综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究

环球市场

市场论坛/-107-

综合料场作业管理与优化系统设计及应用研究

张雪梅 许德操

吉林建龙钢铁有限责任公司

摘要：钢铁工业是国民经济的重要基础产业，作为钢铁工业的源头——原料场的合理布置，能有效提高劳动生产率，节约工厂用地，为保证钢铁厂连续正常生产、提高产品质量、降低成本、节能减排、改善生产环境提供必要和有利的条件。

关键词：综合料场作业；管理；系统设计；应用1工程概况

某钢厂拟提高产能，在现有规模基础上，新建一座1800m 3高炉、一座360m 2烧结机。业主要求料场实现功能区域化，新建料场专为高炉服务，现有料场专为烧结服务。要求料场焦炭储量8万吨、球团块矿2万吨、预留2万吨石灰加工场地、1000吨石灰生产用煤场地及返矿除尘灰加工场地。新建综合原料场所处位置为三角地带，料场左侧为铁路卸车线，右侧为现有炼钢厂房、煤气柜等。

2方案设计2.1受卸系统

受卸设施承担场内外进料场的原燃料的卸车及转运任务，受卸设施主要包括：火车受卸、汽车受卸。火车人工受卸后经轮式装载机转运至受料槽，后经槽下电机振动给料机、带式输送机转运进焦炭库；汽车来料受卸后经轮式装载机转运至汽车受料槽或者汽车来料后直接将物料卸至汽车受料槽内，后经槽下电机振动给料机、带式输送机转运进球团块矿库。如遇特殊情况，新老高炉所需焦炭、球团、块矿等物料经汽车受料槽可直接供料。

2.2焦炭库

焦炭库接受并堆存由火车受卸设施受卸的焦炭，并统一组织向高炉进行供料作业。焦炭系统由焦炭库、重型电动抛料车等组成。焦炭库根据实际焦炭种类分仓，总几何容积约177000m 3。仓上采用重型电动抛料车卸料，仓下采用电机振动给料机给料。焦炭库长×宽=293×60m，贮量~8×104t，贮存天数~25天。

2.3装备水平

(1)采用原、燃料集中受卸、贮存和运输。(2)原料场设置电气集中控制室，对全体在线设备进行设备级和过程级两级控制。各运输系统在电气集中控制室集中控制和操作，有关设备实行电气联锁，采用 PLC 控制，LCD 显示各工艺系统设备运行情况。(3)采用自动取样装置，提高试样的代表性和正确率。(4)各工艺设施均设调度电话，料场区设置生产广播系统，具有较完善的通讯设施。(5)为保证带式输送机正常运行，机上设各种安全检测装置。(6)完善的计量设施。在带式输送机输送系统进料场及各车间之间设置电子皮带秤。(7)完善的环保措施。原、燃料在转运中扬尘点采用密闭抽风除尘；带式输送机转运站和通廊采用喷洒水清扫地坪；贮料场等处采用喷洒水抑尘；地下设施设机械通风装置。所有污水集中处理后达标排放。

3综合料场作业管理方法3.1来料堆积场地分配计划

来料堆积场地分配计划就是对于进入受料系统的若干批来料，采取一定的堆积方式，按照一定的堆积规则，将一定量的来料堆积于合适的位置。当来料及可用堆位数超过一定值时，调度人员无法有效地完成堆积分配任务，或者其分配结果无法最大限度地满足各种堆积规则，因此需要研究解决来料堆位分配问题，开发基于优化模型的软件系统来辅助调度人员对来料堆位分配作出合理的决策，在提高决策效率的同时使堆积的结果最大限度地满足各种堆积规则。

3.2来料堆积作业调度

在原料场中将物料从不同起始地点输送到不同目的地使用的皮带机与堆取料机等设备组成不同的输送流程，不同的流程之间可能

存在相同的设备，堆积作业由流程来完成，相同的作业任务可能存在多条流程可以完成。

在堆积作业过程中，一条流程在同一时间只能处理一批来料，当多批来料的堆积作业流程都需要用到同一条流程时，为避免冲突，或者选择某批原料优先作业，其他排队等待;或者为了减少原料滞留成本，重新分配场地。

3.3供料作业计划

生成原料场所储存的矿石、煤炭、副原料等主要供应混匀料场、球团车间、焦化车间、喷吹煤车间、高炉等多个用户。原料场与各用户的接口通常为储料仓，由于料仓容量有限，缓冲时间短，所以供料作业首先要根据物料的使用速度和仓位检测，自动生成各用户料仓的供料需求计划，内容包括物料种类、需求量、料仓编号、最早供料时间、最晚供料时间等。

3.4供料料堆选择及取料作业调度

根据各用户所需原料的品种及批量，需要在原料场中储存相应品种原料的多个可选料堆中选择一个或若干个，作为供料料堆。供料料堆也需要按照一定的规则合理选择，并确定取料位置及取料量，如尽量先取小堆原料等，以便为来料的堆积腾出空间，同时也要考虑如何降低某一品种原料的库存量及堆存期。

保证用户正常生产这个前提决定了供料作业的优先级较高，取料时要与来料堆积计划进行协调，合理安排供料，制定优化的供料作业计划，同时在实际生产时能根据现场情况适时调整供料作业进度，缩短对各用户用料请求响应时间，优先保证对高炉的供料。

4 系统优化后的实施步骤

改造后，煤的堆存和取用要采用推进式的方法，即堆存和取用要朝着煤堆长度的同一方向推进，其作业顺序为取-堆-取-堆 。在煤堆的每一个分段上煤堆存的时间基本一致，可以杜绝煤堆存的死角，杜绝由于堆存死角造成煤长期积压进而变质、自燃等现象发生。

进煤车辆将物料卸至料场前端，斗轮取料机开始工作。将前端物料取走落入地面皮带机，皮带机通过来料车将物料传递给回转式堆料机，堆料机可将物料堆至料场中部和尾部的轨道两侧。如果上煤系统需要物料时，堆料机下俯臂架、启动伸缩溜筒调节落料高度，直接将物料卸至地面受煤坑处，卸料过程开启干雾除尘系统，防止煤尘飞扬造成对周围环境的污染。整个过程设有自控、程控、集控方式。料场堆取工艺见图 1。

图 1　料场堆取工艺图

总之，原料场的发展最终实现管理集中化、原料稳定化、设备连续化、智能化、环境少污染，同时实现可持续发展，成为钢铁产业支柱的重要组成环节。

参考文献：

[1]中国冶金建设协会.钢铁企业原料准备设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1997.

[2]陈宏勋.管道物料输送与工程应用[M].北京：化学工业出版社，2003.