自動造球技術在球團生產中的應用研究

顧李虎

（揚州泰富特種材料有限公司，江蘇 揚州 225200）

隨著時代發展，燒結技術已經有了大幅度的提升，其相應設備逐漸完善，燒結水平也隨之提高。且在當下技術的不斷發展下，鋼鐵廠的生產精度也有了提升，這同樣推動了原料生產質量的提高。但是相對來講球團發展中依然存在著較多問題，需要鋼鐵廠對其加以研究分析，找到問題所在，并針對性地改善工藝，推動鋼鐵廠的可持續發展。

1 造球工作概述

造球是球團生產中的一個重要環節，其生球的質量將直接關乎后續球團的產量及成本。一般來講生球質量是否達標，與生產人員的能力、原料配比狀況、造球盤轉速等有著較為密切的聯系，如今在造球過程中，大多采用人工觀察的方式預估生球粒度大小，并據此對水量、造球盤轉速等進行調節，以此完成造球工作。但是因為不同生產人員的精力、工作能力、責任感等有著較多差異，因此最終所制作而成的生球質量存在不穩定的狀況。當下隨著我國科技水平的提高，圖像處理技術及球團粒度識別技術等逐漸被開發出來，這為后續自動造球系統的建立奠定了基礎。實際操作中，可以將圖像處理技術應用到造球盤中，以此對生球粒度范圍進行控制，為后續自動造球工作提供更加精準的信息，真正實現自動化造球。此外同樣可以在造球體系中加入在線水分檢測及自動加水控制技術，該方式下可以與粒度分析系統共同作用，形成閉環，提高水分增加的精準度，提高生球質量。該方式下同樣可以解放工作人員的雙手，降低勞動成本，也可以保證生產的穩定性。

2 自動造球改造的意義

隨著人們對礦物需求的增加，礦產行業的競爭壓力越來越大，這也帶動了球團生產工藝的發展。如今球團工藝已經由單純處理鐵精礦粉擴展到除塵工藝等方面，其工業規模也在不斷擴大。球團礦具有較為優異的冶金特性，同時也有著較多微氣孔，其硬度較高，可以增強高爐冶煉。自動造球改造可以有效改善造球工藝，提高造球效率。首先，自動造球改造可以提高球廠的生產效率，縮短生產周期，降低生產成本。這對于提高企業的競爭力具有重要意義。其次，通過自動造球改造，可以實現對產品質量的嚴格控制，提高產品的性能和質量。這有助于提升品牌形象，擴大市場份額。另外自動造球技術發展下，工作人員的雙手得到了解放，有助于降低人們的勞動強度，并改善工人的工作環境。此外在當下市場發展下，自動造球改造可以進一步適應市場，滿足用戶需求。最后，自動造球改造是產業升級的重要手段，可以推動我國造球行業向自動化、智能化方向發展。這有助于提升我國造球行業的整體水平，為我國的經濟建設作出積極貢獻。總體來講，自動造球改造對于提高生產效率、優化產品質量、減少人工勞動、適應市場需求和促進產業升級具有重要意義。

3 自動造球技術改造方案

首先，可以在補水方面做出改善與優化，以往工作中需要工作人員手動補水，控制補水量，該方式下容易導致補水量出現不足或者是過多的狀況，且部分工作人員自身經驗不足，很難把控補水量。基于此可以利用電動調節閥，對補水設備進行遠程自動控制，其補水量會更加精確。其次，可以安裝電磁流量計，該設備可以對補水量的波動趨勢進行實時監督，以便設備可以正常運行，該方式下水量控制會更加精確。再者，可以從配料供給皮帶上進行改造，利用計算機等技術對其自動操控，對其盤料加以控制，保證其供給的合理性。此外，同樣要利用計算機技術對造球盤轉速進行控制，其轉速往往會直接關乎成品球的質量，只有做好轉速控制，才可以更好地制作出質量優良的球團。最后，要重視監控系統的合理應用，在實際操作中可以增加配套系統，利用監控軟件進行反復分析對比，并了解到成品球的粒度狀況。其監控可以將成品球數據等反饋給造球系統，對其強度粒度等加以調節，保證球團生產的合理性。

