CN107312926A - 一种含铁矿粉预混匀方法和装置 - Google Patents

一种含铁矿粉预混匀方法和装置 Download PDF

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徐春玲
田梦媛
吕立泉
孔德勇
赵娜
刘栋
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids
    • B01F23/69—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means

Abstract

本发明提供了一种含铁矿粉预混匀方法和装置，所述方法，包括：料仓内不同品种的含铁矿粉进入对应料仓后，在起新堆前根据含铁矿粉的料种、堆的大小和堆料机的速度，确定给料料流；起新堆时，根据各料槽中矿种的成分和料种的料量计算料堆的成分；在封堆或者配料过程中，根据预配料的料种和目标混匀料堆的组分确定预配料的添加量，或根据预配料的料种和预估用量确定混匀料的组分；所述含铁矿粉的品种数不低于10；所述料堆的堆长不大于料场有效长度的一半。本发明满足了当前钢铁业压库存降成本需求，易掌握、易推行，且运行成本低廉。

Description

一种含铁矿粉预混匀方法和装置
技术领域
本发明涉及炼铁原料准备技术领域，特别是涉及一种含铁矿粉预混匀方法和装置。
背景技术
含铁矿粉是钢铁工业的主要原料，主要可分：磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿以及硫化铁矿等，受经济效益、地理资源等条件限制，各生产厂家都是采用多种含铁矿粉预混匀后，再投入烧结、球团等块矿生产使用。
目前通用含铁矿粉预混匀工艺主要有包括一次料场预混匀、混匀料场预混匀和一次料场加混匀料场预混匀”等方法，其中一次料场预混匀指的是各种矿粉卸入一次料场后，由大型机具(挖掘机、行车铲斗等)进行粗略搅拌混匀，混匀效果较差，且仅适用于少量矿粉混匀；混匀料场预混匀指的是各种矿粉经矿槽配料后，通过大型机具(混匀堆料机)采用变起点定终点的“人字形”堆料法实现“平铺”进混匀料场，再通过大型机具(混匀取料机)进行按照“截取”原则实现中和混匀，混匀效果较好，但仅适用于矿粉供量均匀稳定的生产企业，且不适用于少量矿粉混匀；一次料场加混匀料场预混匀”指的是同时配置一次料场、混匀料场，各种小批量杂矿在一次料场矿粉粗略预混匀后作为独立料种，与其他料种矿粉一起参与矿槽配料，再经大型机具进入混匀料场中和混匀，混匀效果好，但对库存有一定要求，占用生产成本较高，影响了生产企业资金流动效率。
随着钢铁业形势紧张，含铁矿粉库存逐步压缩、料种变换日益频繁，且产品质量要求越来越高，以上预混匀方法弊端凸显，难以满足实际生产需求。
专利文献CN103773948A公开了一种在炼铁系统中使用铁矿粉的方法，其通过筛分大于20mm的铁矿粉供给高炉作为块矿，小于8mm的铁矿粉参与传统的烧结配料，8-20mm之间的铁矿粉与制粒后的其它物料混合后送去布料烧结，利用不同粒度的铁矿粉，提高高炉和烧结的生产效益。该方法对传统烧结配料没有根本改进内容，其并未考虑成本对于烧结的影响。
发明内容
本发明的一个目的在于满足小库存、小料种、高质量的实际生产需求，提供了一种含铁矿粉预混匀方法，通过实时计算分段、精确调控封堆，为当前钢铁业压库存降成本提供了一种可借鉴方法。
本发明提供了以重量为主、成分为辅的含铁矿粉复合配料方法，对传统烧结配料方法进行了改进。
本发明提供了一种含铁矿粉预混匀方法，包括：
料仓内不同品种的含铁矿粉进入对应料仓后，在起新堆前根据含铁矿粉的料种、堆的大小和堆料机的速度，确定给料料流；
起新堆时，根据各料槽中矿种的成分和料种的料量计算料堆的成分；
在封堆或者配料过程中，根据预配料的料种和目标混匀料堆的组分确定预配料的添加量，或根据预配料的料种和预估用量确定混匀料的组分；
所述含铁矿粉的品种数不低于10；
所述料堆的堆长不大于料场有效长度的一半。
作为上述方法一种更好的选择，堆料机在起点时，所述给料料流Li按照如下的方法确定：
Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×N]或Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×(N+1)+M料总÷(L堆÷V后退)×N]；
堆料机在终点时，所述给料料流Li按照如下的方法确定：
Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×N]或Li＝M料总÷((L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×(N+1)；
