一种新型封闭料场输出系统工艺布置特点及应用

王亚伟，刘 浩， 蒲继承

(1.中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆 401122；2.中冶赛迪上海工程技术有限公司，上海 200940)

随着原料贮存技术的发展和进步，封闭式原料场应运而生，封闭式原料场从环保节能、降低物料损耗、防冻、物料贮量等方面在很大程度上克服了露天原料场所存在的一些问题和不足。随着国际国内对资源、环保和可持续发展要求的不断重视，对原料场污染控制要求和标准越来越严格，封闭式原料场技术的优势尤为凸显。目前已发布实施的《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》也均要求铁精矿、煤、焦炭、烧结矿、球团矿、石灰石、白云石、铁合金、钢渣、脱硫石膏等块状或粘湿物料，应采用密闭料仓或封闭料棚等方式储存。在国内外的诸多钢铁厂均采用了封闭式原料场。

长型封闭料场是指物料经胶带输送机从顶部输入，经小型堆料设备进行卸料和堆料作业，采用门市、半门式或桥式刮板取料机进行取料作业，根据物料品种和生产需要，可将料堆沿横向和纵向进行分格堆存，对物料进行分类堆存和管理，因物料分格形似字母“C”，业内称之为C型料场[1]。

目前长型封闭贮料场以其贮量大和适合多品种分格贮存的优点，而得到越来越广泛的应用和推广，但因其受料场本身工艺和刮板取料机结构限制，其输出系统仅能在单侧各布置一条料场输出胶带机，极大制约了该型式料场的推广和应用。本文介绍的一种封闭料场输出系统工艺布置，其可以根据需要在单侧取料设备的下方布置两条(三条或四条)料场输出胶带机，从而解决该形式料场在更大贮量和更多品种工况下的料场输出需求，从而将该型式料场贮量大和适合多品种贮存的特点得以充分发挥。其成功应用也将大大推动长型封闭贮料场的推广和应用。

1 一种新型封闭料场输出系统工艺布置特点和优势

1.1 传统封闭料场及其输出工艺布置

传统封闭料场有B型、C型、D型和E型等多种型式，本文所指的封闭料场主要指C型封闭料场。

传统的C型封闭料场土建部分主要包括中间挡墙、横向隔墙、卸矿车平台和厂房等；工艺设备主要包括顶部输入卸矿车、输入胶带机以及两侧布置于地面的刮板取料机和地面输出胶带机等。其中，中间挡墙沿料场长度方向布置，横向隔墙则垂直于中间挡墙布置，从而将料条沿长度方向分成一定数量的贮料格，横向隔墙的数量可根据物料品种数和贮存时间确定[2]。其料场平面和断面布置如图1和图2所示。

图1 传统封闭料场断面图

图2 传统封闭料场平面图

从图1和图2可以看出，传统封闭料场受料场本身工艺和刮板取料机结构限制，两侧仅能各布置一条料场输出胶带机，但当物料品种比较多且料场贮量又比较大时，两侧各布置一条输出胶带机已无法满足其正常生产的输出需求，需要新增料场输出胶带机。因此，若要充分发挥这种形式料场的贮量大和适应多品种物料贮存的优点，增加料场输出系统便成为一个亟待解决的问题。

1.2 新型封闭料场输出工艺布置的特点

新型封闭料场工艺布置其关于封闭料场本体及输入系统的布置均与传统的封闭料场相同，主要区别在于料场输出工艺布置。其工艺平面和断面布置如图3和图4所示。

新型封闭料场工艺布置可根据工艺需求在料场任意单侧的取料设备的落料溜槽下方且沿料场的横向平行布置有呈两排并列设置的n条图4所示的料场输出胶带机，其n为大于1小于5的自然数，即可取2，3，4中的任意一个数值。本工艺布置的料场采用双跨式，对于封闭料场的单侧，取料设备将封闭料场内的料取出后，在挡料沿的位置处，通过取料设备溜槽，将物料分别输送至呈两排并列式地面的料场输出胶带机之一和之二；封闭料场的另一侧按此对称布置，从而实现封闭料场多输出系统的工艺布置；除此之外，还可根据工艺布置或料场输出系统作业率需求，将料场输出胶带机之一和/或之二断开，布置成四条或三条料场输出胶带机，两两分别由两端输出，形成单侧四条或三条输出系统的输出工艺布置，同理，另一侧也是，最终可形成8条或6条输出胶带机系统，满足不同封闭料场的输出需求。

