綜合料場的發展趨勢探討

文 明

(成渝釩鈦科技有限公司，四川內江642469)

原料場是鋼鐵企業不可或缺的重要工序，承擔著鋼鐵企業95%以上的物料準備及處理功能，是污染源之一。

20世紀60年代，我國有些鋼鐵企業的原料比較單純，大部分使用精礦，成分較穩定，運距又短，僅在鋼鐵廠內設立帶蓋的精礦倉庫而無專門的原料場。80年代初以寶鋼為先行者，中國一些鋼鐵企業相繼建設一批具有現代化水平的大、中型原料場，但幾乎全部為露天原料場。

近年來，隨著國家綠色鋼廠和智慧鋼廠的大力提倡和推進，現代化環保、智能封閉原料場的建設既緊迫也必要。各鋼鐵企業迫切需要建設新型原料場替代露天原料場，或對露天原料場進行棚化、庫化的綠色升級改造，逐步達到國家對冶金企業環境治理的要求［1］。

“十二五”期間，多數鋼鐵企業原料場已形成一定規模，具備較為完整的生產工藝流程，基本實現管理集中化和裝備機械化，但距離真正意義上的環保智能化原料場還存在較大差距。同時，從整個鋼鐵行業看，中小型鋼鐵企業原料場仍處于國內一般水平，特別是民營企業，原料場多數還停留在初期簡易落后水平。

1 原料場設計配置

成渝釩鈦原料場主要為新建的燒結和高爐服務，主要由受卸設施、一次料場、混勻料場、供料設施及水、電、風、氣等公用輔助設施組成。其主要功能為貯存燒結礦、含鐵粉礦、焦粉、無煙煤、廠內返料及其它副原料。所有物料進場均為合格品，原料場內未設置破碎篩分處理設施。年堆料量6.51萬噸，年混勻量7.01萬噸，年供料量16.43萬噸。工藝流程見圖1。

1.1 受卸系統

主要接受火車及廠內、外汽車來料。火車受卸系統主要與鐵路公司翻車機系統接軌。汽車受卸系統為2處地下汽車受料槽，年受卸量約為127萬噸。其中汽車受料槽SZ1布置有6個倉，主要用于接收廠外自卸車運來的原料和內循環物料，為防止粉塵外逸設置有1套除塵系統，總風量為192 000 m3/h，后來由于環保要求，在1#、2#返礦倉安裝了一套自動噴霧抑塵裝置。汽車受料槽SZ2布置有6個地下受料槽，用于接收參與混勻的云石粉和石灰石粉，為防止粉塵外逸設置有1套除塵系統，總風量為211 200 m3/h，其兼顧混勻配料系統的除塵。

圖1 工藝流程圖

1.2 一次料場

主要承擔受卸系統來料的貯存及堆、取任務，共設有4個料條，料堆底寬40米，每個料條長約420米，總堆場面積約11.76公頃。另外，在料場頭部布置了燃料防雨棚。一次料場配置了4臺斗輪堆取料機進行物料堆、取作業(每條軌道上行走兩臺斗輪堆取料機)。每隔20米設置1個噴水抑塵噴槍，考慮到內循環雜料親水性差，揚塵大，在內循環雜料堆放點增設了4組噴槍進行抑塵控制。后因回廠汽運物資進料場卸貨問題，在進出料場口設置有2套洗車裝置，減少了貨車車輪揚塵和礦粉的流失。2019年因國家環保高標準要求，在料場周邊建起了10米高的抑塵網，對風沙季節料場的揚塵起到了有效的抑制作用。

1.3 混勻料場

混勻料場主要作用是通過配料及混勻堆取作業，達到均勻和穩定燒結含鐵原料。主要包括混勻配料槽、混勻配料系統、混勻堆場、混勻堆料機、混勻取料機等。堆場布置成一跨兩堆的形式。每個料堆貯量為10萬噸。配置1臺混勻堆料機進行堆料作業，2臺雙向雙斗輪混勻取料機進行取料作業。每隔20米設置1個噴水抑塵噴槍。在混勻配料槽上采用移動式通風槽，風量230 800 m3/h，但由于卸灰和空壓機故障頻繁，該裝置一直處于閑置狀態。

