宣钢直供铁混料成分稳定率综合控制技术

王海涛

 (河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂，河北 宣化075100)

摘  要:阐述了宣钢铁混料工艺模式改变后，详细研究制约直供铁混料质量的因素，制定技术方案，采用原料冻块清除技术、快速清除粘料的铁矿粉料仓技术改变用料特性，做好配料前的原料保障工作。采取提高计量准确性技术、完善自动化一系列程序，提高配料过程中的准确性，稳定直供铁混料成分。

关键词:铁混料；冻块清除；清除粘料 

Comprehensive Control Technique of Ingredient Stable Ratio of The Direct Iron Mixture In Xuansteel

Cao Jianxue

( Xuansteel Ironworks，Hebei Steel Group，Xuanhua 075100，Hebei)

Abstract:The paper summarizes the factors that restricted the direct supply iron mixture after the change of mixing material technological mode. Through making technical plans,adopped the frozen cake removed technology, the quick removal of the sticking material to alter the characteristics of material,do a good job to protect of material before blending.By improving metrological accuracy technology,perfecting a series of automation program,improving the accuracy of the blending material,stabilized the mix composition of the direct iron mixture.

Key Words:iron mixture；frozen cake removed；remove the sticking material

1 概况

鉴于成本压力和资金占用，2014年底公司决定混匀料工艺由平铺铁混料改为直供铁混料，这样，大大降低现场库存积压和资金占用，但是由于工艺模式发生变化，设备陈旧，混匀料稳定率有所下降，较之前平铺直取工艺铁混料含Si02稳定率下降5-10%，不能保证下游生产工艺要求，影响高炉冶炼生产稳定，为了保证下游产品质量稳定，作业区根据生产实践过程中的不断摸索及借鉴承钢对标经验，开展了一系列的技术攻关措施，提高铁混料成分稳定性。

2 技术措施

2.1 控制料仓粘料技术

由于个别进厂原料本身特性粘结性较强，并且在含水、吸潮或静电作用下而增强了物料与料仓壁的粘附力形成料仓壁粘料。仓壁粘料对圆盘出料和灌仓都有一定的影响，从一定程度制约铁混料质量的稳定，为了解决铁料粘仓问题，作业区决定结合生产实践对料仓进行技术改造。起初以小混料仓进行试点改造，效果达到预期目的后对所有料仓进行技术改造。

最初的小混料仓采用整体设计，材质使用的是14mm钢板，呈倒立的锥形，内铺高分子尼龙层板，这种料仓的主要缺点是：料仓使用的整体构造，因承装的是粉状湿料，一些水分较大、细度较细的粘性铁矿粉料在料仓的下部收口处极易发生粘料，严重时会出现堵料，长时间处理不通，粘料发生板结现象，制约生产正常运行。

这种料仓在处理粘料和堵料时是采用仓壁振动器进行振动，而长时间地使用仓壁振动器因仓壁受力点较小，易出现振动器底板开焊，影响正常使用。同时，因料仓较大，在发生粘料和堵料时需要花费大量的人力、物力和时间才能处理好，直接影响了生产的顺利进行。

为了解决小混料易粘仓问题，作业区发明了一种可以快速清除粘料的铁矿粉料仓，料仓由料仓本体和下部活动料仓两部分组成，下部活动料仓与料仓本体的下部为活动对接，下部活动料仓包括活动分体、支撑围圈、振动电机、支撑支架，支撑围圈为圆环形，活动分体坐落在支撑围圈的内孔中，支撑支架为四根直立的直杆，支撑支架支撑在支撑围圈圆周平面的下方，振动电机安装在活动分体外侧的支撑围圈上。

快速清除粘料的铁矿粉料仓，所述活动分体的上部为倒锥形，活动分体的下部为圆形套筒，活动分体的上部倒锥形的上端套在料仓本体下端圆周的外周，活动分体的下部圆形套筒上安装有插板阀。

可以快速清除粘料的铁矿粉料仓在作业区的使用效果非常好,解决了以前小混料粘仓处理时间过长影响正常生产，此种可以快速清除粘料的铁矿粉料仓技术获得了国家实用新型专利（图1）。参照小混料仓的技术改造，对新、旧配其他料仓进行技术改造，受新、旧配料料仓下体结构空间的限制，为实现其他料仓下锥体分体模式，在原小混料仓设计的基础上进行了简化和创新，由支撑支架更换为仓壁悬挂，改造后使用效果都非常好，解决了处理粘仓料时间长的困难，为正常灌仓和圆盘连续稳定的出料提供了保障，稳定了铁混料质量。 