4 球團生產中存在的問題

4.1 球團返料問題

球團返料是指在球團生產過程中，由于各種原因造成的物料不能形成球團，而是以粉狀或小塊狀的形式從球團生產線上返回。球團返料往往會跟隨料流在生產中不斷循環，很容易導致返料粒度出現波動。返料的存在不僅影響球團的生產效率，還會影響球團的質量，也會影響到造球的穩定性。而導致球團返料的原因有多種，首先，在球團生產線設計時，如果設備的選型和布局不合理，可能會導致破、磨、混料等工段的粉塵污染嚴重，從而影響球團的形成。而若是原料的環境出現變化，也同樣會影響球團的形成，如原料的濕度、粘度、粒度等參數發生變化，都容易導致返料的增加。其次，從操作參數上來講，其操作參數設置不當，如料量、水分等，都會導致返料增加。再者，設備狀態同樣會影響到返料狀況，如果球團制作中所使用設備有老化等問題，就會導致返料增加。在這一基礎下，技術人員要做好創新及優化工作，提高生產能力，優化生產工藝，降低返料的產生。總體來講，返料問題一貫是球團生產中的重點問題，要解決這一問題就需要從設備、操作、工藝等多方面進行分析，找到問題所在并加以解決。

4.2 造球盤刮刀使用問題

造球盤刮刀是球團生產線上重要的設備之一，用于將物料刮成球狀。刮刀的合理使用往往可以提高造球盤生產率，提高生球質量。原本球團生產中大多會使用旋轉式活動刮刀，通過對其轉速進行控制，對整個盤面進行清理。然而在生產中逐漸發現，造球盤刮刀的轉速很難與造球盤轉速進行匹配，如果單單憑借人工對其轉速進行調整非常困難且復雜。因此造球盤上出現較多清理盲區，很容易形成黏結料塊。而一旦造成黏結料塊，就會導致料流無法正常運行，生球結構也會被破壞。由此技術人員對造球盤刮刀的使用問題進行了一系列分析，發現其故障率與多種因素有關。首先，在長時間的高溫、高壓、高摩擦力的作用下，造球盤刮刀的表面可能會出現嚴重的磨損，導致刮刀的形狀、尺寸發生變化，從而影響刮刀的刮料效果。據此刮刀無法正常發揮作用，容易導致生球制作質量出現問題。其次，造球盤刮刀在使用過程中，會出現焊接部位開焊、脫落等問題，導致刮刀在使用過程中出現斷裂、脫落等現象，影響球團的形成。而如果造球盤刮刀的材料選擇不當，或者熱處理工藝不合理，也會導致刮刀的硬度不足，從而在刮料過程中容易產生變形、磨損等問題。此外，需要注意保養問題，如果造球盤刮刀的維護保養工作不到位，如定期檢查、清洗、潤滑等工作沒有做好，會導致刮刀的使用壽命縮短，影響球團的生產效率和質量。總體來講造球盤刮刀的使用現狀及問題主要包括磨損、焊接質量、硬度不足、安裝問題、維護保養等方面，需要針對這些問題進行改進，以提高球團的生產效率和質量。

4.3 生球輥篩使用問題

球團生產過程中，輥篩是其中非常重要的環節，該設備往往被放置在皮帶與鏈箅機布料之間，用于篩選合格生球。一般來講，生產人員會按照對象將其分為大球輥篩及小球輥篩2 種。在生產過程中，不同輥篩對象下所使用的生產線有所不同，以此提高篩選質量。但是實際生產中可以發現，不同的礦種結構、造球原料等會影響到篩分的效率。如果粒度差異較大，就會導致最終流速不均，很容易出現空區，無法完成篩選工作，也會破壞生球結構。因此在實際工藝生產中，要關注這一使用問題，并找到其問題所在，針對性加以解決。

5 自動造球技術的應用分析

5.1 合理構造系統框架

一般來講，成球粒度分析的基礎是合理利用機器視覺技術，在實際應用中可以在球區兩邊放置攝像頭，以此做好監視工作，保證工作區域的全覆蓋。另外，可以將高性能微型工控機安置在儀表箱內部，對成球生產中的數據進行采集與分析，將其最終獲取到的數據計入數據庫中。其次，要做好傳感器放置，傳感器主要用于實時監測造球過程中的各種參數，如粒度、水分等，并將這些信息轉換為數字信號傳輸給控制系統。因此要重視傳感器的載入，以此對球區生產進行全面把控。控制系統往往是自動化系統的核心部分，負責接收傳感器傳輸來的信號，并根據預設的規則和算法對信號進行處理，生成控制指令。技術人員要做好傳感器與控制系統之間的連接，保證其可以正常運行。此外，要重視執行器的合理使用，其主要任務是按照控制系統所發出的指令做出操作，如控制球盤的轉速、控制水的添加量等。同時可以設置信息處理系統，以此對傳感器和控制系統之間的信號進行處理和分析，如對粒度數據進行統計分析、生成粒度區間百分比等。最后，可以設置人機交互界面，用于顯示造球過程中的各種信息，如設備狀態、生產進度等，并提供操作界面，方便操作人員對系統進行控制和調整。