1.4 供料系統

供料系統承擔運輸物料的任務，包括原料場內部供料、原料場向各用戶的供料及各用戶之間的供料，均采用帶式輸送機輸送。供料系統在供應燒結礦、干返料及焦粉等作業時，揚塵嚴重，2018年底新增設了1套除塵系統，風量250 000 m3/h，但因管線布置不合理，除塵點偏多，除塵效果有限，崗位環境極差。

2 原料場環保、機械裝備情況

(1)原、燃料集中貯存、混勻加工和運輸，采用高效率堆、取料設備進行物料堆、取作業。

(2)原料場設置電控中心，各運輸系統由電控中心集中控制，有關設備實行電氣聯鎖，采用PLC控制，LCD顯示各工藝系統設備運行情況。

(3)采用自動取樣裝置，提高試樣的代表性和正確率。

(4)通訊設施配置，各工藝設施均設有調度電話和系統廣播。

(5)為保證帶式輸送機正常運行，機上設有各種安全檢測裝置。

(6)環保設施配置，在各物料轉運點采用抽風除塵，一次料場各料堆采用噴灑水抑塵，帶式輸送機轉運站采用灑水清掃地坪，污水集中處理后達標排放。

3 智能化改造的問題探討

3.1 自然環境限制

料場為露天料場，未進行棚化封閉，受天氣影響較大，設備作業環境較差，尤其是雨季，電氣、儀控設備故障較多，為保正常生產，取消了部分設備的檢測裝置，如跑偏檢測、打滑檢測，防堵檢測等，限制了智能化應用，必須進行棚化、封閉。

3.2 堆場影響

斗輪堆取料機的采用，大大縮短了堆取時間，提高了工作效率，減輕了工人勞動強度。但由于原料場受總圖地形限制，設計堆場偏小，堆存的原料品種多達14個，導致每個品種的堆場狹小，部分品種之間甚至無間距，無法實現回廠原料的混勻造堆功能，限制了智能化堆取料的應用。實現智能化，堆場必須要大，品種要少，避免設備頻繁的往復動作，減少故障。受地形限制，目前堆場無法進行拓展，是改造的限制性環節。

3.3 含鐵廢物的腐蝕影響

智能化對設備和環境要求較高，不潔凈環境和軌道沉降導致車輛行走抖動會使反光板靶位不準，使定位檢測失去作用。料場屬于回填型料場，地基不穩，沉降嚴重，是個難點；其次企業內的循環雜料大部分進了料場，除塵灰、污泥、氧化鐵皮，鋼渣等物質，揚塵大，腐蝕強，附著在設備上腐蝕設備，影響設備檢測的準確性。這部分物料必須遷出料場單獨進行加工，才能為智能化料場創造條件。

3.4 膠帶機改造

膠帶機運行存在諸多問題，不能實現安全運行，勞動效率低，生產中漏斗溜槽堵料、皮帶跑偏撒料，翻板卡阻，膠帶機輔助設施缺失，狀態監測缺失，照明和監控輔助設施缺失，要實現智能化升級，膠帶機運輸系統技術升級改造是關鍵環節，要從最基礎的地方入手，解決料斗堵塞，跑偏撒料、狀態監控等難題，確保膠帶機系統的安全，最終實現無人值守，使崗位人員專注于設備設施的巡檢維護。

3.5 二次料場的改造

目前混勻料場的堆料機、取料機因堆場較長，環境相對較好，具備智能化升級改造條件，可實現無人操作控制，但仍需考慮采用先進的定位和測距技術對堆、取料機實施精確定位。考慮到料場未進行棚化改造，露天作業，設備故障高，還是應考慮人工干預實施遠程操控，防范出現較大安全事故［2］。

4 結語

(1)從國家環保態勢和超低排放政策要求看，未來必須對料場進行棚化升級改造。封閉料棚是現代綜合原料場最大亮點，其關鍵點在于大跨度料棚封閉技術的實現與其經濟合理性之間的平衡［1］，同時解決料場雨季生產的難題。

(2)從目前存在的人員年齡結構老齡化及企業招工難問題，智能化料場升級改造是必然趨勢。

(3)內循環含鐵廢料作為原料直接配入燒結工序，鐵資源處理方式比較粗糙，屬于粗放型利用，存在配料、混合困難等問題，且腐蝕強，揚塵大，影響環保和設備的準確檢測。料場智能化改造必須將這部分物料遷出料場，另尋地址進行單獨加工處理，再進入料場使用。