黃榮軍

（涼山礦業(yè)股份有限公司，四川涼山 615100）

0 引言

昆鵬公司自2010 年8 月份投產(chǎn)以來，由于原設(shè)計設(shè)備的缺陷及受艾薩爐輔料自身物理性質(zhì)影響，艾薩爐輔料給料一直不連續(xù)穩(wěn)定，影響艾薩爐爐溫與渣型的穩(wěn)定性，導(dǎo)致柴油、氧氣的單耗較高，生產(chǎn)成本高居不下。針對艾薩爐輔料給料不連續(xù)穩(wěn)定及低料量精確給料控制困難的問題，介紹了如何利用座式圓盤給料機(jī)技改解決問題的方案以及技改后的效果和經(jīng)濟(jì)效益分析。

1 當(dāng)前情況及存在問題

艾薩爐所用輔料的給料設(shè)備設(shè)計為棒條閥和定量給料機(jī)，主要用于一次配砂、一次配煤、二次配砂、二次配煤及其他輔料的給料。在生產(chǎn)控制中，一次配砂量為1～3 t/h，一次配煤量為4～6 t/h，二次配砂量、配煤量視生產(chǎn)情況而變化，一般為1～3 t/h。

在生產(chǎn)過程中，無論是配煤還是配砂，給料都很困難，且非常不穩(wěn)定，不能滿足生產(chǎn)工藝需求，配煤、配砂的不穩(wěn)定，將直接導(dǎo)致艾薩爐爐溫波動、渣型波動，從而影響的生產(chǎn)的連續(xù)、穩(wěn)定、高產(chǎn)。

2 問題分析

2.1 物料的物理性質(zhì)

生產(chǎn)所用的煤為洗精煤，本身為細(xì)粒狀，含水約12%～14%，煤氣站篩分后的細(xì)煤也返回煤倉，含有少量塊狀煤。所用的石英砂中，也含有少量的塊狀物料，含水隨季節(jié)變化而波動，雨季含水量較高。

由于物料不可避免的存在含水量較高的現(xiàn)象，在較小的空間內(nèi)容易形成架橋，而且有塊狀物料的存在，導(dǎo)致現(xiàn)在的棒條閥在給料時下料不順暢。同時，水分較高的物料容易結(jié)倉堵死，造成給料的間斷，影響給料的連續(xù)性。

2.2 設(shè)備缺陷

現(xiàn)有料倉形狀為方錐形，下料口尺寸為400 mm×400 mm，物料中含有一定水分，特別是煤的含水能達(dá)到12%～14%，容易在出料口處結(jié)倉堵塞，而倉體沒有設(shè)計振打設(shè)施，物料結(jié)倉架橋時就會造成給料中斷。同時，采用棒條閥控制給料量的大小，有大塊物料時就會在棒條間隙處堵塞，導(dǎo)致物料無法順暢落到定量給料機(jī)皮帶上，且棒條閥不具備自動控制能力，無法按照工藝要求控制下料量的大小。這種方式給料最大的缺陷還在于料倉內(nèi)物料壓在定量給料機(jī)皮帶上，通過皮帶的運轉(zhuǎn)拖動物料，導(dǎo)致給料量無法精確計量，使艾薩爐輔料的加入量波動范圍較大。原設(shè)計艾薩爐輔料給料設(shè)備流程見圖1。

圖1 艾薩爐輔料給料設(shè)備流程

3 解決方案

綜合分析物料的物理性質(zhì)、工藝要求，結(jié)合艾薩爐輔料給料設(shè)備的工況要求，確定采用座式圓盤給料機(jī)（型號為KR15）代替棒條閥給料進(jìn)行技改，最終達(dá)到料倉不結(jié)料、給料范圍調(diào)節(jié)控制方便（尤其是在1～5 t/h 的低料量情況下給料順暢）、給料量的控制精確穩(wěn)定，具備自動控制、料量補(bǔ)償?shù)哪芰Γ赃m應(yīng)艾薩爐輔料給料的生產(chǎn)工藝要求。

3.1 KR15 型坐式圓盤給料機(jī)

座式圓盤給料機(jī)是一種使用廣泛的連續(xù)式容積加料設(shè)備，能均勻連續(xù)地將物料喂送到下一設(shè)備。喂料量可以調(diào)節(jié)，可喂送粉狀、小塊狀的物料（如煤粉、黏土等）。

KR15 型座式圓盤給料機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，主要由電機(jī)、圓柱齒輪減速機(jī)、圓盤主體組成。給料機(jī)圓盤的直徑1500 mm（外形尺寸2354.5 mm×1500 mm×720 mm），最大給料粒度為55 mm，圓盤轉(zhuǎn)速7.5 r/min，生產(chǎn)率25 t/h。電機(jī)型號Y132M2-6，功率5.5 kW。

KR15 型座式圓盤給料機(jī)通過電動機(jī)驅(qū)動圓柱齒輪減速機(jī)拖動圓盤主體轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)連續(xù)均勻給料。