2.2 提高计量准确性技术

由于旧配料系统皮带秤运行多年，15台皮带秤，经反复校秤，实际运行误差在4%— 7%之间，配料过程中经过15台配料秤进行初配后，再经过平铺直取二次混匀后，铁混料SiO2稳定率可以保证在±0.3%（波动范围要求SiO2±0.3%，Tfe±0.5%）。受供料模式发生变化，工艺过程简化，没有平铺直取过程，经计算，现有皮带秤实际运行误差，造成的铁混料SiO2、Tfe波动范围已超出要求控制范围,再加上单品种原料自身成分偏差，不能满足工艺要求，必须选用并更换为满足工艺要求的皮带秤。

对秤体的要求：

（1）秤体的运行误差

0.3%/15*100=2%（0.3%为SiO2波动范围，15为15个圆盘）

扣除原料单品种料自身成分偏差，对秤体运行误差要求应不超过2%。

（2）瞬时流量值

1500t/h*15%=225t/h（1500t/h为最大设定料批，15%为每个圆盘最高设定配比）

（3）为了提高皮带秤配料精度，要求皮带秤皮带运行速度每秒0.5m。

经过与其他企业对标，实地考察，最终选择了南京三埃工控股份有限公司型号为SA-201皮带秤。

南京三埃SA-201皮带秤主要功能：（1）实际运行误差小于2%。（2）皮带秤瞬时流量值0.001-1000.0t/h。（3）皮带秤皮带速度0.0000-10.000m/s。

更换为南京三埃皮带秤后，经运行一段时间计量偏差大大减小，圆盘配料准确性提高，直供铁混料的质量稳定性得到保障和提升。

2.3 原料冻块清除技术

原料场冬季生产时，由于原料中含有水分，导致出现不同程度的冻块，为了去除冻块在每条入仓皮带前都设有振动筛，原振动筛筛片为圆钢焊接，受料流冲击，圆钢磨损较为严重，频繁补焊影响生产，且在实际使用中效果不佳，冻块易卡在筛缝中造成堵塞，料流大时堵上部溜子，严重时将整个振动筛堵塞，发生原料外溢，后将圆钢加粗，并将间距扩大，堵塞减少了，但是影响了筛分效果，好多大块筛不出去，影响圆盘正常出料，对直供铁混料的质量稳定性造成影响。为此需要一种能清除冻块的设备，既能满足原料上仓速度，又要能够清除冻块。作业区针对生产实际情况，决定对振动筛进行技术性改造。

2017年11月对旧配料原料入仓前的G7A皮带尾部上方振动筛进行创新型技术改造，改造为新型辊筛进行试用。

（1）把原振动筛筛子整体保护性拆除，保留基座。

（2）在基座上方布置辊筛，在筛体两侧布置支撑钢梁，倾斜角度在15度～20度，筛辊通过螺栓固定在支撑梁上，辊直径100mm，采用无缝钢管外包聚氨酯耐磨层，筛辊按照间距80mm布置，支撑梁整体打孔实现间距可调。

（3）筛辊驱动为单驱动，每根辊配备一台电机和减速机，单独控制，方便维修和更换。

（4）电气系统单设控制柜，每根辊一个开关控制，整体实现与上下皮带连锁。

改造后，辊筛投入生产使用，筛出的大块较多，仓顶上大块明显减少，减少了溜子及篦子的堵塞，上料质量提高，保证了生产的顺畅。同时减少了圆盘因大块料堵塞现象造成的单品种料配比波动，供烧结直供铁混料质量得到保障，对提高烧结矿质量，有很大的作用。

参照G7A尾部辊筛改造使用效果，2018年底对其余四个振动筛进行改造，全部更换为新型辊筛，彻底杜绝冻块原料入仓，杜绝了圆盘因大块料堵塞现象造成的单品种料配比波动，直供铁混料质量得到保障。此新型辊筛作为清除原料冻块技术已通过国家实用新型专利申请（图2、3）。

