西溝石灰石塊粉均衡性技術研究

趙學敏 張麗宙

（1.酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司信息自動化分公司;2.甘肅西溝礦業有限公司）

甘肅西溝礦始建于1959年，是酒鋼集團宏興鋼鐵股份公司的石灰石原料基地，同時為周邊水泥廠、電廠、鋁廠提供石灰石原料。因市場總體對塊狀（+10 mm）石灰石礦的需求更大，而現場塊礦率只有48.1%，多余的粉礦需倒運至他處銷售，在滿足塊礦需求的情況下每年需倒運35萬t以上的粉礦，這不但會增加生產成本，而且影響銷售額。因此，西溝礦迫切需要優化生產工藝。

1 生產現狀

生產現場采用兩段破碎—篩分工藝，粗碎反擊破前礦石的塊礦率約為73.6%，反擊破產品的塊礦率為58.3%，塊礦率下降15.3個百分點；中碎圓錐破產品的塊礦率為52.5%，塊礦率下降5.8個百分點，篩子壽命期的平均塊礦率為48.1%。

2 影響西溝礦綜合塊礦率的因素

2.1 溜井因素

A系統2條溜井深400 m，生產過程中往往因采場溜井灌礦過程和下游生產工序不匹配，常出現溜井空高過高，礦石入溜井時產生較大的沖擊力，造成礦石塊礦率降低［1］。

2.2 重板給料機因素

重板給料機給料出口尺寸為1 800 mm×1 500 mm，運行頻率20～22 Hz，給礦量780～830 t/h，給礦速度較慢，輸送的物料集中，進入反擊破的物料厚度較大，影響反擊破的生產能力及效率。

2.3 反擊破因素過度破碎

進入反擊破的礦石插入深度較小，而物料插入轉子深度是影響生產能力的主要因素，而轉子入料速度是影響插入深度的關鍵因素，因此，物料進入轉子的速度對產量的影響極大［2-3］。

2.4 露天礦多排孔爆破

露天礦多排孔（3排以上）爆破容易造成礦石爆破過程中的過粉碎，致使塊礦率降低。

3 工藝改進方向

3.1 溜井口改進

采場超標大塊礦石進入溜井造成溜井下口堵礦、膠帶下料口堵塞、膠帶劃傷、破碎機及重板給料機堵礦等問題，影響生產組織。因此，必須對溜井口進行改進，即在溜井口加裝格篩，控制超標大塊入溜井。

在溜井口加裝格篩，溜井直徑6 m，所以選用9 m×9 m規格的格篩，為降低安裝及檢修難度，該格篩采用3塊3 m×9 m的格篩拼接而成。格篩表面為雙金屬復合耐磨鋼板，下部采用16Mn制作的工字主梁；中間加立板，立板立面做耐磨處理，上部有分散裝置，采用高強耐磨合金制作。當高空礦石落下時，分散裝置可以有效地緩沖礦石對格篩的沖擊，同時礦石在撞擊分散裝置的過程中，在自身沖擊力作用下破碎后落入溜井，減少大塊礦石堵塞格篩的幾率。

3.2 加裝溜井測深裝置

溜井測深采用最原始的測繩、投擲石子等方法進行，此方法無法準確判斷溜井料位高度和存礦量，經常造成井空、堵塞等生產事故，生產損失巨大。值班人員經常至溜井口進行測量，溜井空高數據無法實時掌握，給溜井配礦帶來很大難度；集控室人員無法實時掌握溜井空高，對于下線生產無法發出準確指令，導致下線生產不能連續進行，造成勞動生產力的極大浪費。

為解決上述問題，在溜井口架設VEGA雷達料位計，測量距離最遠100 m，精度2 cm，分辨率1 mm，響應速度毫秒級。控制系統采用西門子S7-1200系列PLC，設置下限報警，下線報警設2個報警閾值，控制器根據設置閾值對料位進行實時判斷，當料位觸發相應閾值時，控制通過繼電器輸出開關量信號，對聲光報警器進行報警控制。

搭建無線網橋，溜井和值班室S7-1200 PLC通過工業以太網與無線網橋連接，溜井PLC與休息室PLC通過機旁無線網橋經西山頭無線中轉基站實現數據交換，保證采場區域無線網絡的全覆蓋，不受采場采掘面變化的影響。控制系統采用西門子S7-1200系列PLC，主控器采用CPU1214集成以太網及DP接口。通過手持終端或PC終端實時監控所有溜井空高，便于值班長和調度人員組織、協調生產，減少各溜井井空和堵塞事故的發生。

3.3 改進重板給料機，提高運行頻率

對重板給礦機上部進料口進行部分封堵，進料口寬度保持不變，使用40 mm鋼板將進料口的長度由3.4 mm縮小到1.4 m。入料口縮小后，重板給礦機出料高度由以前的1.8 m降低到1.1 m，單位距離礦石量降低38.9%。保持重板給礦機的落料點在重板給礦機距機頭4/5處，使重板給料機給料均勻。將運行頻率調整到26～28 Hz，提高物料進入反擊破轉子的速度和物料插入轉子的深度。

3.4 加裝預篩裝置

重板給料機至反擊破加裝小型棒狀條篩，礦石在進入反擊破前先進行預篩分，將小于140 mm的礦石通過條篩直接進入A1膠帶，減少符合中破要求的塊礦的破碎次數，增加塊礦率。

重板給料機至反擊破溜槽距離為2.6 m，內部寬度為1.48 m。依據現場實際安裝條件，可安裝長度為2 m的條篩。考慮到篩條的固定、檢修、更換的方便，條篩上下兩端使用50 mm厚的開φ125 mm通孔的鋼板固定。條篩制作使用120 mm圓鋼，篩條上間距為200 mm，下間距為250 mm，篩縫從上到下逐漸變大（圖1），可防止礦石在篩條之間被卡，從而起到防止堵塞的作用。同時，篩條采用插裝式安裝，方便日后更換篩條，檢修時，每根篩條可單獨取出。條篩下部高于反擊破料口20 mm，防止礦石下落過程中堆積。

在基準平臺上（反擊破后方）開鑿一800 mm×800 mm的漏料口，開鑿出的料口四周使用10 mm鋼板防護，在內部安裝12 mm耐磨襯板，對外側護板進行保護。料口開鑿位置見圖2，料口結構見圖3。

基準平臺上下2部分溜槽全部采用10 mm鋼板做主體結構，內部安裝12 mm低合金鋼板做耐磨襯板，整體采用焊接方式連接。下部料口與反擊破下料口對接，中部再制作緩沖板，減小礦石下落勢能。篩下的小粒積礦直接通過反擊破下料口進入A1皮帶。

4 改進效果

通過實施上述改進措施，不僅塊礦率提高到53.5%（部分測定結果見表1），而且有效地解決了生產過程中的各種堵礦問題，大大提高的生產的穩定性，勞動生產率得到提高。

5 結論

針對甘肅西溝石灰石塊礦（+10 mm）率低，影響企業經濟效益的問題，現場進行了一系列技術改造，主要措施包括溜井口改進、加裝溜井測深裝置、改進重板給料機、加裝預篩裝置等。經過現場改造，不僅塊礦率由改造前的48.1%提高至53.5%，而且有效地解決了生產過程中的各種堵礦問題，大大提高的生產的穩定性，勞動生產率和經濟效益都得到了提高。

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