图3 新型封闭料场断面图

图4 新型封闭料场平面图

新型封闭料场工艺布置的取料设备，可根据工艺需求设置两台及两台以上，每台取料设备和两排的输出胶带机的对应关系，可根据工艺需要，灵活设置为一对一(仅设落料溜槽为单通溜槽)或一对二(落料溜槽须设置为三通溜槽)。

新型封闭料场工艺布置的设置在同侧的两台或多台取料设备共用顶部上轨道和地面下轨道，其共用的顶部上轨道位于上方的平台上，共用的地面下轨道位于最外侧料场输出胶带机的外侧。

新型封闭料场工艺布置中，为保证同侧的两台及两台以上的取料设备能互为备用，沿封闭料场长度方向设置的挡料沿为同样的外形。同时，为保证取料设备取料后能向地面的料场输出胶带机供料，挡料沿须延伸至接近地面两条料场输出胶带机的中心处，且高度方向相应加高，以保证落料溜槽的角度，防止堵料。

1.3 新型封闭料场输出工艺布置的优势

(1)可实现料场本体多条线路同时输出，特别适用于现有露天料场的在线环保封闭改造。根据目前推进实施钢铁行业超低排放要求，块状或粘湿物料应采用密闭料仓或封闭料棚等方式储存。对于大部分待改造的露天料场，其和各用户的接口繁多且供料线路较长，同时现有各供料输出胶带机的能力也已确定，若要满足生产，唯有通过配置和原有供料胶带机能力匹配的料场输出设备，而同时其数量也要满足料场输出的作业率要求，才能在满足生产的同时，又能降低工程投资。否则，就要加大料场输出设备的能力，则其下游的所有料场输出胶带机能力均要相应增加，相应建构筑物的均要重新核算并进行加固或扩建，不仅投资巨大，且要停产改造，无法真正实现原料场的在线环保改造。因此，该新型封闭料场输出工艺布置在现有露天料场的在线环保封闭改造的优势凸显。

(2)布置紧凑，占地小，更能充分发挥封闭料场贮量大物料品种多的优势。传统的封闭料场虽然也有占地小的优势，其虽然可以实现较大的贮量，但由于其输出线路有限，使得贮存的物料不能按用户所需取出供料，其贮量仅仅是静态的几何贮量，不是能够利用的动态可操作贮量。当所贮存的物料品种较多时，其不同品种间切换时则需要更多的取料设备和输出线路，此时传统的封闭料场较少的输出线路难以实现。唯有该新型封闭料场输出工艺既可以实现贮量大品种多的需求，又能满足供料线路的作业率需求，较传统封闭料场的优势明显。

(3)同侧布置的多条输出线路及多台取料设备间可以实现互为备用。传统的封闭料场单侧布置1条地面输出胶带机和1台或2台取料设备，随取料设备2台间可以互为备用，但由于地面输出胶带机仅1条，当其故障时，整个供料线路就无法供料。而该新型封闭料场输出工艺的单侧地面输出胶带机有多条，取料设备也可以设置多台，使得取料设备和输出线路都有备用，特别是当物料品种比较多，取料设备平料占用较多作业时间时，取料设备和输出线路间的互为备用则显得尤为重要，该新型封闭料场输出工艺布置就能实现该功能，使得料场向用户的供料更加有保障。

(4)同侧布置的多条输出线路及多台取料设备既充分发挥了传统封闭料场贮量大的优点，又成功解决了料场刮板取料机走行线路长、输出线路数少、品种切换频繁、辅助作业繁重等问题，特别是多线路输出和多台取料设备同跨同侧布置，使得取料设备和输出线路的能力不至于过大，为半门架刮板取料机的国产化创造了有利条件，目前已成功实现封闭料场半门架刮板取料机的国产化，打破了国外供货商在该领域的长期垄断局面，有着极其深远地影响和意义，极大地降低了封闭料场在取料设备上的投资。