图2 新型辊筛（滚动递减式原料冻块清除器）剖面图

2.4 完善自动化控制程序

（1）完善料仓料位和卸矿车到位停机在中控上位机的显示功能

旧配料系统初建时料仓仓容显示只能在配电柜仪表盘上显示，由于配电柜位于操作台后方，操作人员必须经常回头去看仪表盘上的仓容显示，并且仪表盘数字较小，有时候要离开操作台，站到仪表盘前才能看清，给操作带来了极大的不便。由此带来了仓位控制不合理，不能保证圆盘的连续稳定出料，对直供铁混料质量稳定性有一定的影响。

为了改变此现状，2015年2月将料仓料位显示增加到旧配料电脑操作主画面上，解决了以上存在的问题，仓位控制的更合理，圆盘连续、稳定出料得到保证，铁混料质量得到保障。

配料系统卸矿小车兑仓作业是岗位人员现场确认与中控对讲机联系，但在长期的作业中偶尔发生联系不畅的情况，发生兑错仓影响正常上料生产。为此，作业区对配料系统1#—15#料仓上口处安装限位开关，并将到位停机信号接入自动化控制系统，在中控上位机画面完善兑仓功能按钮，这样实现了中控上位机显示卸矿车位置和岗位人员现场确认双保险，保证了单品种原料灌仓的准确性。

（2）完善圆盘启停程序

起初圆盘启动时都是同步启停车，这样铁混料料头料尾配比发生变化，质量波动，经过现场测量，每次启停车料头、料尾有25吨，为了解决此问题，经计算每个圆盘皮带秤出料口之间的距离是10米，皮带速度为2米/秒，皮带秤速度一定，这样，通过自动化程序设定每个圆盘启、停间隔时间为5秒，完善后经过现场测量每次启停车料头、料尾料量为1.6吨，经分析，调整后存在的1.6吨料头、料尾料可能与皮带速度不稳定，自动化控制信号传输等因素影响，但对烧结用料的影响可以忽略不计，通过此项制约直供铁混料质量环节的完善，消除了每次启停机料头、料尾料对铁混料质量稳定性的影响。

（3）完善圆盘出料过程中的控制

圆盘出料过程中经常出现料量波动，控制不好会造成铁混料质量波动，经作业区研究，在自动化方面进行了完善，单个圆盘下料量低于设定量50%时所有圆盘在3分钟之内自动停机，减少单个圆盘出料不正常对铁混料配比造成波动的影响。

2.5 完善工艺制度

由于铁混料工艺由平铺直取改为直供，对工艺技术的要求更加严格，以前的工艺技术不能保证直供铁混料质量的稳定，因此工艺技术必须要完善和提高，才能满足直供铁混料质量稳定。

完善的工艺制度主要有以下几点：

（1）制定预警机制，单品种料分析主控室人员每天审核、报出，分析波动超出规定范围，及时测算铁混料成分波动幅度，通知烧结作业区做出相应调整，关注烧结矿分析，作为配料的最终依据。

（2）每日对配料所用的单品种物料水分进行测量，并根据实测水分测算每班实际配加铁混料的湿配比结构，彻底消除原料自身水分对配比的影响，确保干配比稳定。

（3）灌仓前原料作业区和炉料作业区双方工长现场做好料种确认，并在记录本上签字，确保上仓料品种正确。同时每个仓子旁边挂料种标识牌，以便岗位工确认灌料料种，同时岗位也做好灌料记录。通过上述确认后，以确保灌仓料种不发生错误。

3 效果

通过一系列技术措施和自动化程序的完善，直供铁混料的产量（表1）和质量（图4）得到了保障和提升。2016年底由于限产四号高炉停炉至今，因此2017年铁混料产量降低。

表1 2012-2017年铁混料产量    万t       

铁混料质量变化情况

4 结语

宣钢铁混料工艺模式由平铺直取改变为直供铁混料模式后，产量水平和各项技术指标不下降，关键在于以下四方面：�崳�

（1）快速清除粘料的铁矿粉料仓可以节约处理料仓粘料时间，减少圆盘断料次数，减少料头、料尾料对铁混料质量稳定性的影响。

（2）计量精度更高的皮带秤保障了铁混料质量的稳定性。

（3）原料冻块清除技术有效的改变了铁混料用料的物理特性，解决了冻块对圆盘出料连续性和稳定性造成的影响，保证铁混料质量受控。

（4）自动化程序的完善，有效的提高了设备的自动化程度，对铁混料质量的稳定起到促进作用。