关于提高混匀矿稳定率的几点实践经验及措施探讨

朱琦

摘 要：本文以汉钢公司中和料场混匀系统生产近两年的实践及混匀矿稳定率提高所采取的措施进行归纳，同时就后续生产过程需要改进的问题进行探讨，更高效更稳定的实现混匀作业。

关键词：混匀矿；稳定率；工艺；质量；配料；操作

随着钢铁产能过剩、三去一降一补、各钢企需要挖潜降耗降本赢得生存空间。为了降低原料费用，配置满足冶炼条件的混匀矿，各钢企先后配置混匀料场和中和料场，目的是对来自不同产地、不同成分甚至是缺陷矿的含铁原料进行混匀而达到TFe、SiO2成分均匀稳定、低成本的经济炉料。

汉钢公司为了降低生产成本，合理发挥铁路运输便利经济优势，兴建中和料场于2013年底投入运行，通过不断的摸索、实践，质量技术指标节节攀升，混匀矿稳定率从最初的60%达到目前的98%以上，本文就近两年混匀质量稳定及提高的实践经验和稳定措施进行探讨。

1 中和料场生产规模、生产能力、工艺流程简介

1）汉钢中和料场用户规模见表1。

2）进中和料场贮存原燃料品种及规模：主要原燃料见表2。

3）中和料场系统组成：主要包括受料设施、焦炭料场、一次料场、混匀设施、供料设施等

4）中和料场生产系统工艺流程及混匀生产工艺流程。（1）中和料场生产工艺系统流程：按照三进两出（进矿、煤、焦；出混匀矿和燃料）的要求对整个进入中和料场各系统物料进、存、配、出的平衡；混匀料成分稳定，确保中和料质量；生产组织顺畅，确保用户生产无断料、无混料；现场环境干净整洁、物质有序、标识明晰。（2）中和料场混匀工艺流程：一次料场对来自火车翻车物料和汽车来料经胶带输送至斗轮机，进行单种物料混匀堆取作业。混匀配料及混匀堆取料工艺流程：按照生产配比从一次料场用斗轮机取料作业进入对应的料仓，按设定好的配比进行配料，经过胶带输送至堆料机进行堆料作业堆至混匀大棚内，采用一堆一取的方式生产作业，堆垛好的混匀矿用取料机取料后经管带机输送至烧结一次配料系统。

2 混匀“定起点、定中点”生产实践及措施

根据近几年生产实际配比分析汇总存在以下特点：1）受来料量影响，原料种类复杂且多，最多时达8种及以上；2）产地多：进口（澳矿、巴矿、南非矿）、国内以及陕西周边矿；3）缺陷矿多：高硫、高硅、高钛以及碱金属有害元素的矿；4）来料不稳定采购供应不上情况时有发生。以上导致配料生产难以组织，质量很难控制。但是经过生产实践不断摸索，混匀矿质量稳步提升，稳定率由投产初期的60%达到目前的98%以上，并在98%稳定率的情况下，TFe和SiO2的指标绝对值也逐步趋于稳定且无异常的波动，为烧结生产打下坚实的基础。指标情况如下：

2.1 2016-2017年生产工艺控制指标情况对比

通过以上指标可以看出混匀生产稳定向好且质量指标稳步提升，通过近几年生产实践，总结如下工艺质量控制措施。

2.2 混匀生产工艺质量控制措施

2.2.1 物料配比及方式

料仓中间置换保证放空，不能混料；料仓之间置换原则：品种与料仓相对应，但料仓之间的置换不能大于四种，否则生产组织困难。存料大原则：八个仓按四种料存放，高品位料、粗粒料、粉状物料、回收含铁物料、成分波动较大的原料，配料平均分配。每两个仓为一个料种。汽车配料系统可以存放小料种或回收含铁原料。按此进行配料保证放料顺序使之在槽下圆盘切出料在皮带分层混合。

8个大仓储存大物料种，6个小仓汽车配料小料种或除尘灰，物料配比混匀以生产技术部门下达的正式配比通知，各料仓存储对应物料进行配料和堆料，经配料皮带上至堆料机进入混匀料场堆料。

2.2.2 堆料方式及生产组织

1）一次料场通过堆料机进行“众”字形堆料或鱼鳞状堆料，堆料时下面一层的尖正好为上面一层的地，尖部粒度细，底部粒度粗，这样就能保证一次混匀，然后用斗轮机进行阶梯式取料。不同料种物料堆放间距或料条保证1.5米的间距防止混料。

