都容易導(dǎo)致返料的增加。其次，從操作參數(shù)上來講，其操作參數(shù)設(shè)置不當，如料量、水分等，都會導(dǎo)致返料增加。再者，設(shè)備狀態(tài)同樣會影響到返料狀況，如果球團制作中所使用設(shè)備有老化等問題，就會導(dǎo)致返料增加。在這一基礎(chǔ)下，技術(shù)人員要做好創(chuàng)新及優(yōu)化工作，提高生產(chǎn)能力，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低返料的產(chǎn)生。總體來講，返料問題一貫是球團生產(chǎn)中的重點問題，要解決這一問題就需要從設(shè)備、操作、工藝等多方面進行分析，找到問題所在并加以解決。

4.2 造球盤刮刀使用問題

造球盤刮刀是球團生產(chǎn)線上重要的設(shè)備之一，用于將物料刮成球狀。刮刀的合理使用往往可以提高造球盤生產(chǎn)率，提高生球質(zhì)量。原本球團生產(chǎn)中大多會使用旋轉(zhuǎn)式活動刮刀，通過對其轉(zhuǎn)速進行控制，對整個盤面進行清理。然而在生產(chǎn)中逐漸發(fā)現(xiàn)，造球盤刮刀的轉(zhuǎn)速很難與造球盤轉(zhuǎn)速進行匹配，如果單單憑借人工對其轉(zhuǎn)速進行調(diào)整非常困難且復(fù)雜。因此造球盤上出現(xiàn)較多清理盲區(qū)，很容易形成黏結(jié)料塊。而一旦造成黏結(jié)料塊，就會導(dǎo)致料流無法正常運行，生球結(jié)構(gòu)也會被破壞。由此技術(shù)人員對造球盤刮刀的使用問題進行了一系列分析，發(fā)現(xiàn)其故障率與多種因素有關(guān)。首先，在長時間的高溫、高壓、高摩擦力的作用下，造球盤刮刀的表面可能會出現(xiàn)嚴重的磨損，導(dǎo)致刮刀的形狀、尺寸發(fā)生變化，從而影響刮刀的刮料效果。據(jù)此刮刀無法正常發(fā)揮作用，容易導(dǎo)致生球制作質(zhì)量出現(xiàn)問題。其次，造球盤刮刀在使用過程中，會出現(xiàn)焊接部位開焊、脫落等問題，導(dǎo)致刮刀在使用過程中出現(xiàn)斷裂、脫落等現(xiàn)象，影響球團的形成。而如果造球盤刮刀的材料選擇不當，或者熱處理工藝不合理，也會導(dǎo)致刮刀的硬度不足，從而在刮料過程中容易產(chǎn)生變形、磨損等問題。此外，需要注意保養(yǎng)問題，如果造球盤刮刀的維護保養(yǎng)工作不到位，如定期檢查、清洗、潤滑等工作沒有做好，會導(dǎo)致刮刀的使用壽命縮短，影響球團的生產(chǎn)效率和質(zhì)量?？傮w來講造球盤刮刀的使用現(xiàn)狀及問題主要包括磨損、焊接質(zhì)量、硬度不足、安裝問題、維護保養(yǎng)等方面，需要針對這些問題進行改進，以提高球團的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

4.3 生球輥篩使用問題

球團生產(chǎn)過程中，輥篩是其中非常重要的環(huán)節(jié)，該設(shè)備往往被放置在皮帶與鏈箅機布料之間，用于篩選合格生球。一般來講，生產(chǎn)人員會按照對象將其分為大球輥篩及小球輥篩2 種。在生產(chǎn)過程中，不同輥篩對象下所使用的生產(chǎn)線有所不同，以此提高篩選質(zhì)量。但是實際生產(chǎn)中可以發(fā)現(xiàn)，不同的礦種結(jié)構(gòu)、造球原料等會影響到篩分的效率。如果粒度差異較大，就會導(dǎo)致最終流速不均，很容易出現(xiàn)空區(qū)，無法完成篩選工作，也會破壞生球結(jié)構(gòu)。因此在實際工藝生產(chǎn)中，要關(guān)注這一使用問題，并找到其問題所在，針對性加以解決。

5 自動造球技術(shù)的應(yīng)用分析

5.1 合理構(gòu)造系統(tǒng)框架

一般來講，成球粒度分析的基礎(chǔ)是合理利用機器視覺技術(shù)，在實際應(yīng)用中可以在球區(qū)兩邊放置攝像頭，以此做好監(jiān)視工作，保證工作區(qū)域的全覆蓋。另外，可以將高性能微型工控機安置在儀表箱內(nèi)部，對成球生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)進行采集與分析，將其最終獲取到的數(shù)據(jù)計入數(shù)據(jù)庫中。其次，要做好傳感器放置，傳感器主要用于實時監(jiān)測造球過程中的各種參數(shù)，如粒度、水分等，并將這些信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸給控制系統(tǒng)。因此要重視傳感器的載入，以此對球區(qū)生產(chǎn)進行全面把控。控制系統(tǒng)往往是自動化系統(tǒng)的核心部分，負責(zé)接收傳感器傳輸來的信號，并根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法對信號進行處理，生成控制指令。技術(shù)人員要做好傳感器與控制系統(tǒng)之間的連接，保證其可以正常運行。此外，要重視執(zhí)行器的合理使用，其主要任務(wù)是按照控制系統(tǒng)所發(fā)出的指令做出操作，如控制球盤的轉(zhuǎn)速、控制水的添加量等。同時可以設(shè)置信息處理系統(tǒng)，以此對傳感器和控制系統(tǒng)之間的信號進行處理和分析，如對粒度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、生成粒度區(qū)間百分比等。最后，可以設(shè)置人機交互界面，用于顯示造球過程中的各種信息，如設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)進度等，并提供操作界面，方便操作人員對系統(tǒng)進行控制和調(diào)整。