5.2 粒度分析設計

造球盤所生產出的生球往往需要進入到輥篩中進行篩選，將其合格的生球篩選出來，在該階段可以設置檢測設備，關注生球粒度的變化。同時可以將相機安裝在這一系統中間部位，用于照片拍攝。單臺相機拍攝面積有限，因此可以在該部位安裝2 臺相機，將相機與輥篩呈垂直姿態。從軟件角度來講，要重視圖像分析技術的合理使用，在視覺系統的合理應用下，技術人員可以分析出數據變化規律。如果粒度偏大，其最終的輥篩面積較小；而如果粒度偏小，其輥篩露面積會偏大。

5.3 加水控制系統設計

對生球性能進行分析時，需要關注到其水分、粒度等數據，球團生產中加水是非常關鍵的環節，往往對后續生球質量有著較多影響。自動造球系統中最重要的是維持水分添加的合理性，以此保證出球率的穩定。首先在系統設計中，要設定合理的加水目標，根據球團生產的要求，設定合適的水分含量范圍。這個范圍應該考慮到球團的最終用途，以及生產過程中可能出現的粒度變化、燃燒值變化等因素。同時要選擇能夠準確測量球團水分的傳感器，如水分傳感器或紅外線水分測量儀。這些傳感器可以實時監測球團的水分含量，并將數據傳輸給控制系統，以此對水量添加進行調整。控制系統往往能夠根據傳感器傳輸來的數據，自動調整加水量。這可以通過設定一定的規則和算法來實現，如當水分低于目標值時，控制系統自動增加加水量，當水分高于目標值時，控制系統自動減少加水量。此外在設計加水控制系統時，應該考慮到生產過程中的各種波動，如原料的粒度變化、燃燒值變化等。這些波動可能會影響到球團的水分含量，因此控制系統應該具有一定的適應性和調整能力。最后可以設置報警機制，當出現異常情況時，能夠及時通知操作人員，避免生產事故的發生。如當傳感器出現故障時，控制系統應該能夠自動停止加水量，避免過度加水導致球團質量下降。為了保證加水控制系統的正常運行，技術人員也要定期檢查和維護設備，如清洗傳感器、檢查傳感器連接線等。這樣可以確保傳感器能夠準確測量球團的水分含量，從而提高自動控制的精度和穩定性。

5.4 遵循環保理念

球團廠在目前發展中，面對著全新的發展形勢，管理者需要加強環保理念，跟隨時代發展趨勢，降低球團生產對環境的影響。首先可以通過精確的粒度識別和統計分析技術，對原料進行精細化管理，合理調整原料配比，降低原料中的有害物質含量，從而降低生產過程中對環境的污染。另外在當下球團生產中，技術人員可以通過監控系統對自動造球的生產過程進行監督，因此同時可以對其能源消耗進行實時監控和調整，提高能源利用率、減少能源浪費、降低碳排放。其次在自動造球過程中往往會生成較多廢水，這些廢水排放到周圍環境中容易影響到生態平衡，因此要加強廢水處理設施的建設和管理，確保廢水達標排放，減少對環境的影響。再者要控制生產過程中的粉塵污染，通過優化生產工藝和設備，降低生產過程中的粉塵產生，并采取有效的粉塵收集和處理措施，減少粉塵對環境的影響，且可以加強對生產過程中的環境污染源的監控和管理，實施綠色生產計劃，增強員工的環保意識，推動企業實現可持續發展。對于技術人員來講，同樣需要持續關注和引進先進的環保技術，將其應用于自動造球生產過程中，提高環保治理水平。

6 結語

綜上所述，球團生產中往往容易遇到較多問題，其生產技術、設備具有落后性，也會對周圍環境造成污染。在這一基礎下管理者要增強創新意識，將自動化技術引入到球團生產中。在該技術下球團生產工藝會有所提高，且球團質量有所保證，這同樣可以有效推動未來礦產行業的發展。