3.2 技術(shù)改造內(nèi)容

3.2.1 料倉改造

將現(xiàn)有料倉下段切除，制作天圓地方活動料倉（Φ800/2000×2000，L=1000 mm）吊掛在上段料倉上，活動料倉內(nèi)襯高分子材料，倉壁上加裝一個倉壁振動器，用以在料倉內(nèi)壁積料時將物料振動下，同時，將倉壁振動器的控制開關(guān)引到主控室，主控人員通過DCS 控制界面及監(jiān)控器畫面實時監(jiān)控料倉的下料情況即時操作倉壁振動器，確保料倉下料順暢。

3.2.2 圓盤給料機(jī)安裝

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，圓盤給料機(jī)利用自制支承架橫跨過定量給料機(jī)尾部上方安裝，圓盤中心與定量給料機(jī)中心和料倉中心在一條垂直直線上，用螺栓將圓盤給料機(jī)機(jī)座與支承架進(jìn)行連接，安裝調(diào)試完成后將支撐架焊接固定在預(yù)埋件上。圓盤給料機(jī)安裝具體尺寸、結(jié)構(gòu)如圖2 所示。主體設(shè)備安裝完成后，在圓盤盤面四周用廢舊皮帶制作圍邊作為擋料裝置，同時，將用廢舊閘閥閘門絲桿制作的活動刮板安裝在圍邊框架上，活動刮板可以靠絲桿調(diào)整刮料板角度，配合變頻電動機(jī)將圓盤機(jī)的給料范圍控制在0～20 t/h，且在此范圍內(nèi)的任意給料量實現(xiàn)精確控制，將艾薩爐輔料給料量的波動控制在0.5 t/h 以下。

3.2.3 自動控制系統(tǒng)與控制邏輯

此次技改的圓盤給料機(jī)采用變頻調(diào)速電動機(jī)驅(qū)動，變頻器安裝在現(xiàn)場控制柜內(nèi)，遠(yuǎn)程控制線接入DCS 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料的遠(yuǎn)程自動控制。

圖2 圓盤給料機(jī)安裝尺寸與結(jié)構(gòu)

控制邏輯方面，將控制目標(biāo)確定為控制圓盤給料機(jī)轉(zhuǎn)速，即定量給料機(jī)的皮帶運轉(zhuǎn)速度固定，通過電子秤的稱量反饋值與生產(chǎn)所需料量設(shè)定值進(jìn)行比較后控制圓盤給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制圓盤給料機(jī)的給料量，達(dá)到對艾薩爐輔料給料量的精確控制，使艾薩爐輔料給料設(shè)備具備了自動控制、料量補(bǔ)償能力。

4 效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

通過利用圓盤給料機(jī)代替棒條閥給料及相關(guān)改造，實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料在低料量時的精確自動控制，消除了給料過程中料倉容易積料的現(xiàn)象，提高艾薩爐輔料下料的穩(wěn)定性與連續(xù)性，從而提高了艾薩爐爐溫的穩(wěn)定性與渣型的穩(wěn)定性，延長了耐火材料的使用壽命。此項技改使圓盤給料機(jī)在冶煉廠艾薩爐輔料給料中得到了充分的應(yīng)用，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，是整個項目的核心設(shè)備。

此項目投入生產(chǎn)使用以來，運行平穩(wěn)，效果顯著，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，其經(jīng)濟(jì)效益主要體現(xiàn)在以下3 個方面：

（1）提高了艾薩爐輔料給料量的穩(wěn)定性（穩(wěn)定程度達(dá)到±0.5 t/h），從而提高艾薩爐爐溫、渣型的穩(wěn)定性，延長耐火材料的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。一爐期耐火材料總費用約330 萬元，以前耐火材料的使用壽命約30 個月，技改后每爐期耐火材料壽命可以延長3 個月，即每爐期可節(jié)約耐火材料費用約33 萬元。

（2）實現(xiàn)了艾薩爐輔料給料的遠(yuǎn)程自動控制，減少現(xiàn)場操作人員8 名，每年可降低人工費用24 萬元。

（3）技改后因提高了爐溫的穩(wěn)定性與渣型的穩(wěn)定性，為整個生產(chǎn)流程的穩(wěn)定提供了保障，從而降低了柴油和氧氣的消耗量，對整個生產(chǎn)成本的控制起到了至關(guān)重要的作用。同時，因提高了整個冶煉廠操作工藝的穩(wěn)定性，間接地促進(jìn)了氧站及硫酸系統(tǒng)的穩(wěn)定生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本。

5 結(jié)束語

綜上所述，采用座式圓盤給料機(jī)代替棒調(diào)閥對艾薩爐輔料進(jìn)行給料的效果顯著，不僅可以解決棒調(diào)閥給料困難的問題，而且可以實現(xiàn)艾薩爐輔料給料量的精確控制，從而降低生產(chǎn)成本。