2 应用实践

2.1 某钢厂应用实例

某钢厂采用的该新型封闭料场输出工艺布置进行料场在线环保改造，封闭料场跨度约90 m，长约650 m，主要贮存烧结用粉矿，封闭料场内部共设置2条输入线路和2台堆料设备，单侧各设置2条输出线路和2台半门架刮板取料机，共计4条输出线路和4台半门架刮板取料机，输出系统及取料设备能力与料场改造前的供料系统能力相匹配，均为2 500 t/h，其中半门架刮板取料机为首次采用国产设备。

目前该料场及其输出系统已成功投运近2年，单侧各两条输出线路的工艺布置，使得该料场的大贮量和多品种特点得以充分发挥，既节约了用地，又最大限度地降低了对现有生产的影响，成功实现了露天料场的在线环保封闭改造。

其料场本体工艺平和断面分别如图5和图6所示。

2.2 料场内外实景

料场内部和外部实景照片分别如图7和图8所示。

3 存在问题及改进方法

(1)由于长形封闭料场的工艺布置特点，由于料堆贮量大，堆高较高，由于落差加大，堆料初期堆放铺地料时，物料落地反弹形成二次扬尘，造成落料点四周扬尘较大。但随着堆高增加，由此产生的扬尘将逐渐减少[2]。针对该扬尘问题，除考虑堆料机配备微雾抑尘装置外，同时考虑在料堆区域增设射雾器抑尘，射雾器的具体安装位置可结合所输送的物料的水分以及堆料时具体产尘点的位置，考虑设置料堆的两侧网壳立柱附近或刮板取料上轨道平台或横向隔墙上，射雾器的安装不得影响刮板取料设备的正常运行和日常的点检需求；为到达理想的抑尘效果，要求微雾抑尘的雾滴粒径≤30 μm，射雾器工作考虑在堆料设备运行前提前开启，并在堆料设备停止堆料后延迟停机，以达到理想的抑尘效果(见图9)。

图5 封闭料场工艺平面图

图6 封闭料场工艺断面图

图7 料场内部实景图

图9 增设射雾器抑尘

(2)由于单侧料堆下方各设置两条或多条输出胶带机，为保证取料设备至地面取料胶带机的溜槽角度，两侧燕尾墙须有一定的高度，从而保证溜槽的角度避免堵料。具体工程可结合所贮存的物料特点，对两侧燕尾墙的高度进行进一步优化，在保证取料设备溜槽角度的同时，最大程度地降低工程的土建投资。

(3)同所有采用刮板取料机取料的封闭料场一样，刮板取料机在平料时，其对应的地面取料胶带机须同步运行，以保证平料时所刮取的少量物料能通过胶带机输送至相应的供料系统。对于地面设置多条地面取料胶带机的，当其对应的刮板取料设备在同时平料且所平物料品种相同时，为降低能耗，减少其对应的下游供料胶带机同步运行的能耗，可考虑仅运行相应的地面取料胶带机，然后考虑将这些地面取料胶带机的所输送的少量平料引起的少量物料进行河流，从而避免下游供料胶带机同时运行运输少料物料而引起的能耗。

4 总 结

本文所述的一种封闭料场输出系统工艺布置，真正解决了封闭料场的贮量满足要求但其输出系统无法满足工艺需求的问题，具有广阔的应用前景，特别是目前封闭式贮料场越来越多地应用，其贮量需求也越来越大，而如何将这么大贮量的封闭料场在贮存的同时也满足向各用户的供料输出需求，显得尤为重要。

本文所述的一种封闭料场输出系统工艺布置正是解决了这一难题，成功解决了传统C型封闭料场的刮板取料机走行线路长、输出线路少、物料品种切换频繁引起的辅助取料作业繁重等重大难题，从而使得封闭式贮料场的贮量大和多品种适应性强的特点得以充分发挥，有着极为广泛的应用前景。该封闭料场输出系统工艺布置的成功投运势必会大大推动长型封闭贮料场的进一步推广和应用，助力刮板取料设备全面国产化的同时，也将助力钢铁行业全面实现超低排放的进程。