5.2 粒度分析設(shè)計

造球盤所生產(chǎn)出的生球往往需要進入到輥篩中進行篩選，將其合格的生球篩選出來，在該階段可以設(shè)置檢測設(shè)備，關(guān)注生球粒度的變化。同時可以將相機安裝在這一系統(tǒng)中間部位，用于照片拍攝。單臺相機拍攝面積有限，因此可以在該部位安裝2 臺相機，將相機與輥篩呈垂直姿態(tài)。從軟件角度來講，要重視圖像分析技術(shù)的合理使用，在視覺系統(tǒng)的合理應(yīng)用下，技術(shù)人員可以分析出數(shù)據(jù)變化規(guī)律。如果粒度偏大，其最終的輥篩面積較??；而如果粒度偏小，其輥篩露面積會偏大。

5.3 加水控制系統(tǒng)設(shè)計

對生球性能進行分析時，需要關(guān)注到其水分、粒度等數(shù)據(jù)，球團生產(chǎn)中加水是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，往往對后續(xù)生球質(zhì)量有著較多影響。自動造球系統(tǒng)中最重要的是維持水分添加的合理性，以此保證出球率的穩(wěn)定。首先在系統(tǒng)設(shè)計中，要設(shè)定合理的加水目標，根據(jù)球團生產(chǎn)的要求，設(shè)定合適的水分含量范圍。這個范圍應(yīng)該考慮到球團的最終用途，以及生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的粒度變化、燃燒值變化等因素。同時要選擇能夠準確測量球團水分的傳感器，如水分傳感器或紅外線水分測量儀。這些傳感器可以實時監(jiān)測球團的水分含量，并將數(shù)據(jù)傳輸給控制系統(tǒng)，以此對水量添加進行調(diào)整。控制系統(tǒng)往往能夠根據(jù)傳感器傳輸來的數(shù)據(jù)，自動調(diào)整加水量。這可以通過設(shè)定一定的規(guī)則和算法來實現(xiàn)，如當水分低于目標值時，控制系統(tǒng)自動增加加水量，當水分高于目標值時，控制系統(tǒng)自動減少加水量。此外在設(shè)計加水控制系統(tǒng)時，應(yīng)該考慮到生產(chǎn)過程中的各種波動，如原料的粒度變化、燃燒值變化等。這些波動可能會影響到球團的水分含量，因此控制系統(tǒng)應(yīng)該具有一定的適應(yīng)性和調(diào)整能力。最后可以設(shè)置報警機制，當出現(xiàn)異常情況時，能夠及時通知操作人員，避免生產(chǎn)事故的發(fā)生。如當傳感器出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動停止加水量，避免過度加水導(dǎo)致球團質(zhì)量下降。為了保證加水控制系統(tǒng)的正常運行，技術(shù)人員也要定期檢查和維護設(shè)備，如清洗傳感器、檢查傳感器連接線等。這樣可以確保傳感器能夠準確測量球團的水分含量，從而提高自動控制的精度和穩(wěn)定性。

5.4 遵循環(huán)保理念

球團廠在目前發(fā)展中，面對著全新的發(fā)展形勢，管理者需要加強環(huán)保理念，跟隨時代發(fā)展趨勢，降低球團生產(chǎn)對環(huán)境的影響。首先可以通過精確的粒度識別和統(tǒng)計分析技術(shù)，對原料進行精細化管理，合理調(diào)整原料配比，降低原料中的有害物質(zhì)含量，從而降低生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染。另外在當下球團生產(chǎn)中，技術(shù)人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)對自動造球的生產(chǎn)過程進行監(jiān)督，因此同時可以對其能源消耗進行實時監(jiān)控和調(diào)整，提高能源利用率、減少能源浪費、降低碳排放。其次在自動造球過程中往往會生成較多廢水，這些廢水排放到周圍環(huán)境中容易影響到生態(tài)平衡，因此要加強廢水處理設(shè)施的建設(shè)和管理，確保廢水達標排放，減少對環(huán)境的影響。再者要控制生產(chǎn)過程中的粉塵污染，通過優(yōu)化生產(chǎn)工藝和設(shè)備，降低生產(chǎn)過程中的粉塵產(chǎn)生，并采取有效的粉塵收集和處理措施，減少粉塵對環(huán)境的影響，且可以加強對生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染源的監(jiān)控和管理，實施綠色生產(chǎn)計劃，增強員工的環(huán)保意識，推動企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。對于技術(shù)人員來講，同樣需要持續(xù)關(guān)注和引進先進的環(huán)保技術(shù)，將其應(yīng)用于自動造球生產(chǎn)過程中，提高環(huán)保治理水平。

6 結(jié)語

綜上所述，球團生產(chǎn)中往往容易遇到較多問題，其生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備具有落后性，也會對周圍環(huán)境造成污染。在這一基礎(chǔ)下管理者要增強創(chuàng)新意識，將自動化技術(shù)引入到球團生產(chǎn)中。在該技術(shù)下球團生產(chǎn)工藝會有所提高，且球團質(zhì)量有所保證，這同樣可以有效推動未來礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。