關(guān)于鋼鐵原料全流程自動(dòng)化質(zhì)檢技術(shù)應(yīng)用探討

鄧海建

（天津天鋼聯(lián)合特鋼有限公司，天津 301500）

鐵礦石和煤炭資源作為不可再生資源，隨著開(kāi)采力度的增加，其數(shù)量也在不斷減少。鐵礦石和煤炭資源作為鋼鐵產(chǎn)品的原料之一，其成本基本占據(jù)了鋼鐵成本的70%左右。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展以及科技技術(shù)快速提升的時(shí)代背景下，世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)的重心也開(kāi)始超向發(fā)展中國(guó)家傾斜，這則進(jìn)一步促進(jìn)了我國(guó)鋼鐵行業(yè)的快速發(fā)展，鋼鐵產(chǎn)量得到了極大的提升。此時(shí)對(duì)于鋼鐵品質(zhì)的要求也隨之提升，而嚴(yán)控鋼鐵原料質(zhì)量則是確保鋼鐵產(chǎn)品品質(zhì)提升的重要基礎(chǔ)。然而現(xiàn)階段，我國(guó)鐵礦石以及煤炭資源的供應(yīng)商較多，部分供應(yīng)商為了牟取高額利潤(rùn)，企圖用質(zhì)量低劣的原材料蒙混過(guò)關(guān)，給鋼鐵企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重的損失。因此要想全面提升鋼鐵產(chǎn)品質(zhì)量，就需要從源頭上把好原材料質(zhì)量關(guān)，強(qiáng)化質(zhì)量檢驗(yàn)工作[1]。

1 傳統(tǒng)的檢測(cè)方法

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的鋼鐵企業(yè)采取的都是計(jì)劃經(jīng)濟(jì)，在進(jìn)行原材料采購(gòu)時(shí)，主要是依據(jù)計(jì)劃進(jìn)行劃撥，這樣的原材料供應(yīng)質(zhì)量相對(duì)有保證，于是對(duì)原材料的質(zhì)量檢查方面不太重視。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及國(guó)企改制的快速推進(jìn)，鋼鐵行業(yè)也快速發(fā)展起來(lái)，鋼鐵原料的供應(yīng)也不再是單純的計(jì)劃調(diào)撥，此時(shí)就對(duì)原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)提出了更高的要求。然而受到傳統(tǒng)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響，鋼鐵行業(yè)原料質(zhì)量檢驗(yàn)工作進(jìn)展依然較為緩慢，依然采用的是傳統(tǒng)的驗(yàn)收辦法。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法流程為：汽車或者火車進(jìn)廠→人工鐵鏟進(jìn)行取樣→計(jì)量檢斤→原料場(chǎng)落地取樣抽查→化驗(yàn)→結(jié)算。從這個(gè)檢驗(yàn)流程來(lái)看，計(jì)量以及檢斤的環(huán)節(jié)較為簡(jiǎn)單，諸如軌道衡或者皮帶稱等技術(shù)，都已經(jīng)十分的嫻熟了。然而在原料場(chǎng)落地抽查的過(guò)程中，其難度還是相當(dāng)?shù)拇螅y以做到代表性，僅僅可以發(fā)揮一點(diǎn)點(diǎn)的監(jiān)督作用。化驗(yàn)的環(huán)節(jié)則需要運(yùn)用密編的措施予以集中的監(jiān)控。此外，人工取樣環(huán)節(jié)更是十分混亂，隨意性較大，代表性不強(qiáng)。目前，很多鋼鐵企業(yè)結(jié)合自身實(shí)踐，采取多種措施對(duì)原料質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量予以監(jiān)控，但是效果相對(duì)較小，難以起到較好的代表性作用。由此可見(jiàn)，進(jìn)入新時(shí)代，需要對(duì)鋼鐵行業(yè)的原料質(zhì)量檢驗(yàn)工作予以進(jìn)一步完善和改進(jìn)，克服其中存在的不足之處，探究相應(yīng)的改進(jìn)方法，全面提升鋼鐵行業(yè)原料質(zhì)檢水平。

2 全自動(dòng)化取樣技術(shù)