2）混匀料场的混匀堆料是原料混匀的关键工序，混匀料是预配料室通过电子称自动按料比配料进槽下皮带到混匀料场，采取“变起点定终点”的“人”字形堆料。桥式斗轮沿着堆料截面截取混匀料，一堆堆料，一堆取料，交替使用。混匀料场堆料层数予以控制2400-3200（堆料层数=堆料机往返次数*配料圆盘个数）可以明显提高混匀效果。

3）堆取料方式：按一定配比经配料皮带初次混匀上堆料机一层一层堆料，控制堆料料尖中心偏移及悬臂俯仰变化的调整；取料从断面垂直取料和横向移动，在配料室配料上料先开尾部物料放料直至前面仓口的物料，每一种物料在胶带上先混料，经堆料后物料充分混合均匀。

2.2.3 混匀达到效果以及影响因数防止措施

1）效果：混匀后到烧结进行生产，達到预配效果，保证成分质量稳定；有利于周边小批次物料的使用；优化流程组织，提高料场混匀料预配效果，稳定原料成分，提高生产能力。

2）影响因数防止措施；（1）合理设置原料物堆顺序，减少因粒度偏析引起的大堆物料成分波动。（2）提高大堆物料混匀效果。（3）合理配置除尘灰、氧化铁皮和钢渣粉的堆料方式及混匀效果（大颗粒物料偏析）受堆料的层数影响。（4）合理设置一次料场大堆物料堆放顺序和间距，堆放原则：同一产地的粗粉若TFe相差2%以上，SiO2相差1%以上时及分类堆放。同一产地的铁精粉若TFe相差1%以上，SiO2相差0.5%以上时也进行分类堆放；国内精粉按SiO2相近原则分类堆方按三级标准<4%；4-6%；6-8%堆放>。

2.3 生产组织及控制措施实践经验

2.3.1 卸车入仓或进一次料场物料生产组织

接进站物料车皮指令后，原料确认品种、通过轨道衡检斤、取样化验无误后进行翻车作业，由确认人员发出翻车指令并提前确认卸料进入料场或入仓的物料运输线路都已开启方可翻车卸车然后入仓或进入一次料场，禁止混料或翻板不到位而打错料。

2.3.2 一次料场至混匀料场物料输送生产组织

物料进入一次料场后按工艺要求进行布料归堆，在一次料场两侧各六堆料条堆料间隔距离至少1.5m，，每堆一个品种禁止混料，同一品种按“众”字形堆料，防止物料偏析。按工艺配比由斗轮取料机取料进入配料室的仓内按品种放入1-8号仓，按工艺配比进行配料，经圆盘、电子称和混匀堆料机按“人”字形堆料，每层厚度均匀，按一堆一取的方式作业，半边堆满至设计高度约13米然后堆另外半边，堆满的一堆即可取料。两垛之间间距和堆料每层厚度控制且厚度均匀。

2.3.3 配料堆料生产组织

1）备料。大配比的物料用5-8#仓、小配比物料用1-4#仓，除尘灰用9、10、11#仓，其余做为小料种备用仓，9-14#仓采用汽车提料，为了确保下料均匀和减少扬尘，要求除尘灰入仓前进行加湿。为确保料仓下料均匀，要求仓内存料下限为仓位的1/2，补仓原则是：低于存料下限时要及时补仓。

2）混料。根据配料单上的配比，当班工长在主控室控制终端设定好配料参数，由于下料量信号是通过皮带秤采集，皮带秤和圆盘给料机联锁，皮带秤采集的流量信号和设定值进行比对，根据比对结果反馈信号，控制圆盘给料机转速，最终确保给料量保持动态稳定，达到配料要求。

3）堆料。在混匀棚内开始堆料时，悬臂调整到最低位置，悬臂前面的导料筒角度调大，确保与地面垂直，且落料中心线在正中。堆料机运行速度控制在20m/min范围内。料流量控制在1000t/h范围内。确保每层厚度不大于4cm，堆料作业时采用“定起点、变终点”的“人”字形堆料。根据料垛高度随时调整悬臂角度和导料筒角度，始终保持料垛中心线不偏移。每个料垛高度为13m，料层约320层（堆料实际层数按参与圆盘切除原料品种计算料层数在2400-3200层）。