從上面的論述中可以看到，傳統(tǒng)質(zhì)檢方法中，人工取樣代表性較長(zhǎng)，難以深入到料層之中，加之人為因素的干擾，使得質(zhì)檢效果大打折扣。而在自動(dòng)化和智能化技術(shù)的推動(dòng)下，積極引入自動(dòng)化技術(shù)和智能控制技術(shù)，來(lái)進(jìn)行鋼鐵原料的取樣，能夠有效彌補(bǔ)人工取樣的不足，極大的提升取樣工作效率。具體的操作流程如下：第一，利用龍門梁或者是天車橋的辦法，在原料運(yùn)輸車輛途徑的線路之上，架設(shè)機(jī)械取樣機(jī)，利用該取樣機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)汽車或者是火車的逐車取樣。整個(gè)取樣過(guò)程主要由計(jì)算機(jī)予以控制，能夠在整個(gè)的車輛水平面范圍內(nèi)，做到二維的自由行走。此外，將動(dòng)力采樣頭配置在取樣機(jī)之中，能夠自由的進(jìn)行升降和運(yùn)動(dòng)，這樣一來(lái)，就能夠做到三維定點(diǎn)取樣。第二，利用現(xiàn)代的信息軟件系統(tǒng)，結(jié)合原料的取樣規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)，利用計(jì)算機(jī)編程功能，自動(dòng)選取智能化的取樣方案。第三，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)受到的樣品的自動(dòng)嗦粉、制樣以及樣品收集等功能。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化錄像監(jiān)控的配合下，構(gòu)建一套完善的原料綜合之間系統(tǒng)。第四，原料取樣人員無(wú)需進(jìn)入到取樣現(xiàn)場(chǎng)中去，而是集中在取樣操作室之中即可，借助自動(dòng)化取樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)人值守的取樣操作。取樣人員僅需要利用現(xiàn)代化的對(duì)講機(jī)、電話等和現(xiàn)場(chǎng)管理人員保持密切溝通，這樣一來(lái)，就能夠最大限度的降低人為因素對(duì)于取樣環(huán)節(jié)的干擾，確保取樣的代表性。總體而言，隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化和智能化已經(jīng)開(kāi)始在多個(gè)行業(yè)中進(jìn)行滲透，成效顯著，極大的降低了工人的勞作強(qiáng)度，提升了生產(chǎn)效率，避免人為因素帶來(lái)的不良影響。同時(shí)自動(dòng)化技術(shù)初期雖然投資成本較大，但長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看能夠顯著降低成本，且能夠?qū)ιa(chǎn)工藝流程予以改進(jìn)，在國(guó)外，自動(dòng)化和智能化技術(shù)發(fā)展迅速。特別是工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中，數(shù)控機(jī)床以及自動(dòng)化產(chǎn)線已經(jīng)不再稀奇，無(wú)人值守和智能化監(jiān)控更是十分普遍。于我國(guó)而言，我國(guó)的自動(dòng)化和智能化技術(shù)起步較晚，還需要不斷借鑒國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，積極引入更多先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，加強(qiáng)自主研發(fā)，以便于在鋼鐵行業(yè)原材料質(zhì)檢過(guò)程中得到運(yùn)用，進(jìn)一步提升原料質(zhì)檢效果[2]。

3 應(yīng)用以及應(yīng)用效果

在鋼鐵行業(yè)中，針對(duì)原料的質(zhì)量檢驗(yàn)，其所運(yùn)用的指標(biāo)技術(shù)和功能主要包括以下幾個(gè)類型：第一，采樣辦法。在實(shí)際質(zhì)量檢驗(yàn)工作中，可以利用橋式運(yùn)行螺旋采樣的辦法予以采樣操作；第二，關(guān)于整個(gè)斷面的采樣。應(yīng)保障車輛得以按照通行，然后才能夠深入到車底，不斷進(jìn)行自主自動(dòng)調(diào)節(jié)，以便于控制深入到車底中的是深度。

第三，能夠自動(dòng)定位所有的車輛，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)各個(gè)智能控制采樣點(diǎn)的實(shí)際位置進(jìn)行控制。實(shí)際采樣過(guò)程中，一個(gè)單點(diǎn)的周期一般會(huì)比1分鐘還小。這樣一來(lái)，采樣速度便可以完成高效的采樣過(guò)程，完成采樣結(jié)束后，自動(dòng)開(kāi)啟清洗功能，對(duì)采樣器進(jìn)行自動(dòng)的清洗，確保采樣器始終保持干凈和整潔，避免雜物的落入。第四，自動(dòng)化的采樣設(shè)備可以滿足取板結(jié)料的取樣工作，并能夠同時(shí)發(fā)揮自動(dòng)嗦粉、噴碼、包裝以及集樣等功能。例如某鋼鐵企業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速，鋼鐵產(chǎn)量也大幅度增加，為了確保鋼鐵原料的質(zhì)量水平，特引入了智能化的質(zhì)量檢驗(yàn)手段。具體而言，其將12套全自動(dòng)化的智能取樣機(jī)布置在5到火車鐵道線的翻車機(jī)的前面和四道汽車運(yùn)輸線的上面，具體見(jiàn)圖1和圖2所示。利用這些自動(dòng)化智能取樣機(jī)，能夠自動(dòng)化的開(kāi)展煤炭、鐵礦粉等原料的自動(dòng)化采樣，高效完成的取樣任務(wù)，且取樣具備極高的代表性，能夠顯著提升原料質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。

圖1 進(jìn)廠原料全自動(dòng)取樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置—火車

圖2 進(jìn)廠原料全自動(dòng)取樣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)布置—汽車

綜上所述，伴隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的快速推移，鋼鐵行業(yè)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。受到計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影響，鋼鐵行業(yè)的原料質(zhì)量檢驗(yàn)工作發(fā)展滯后，難以適應(yīng)當(dāng)前鋼鐵行業(yè)的的快速發(fā)展趨勢(shì)。煤和鐵礦石作為鋼鐵行業(yè)的重要原料，其質(zhì)量檢驗(yàn)十分重要，直接關(guān)系到最終鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量水平[4]。隨著自動(dòng)化和智能化技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化開(kāi)始在多個(gè)行業(yè)中得以滲透，極大的提升了行業(yè)的生產(chǎn)效率。于鋼鐵行業(yè)而言，適時(shí)的將自動(dòng)化技術(shù)引入到鋼鐵原料質(zhì)量檢驗(yàn)工作中，通過(guò)自動(dòng)化取樣機(jī)的合理布置以及自動(dòng)化系統(tǒng)的收集、整理和監(jiān)控功能，能夠極大的提升原料取樣效率和代表性，顯著提升原料質(zhì)量檢驗(yàn)準(zhǔn)確度，推動(dòng)鋼鐵行業(yè)更好更快的發(fā)展。