4）混料生产过程中存在的主要问题及控制措施。（2）存在问题：原料品种较多，成分波动较大；周边小料种较多，一次料场堆放场地不能很好的有效利用，两台斗轮机作业时会互相影响，存在堆放的物料有时无法取料的情况，且存在间歇性取料，无法保证配料的连续性；一次料场为露天料场，雨季生产水分波动大；投产初期设备故障较多。（2）控制措施实践经验：①建立工长负责制的生产管理模式。精简管理环节，实行扁平化管理，四个工段实行四班三倒，工长严格把控关键环节。②规范物料堆放、提高一次料场利用率和斗轮机的作业率、严格执行补仓规定。根据进厂原料结构、成分，制定合理的堆放方案，尽可能降低堆放品种，根据成分相近原则进行品种合并堆放，对斗轮机的取料作业创造条件，尽可能将大配比物料通过斗轮机取料进入配料仓，确保取料粒度均匀，避免大块物料进入配料系统；汽配仓只作小料种配料用（如除尘灰、氧化铁皮等）。在运行过程中严密监控仓位，确保仓位在合理状态，仓位低于警戒状态时及时补仓，避免仓位过低（特别是大配比物料），造成压力过低、流量提不起来，从而影响配料。③规范除尘灰的管理。对除尘灰在仓前堆放场地规范加湿，确保湿度均匀，保证流量平稳。及时腾空、清理除尘灰仓，避免长时间存放而形成结块、粘仓，影响系统运行。④严格堆料机的规范操作。从走行速度、悬臂俯仰角度、导料筒角度上进行控制。保证堆料层数、落料中心线符合要求，有效降低混匀料的成分偏析。⑤做好配料设备维护，确保设备正常运行。对混匀矿质量影响较大的设备故障主要是配料皮带秤的不准确和生产过程圆盘转速与称运行相一致的观察调整，杜绝出现“跑空”现象；每次系统停机或检修完称后时都要校秤。并对配料设备进行维护保养，清理设备卫生，确保配料准确。⑥配料造堆过程连续稳定控制：做好整个配料系统设备的维护，减少开停机次数，保证生产的连续性和系统的稳定性；配料圆盘下料切出料的顺序规范，防止出现“错头” “搭接头”的情况和流量稳定控制。⑦一次料场取料过程水分控制：重点规范取料方式“台阶式截面取料”，保证入仓料水分波动，以及料堆顶、底部含水量变化调控措施和雨季物料入仓操作控制措施。

从规范操作、设备保障严肃工艺纪律和设备稳定、流量控制入手，规范单料种造堆、配料配比执行、堆料取料关键工序控制和流量稳定入手，由简至难，攻关一项，稳定一项。在14至15年度，指标大幅度提高，稳定率在97%以上且指标与国内先进企业数值一致进行目标控制。为了更好的满足烧结生产，减少TFe、SIO2绝对值偏差和成分波动幅度趋稳，从16年攻关实施“变起点、定终点”的堆料方式。

3 混匀堆料“变起点、定终点”生产实施方案及效果

1）实施方案：制定了“变起点、定终点”实施方案，确定以变8个起点，从第一朵开始逐步完善稳定起点间距和高度；优化配料工艺管理和监督，严肃工艺纪律；对混匀仓位和圆盘进行了科学、合理的调配，确保配料槽切出的物料在胶带上铺平以及层数，禁止出现“错头”“搭接头”情况；“避峰就谷”用电生产模式对混勻影响防止措施，降低流量，堆料行走速度控制和增加混匀料层数；设备设施保证；配料设备的调校等方面进行控制。

2）“变起点、定终点”堆料实践取得效果：混匀矿质量的稳定在98.6%以上、全铁、二氧化硅波动幅度值逐步减小，波动趋于稳定降低，为烧结生产打下坚实基础和提供可靠保障，也成为降本的有效途径，通过变起点、定终点的实践，混匀矿质量稳定提高，铁、二氧化硅波动得到有效控制。

4 混匀矿稳定提高实践成效及有效控制措施

4.1 合理利用和发挥一次料场的初混效果

一次料场作为整个物料集储存、转运和输送的大本营，在科学、合理、有序的将物料储存后，堆料采取横弧走行与鱼鳞型、众字形两种堆料方式结合，在堆料过程中控制流量，使物料在堆料过程中增加混匀度和粒度偏析；取料过程采用阶梯截面取料，进一步增加初混效果。

4.2 合理优化混匀圆盘的调配

根据配料单和物料种类，主要物料利用大仓搭小仓的方法，保证下料的稳定和配比要求，预留部分空仓用于发生紧急情况时配料；通过对圆盘的合理调配，保证了混匀系统的稳定。

4.3 加强操作管理和皮带秤调校：

1）对混料工艺和存在的问题进一步梳理调整，加强人员操作管理，严格按规程操作，制定“一班三查”检查制度；

2）通过电子设备和现场操作的结合，关注圆盘物料实际下料量与配比理论下料数值的差值，对超过差值范围的圆盘皮带秤及时校验；

3）严格按照配比控制配料流量，每小时流量控制在700-1000吨以内。

4.4 对圆盘设备改造，提高设备的利用率

在生产中发现设备的运行未能达到理想效果，鉴于配料仓大小不一，下料量不一，针对每个圆盘加装挡料板，收缩护帮皮，使物料落料处于正常范围内；通过“一班三查”检查情况，及时对皮带电子秤的运行情况进行关注，定期对存在问题进行整改。

4.5 通过对混匀堆料机运行速度的控制增加混匀料层数

鉴于前期混匀矿质量含铁、二氧化硅波动大的问题，通过近2年来的总结，一是调整混匀堆料机运行速度，使行走速度由13m/min提高至18m/min，混料层数得到有效增加；二是根据物料配比情况、物料成分、混料量、下道工序的实际需要，对每个混匀垛的堆料情况提前进行规划，通过场地大致将每个混匀垛分为三部分组成，在混匀垛三分之一时流量控制在700吨/小时；在三分之二时流量控制在800吨/小时；超过三分之二以上时流量控制在900吨/小时；主要是随着料垛高度的增加，物料的落差增大，导致粉矿的落料不稳定，通过这样改变之后，混匀料垛有以前的280层/垛提高到现在的340层/垛以上，减少颗粒偏析，含铁、二氧化硅成分得到了有效的控制和稳定。

4.6 关注原料水分变化对混料的影响

一次料场是露天堆放物料，雨季生产的水分波动控制；堆尖、堆底的水分变化均会影响混匀矿质量，因此调整取料方式和配比微调可以达到一定效果。

4.7 堆料作业过程料脚的清理管理

堆料过程因物料粒度大小不一在造堆过程造成大颗粒物料在料脚处堆积，随着垛位加大部分大颗粒偏析进入堆垛内，每班必须及时清理。

4.8 取料过程规范操作管理

取料因截面垂直截取和横向移动，在堆垛脚处移动速度和取料量控制，取料机要两头变向时有一定的延时，通过变速调整控制料流量和吃进量。

5 混匀工艺生产发展方向及完善提升措施

随着矿产资源减少及原料成本压力，各钢企想方设法从原料结构优化上下功夫，加大各种原料甚至缺陷矿的使用量，因此原料混匀工艺质量研究也会持续下去，也会尝试各种方法去优化配比，保证成分稳定满足高炉冶炼要求。

5.1 混匀工艺生产发展方向

1）原料品种会向多品种、多样化方向走，目的是优化炉料结构，降低原料成本，混匀生产工艺质量控制会越来越复杂，因此各环节的操作控制必须精益化。

2）料場工艺控制自动化程度会越来越高，数字化料场是必然发展趋势。优化生产组织、优化生产组织流程和高效生产是大的目标方向。

3）配料设备设施及检测化验精度提高，是个配比更加精确，化验数据的及时性为堆垛过程质量控制调整切实起到指导作用。

5.2 完善提升措施

模块或存取单元法堆料推行实施：随着自动化程度提高和检化验自动设备的运用，即可实施该方法，即先设好混匀料的成分目标值，然后把一堆料分成几个阶段布料，堆料时自动取样机没4min取一次样，将化验结果与目标值对比，在下一阶段布料时对比进行调整。将一堆料分成4个阶段布料，解决了原料品种多，成分波动大各堆料作业带来的困难，使生产处于较好的受控状态，保证中和料原料成分稳定。通过堆取料机自动化、工控机与主控联系起来，远程监控和操作，再在一次料场没有混料现象，才能有效提高混匀效果；混匀配料是提高混匀效果的关键，混匀配料自动控制系统对提高原料混匀质量其关键作用，自动取样机能真实反映配料后混匀料的化学成分，为新工艺推行提供保障。

参考文献

[1]中冶赛迪 《汉钢公司中和料场设计方案》

[2]《钢铁企业原料厂工艺设计规范》.GB50541-2008

[3]中国冶金建设协会《钢铁企业原料准备设计手册》.北京冶金工业出版社

[4]习乃文.钢铁厂原料处理[M].昆明：云南人民出版社，1993.

[5]王光.提高混匀矿质量的方法[J].钢铁.1997（32）；313-316.