所述M料总为料种的重量，L堆为堆长，V前进和V后退分别为堆料机的前进速度和后退速度；所述N的取值为2-20。
作为常识，应当选取Li中不大于堆料系统最大承载能力的最大值为设定给料料流。因超出堆料系统最大承载能力，会引发堆料系统压皮带故障，因此只能选择不大于堆料系统最大承载能力的值；但取值越小，堆料系统设备运行效率越低。为兼顾安全与成本，确定取不大于堆料系统最大承载能力的一组值中的最大值。
作为上述方法一种更好的选择，所述料堆的成分为各料槽中矿种的成分的加权平均值。具体的，其成分按照如下的方式确定：TA＝∑TAi×Mi/M，其中A为Fe、SiO2、CaO、MgO或Al2O3，TA为料堆中A的含量，TAi为料仓中第i种物料的总A含量，Mi为料仓中第i种物料Mi的加入量，M为料堆的累计料量。
作为上述方法一种更好的选择，所述混匀料的组分为预配料的料种和目标混匀料堆的组分的加权平均值。具体的，所述混匀料的各组分按照如下的方式确定：TA＝∑TAi×Mi/(Mt+Mj)+∑TAi’×Mi’/(Mt+Mj)，其中A为料种中Fe、SiO2、CaO、MgO或Al2O3，TA为预配料的第i料种中A的含量，TAi为预配料的第i料种中的总A含量，Mi为预配料的第i料种中的加入量，Mt为料堆的累计料量，Mj为预估混匀料总计量，TAi’为预配料的第i’料种，Mi’为预配料的第i’料种的预估计量。
相应的，本发明还提供了一种含铁矿粉预混匀的装置，包括：轨道衡、翻车机、若干个料仓、配料小皮带、配料大皮带、若干转运皮带输送机、若干个堆料机、若干个取料机，所述轨道衡计量轨道上的车皮及物料，所述翻车机将车皮内物料直接翻倒卸入对应料仓，所述料仓下设置有给料机和电子皮带称，所述小皮带电子皮带秤和所述配料小皮带连接，所述配料小皮带下设置配料大皮带，所述大皮带电子皮带称和所述配料大皮带连接，所述含铁矿粉预混匀的装置还包括若干转运皮带输送机，其对应于堆料机和料堆设置，所述取料机对应于料堆和料场皮带输送机设置。所述取料机用于封堆后取料，通过平铺截取方式可进一步提升混匀效果。
所述堆料过程为物料通过大皮带、转运皮带至堆料机，堆料机包括大车行走和悬臂布料皮带，大车行走与料场大皮带连接，通过往返行走，大皮带物料转运到悬臂小皮带布料堆撒到料场。
所述取料过程为封堆后，取料机通过料耙和斗轮将料堆物料取至取料小皮带，在转运到与取料机相连接的料场大皮带，进而输送到指定位置。
所述堆料机悬臂可180度水平旋转，俯仰30度垂直旋转，其与料场中间大皮带相连接，可实现两跨堆料，因此每两跨配置至少一台堆料机；取料机小皮带与料场两侧大皮带连接，随大车行走可前进或后退，且每跨配置至少一台取料机。
为了更便捷的实现对于配料过程的控制，可以在上述装置内设置工控微机。
在起新堆前，首先将设定堆长、堆重、堆料机前进速度和后退速度输入工控微机；在堆新料种前，首先将计量秤计量得出的料种总量输入工控微机，利用常用软件编辑公式计算得出标准料流。
料堆核算主要由工控微机、矿槽、自动给料机、堆料机完成。在堆新料种前，首先将矿槽料种成分输入工控微机，自动给料机计量数据通过PLC在线实时传输到工控微机，利用常用软件编辑公式核算得出混匀料堆成分。
应当注意的是，此处含铁矿粉混匀料成分一般主要控制TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3，也可根据实际需要进行增减，计算公式类似。如：去掉Al2O3，增加S，等等。
料种调控主要由计量秤、工控微机、矿槽、自动给料机、堆料机、混匀取料机和沿线必要的皮带输送机完成，在配料过程中，将预配料的料种成分、预估计量数据输入工控微机，利用常用软件核算得出预算混匀料封堆成分，根据实际需要，及时调整预配料的料种、料量，使封堆混匀料成分满足生产需求。
上述过程中，“累计料量+预估总计量数据”要满足“设定堆重±允许波动值”的要求范围；如有大料种稳定供应，可在混匀取料机后单独配加。本发明对于大料种(20％以上)含铁矿粉单独配加工艺，与大、小料种按配比堆料后平铺截取工艺比较而言，混匀效果更好，且单独配加工艺配置简单，运行成本低廉。
本发明适于小库存、小料种、高质量的含铁矿粉预混匀生产，满足了当前钢铁业压库存降成本需求，并且易掌握、易推行，且运行成本低廉。
附图说明
图1是发明实施案例的结构简图；
附图标识：
1、轨道衡(计量秤)，2、圆盘给料机，3、料仓，4、电子皮带秤，5、可编程逻辑控制器(PLC)，6、工控微机，7、宽带给料机，8、取料机，9、堆料机，10、一次料场皮带输送机，11、翻车机，12、配料小皮带，13、配料大皮带，14、转运皮带输送机。
具体实施方式
如下为本发明的实施例，其仅用对本发明的解释而并非限制。
请参见图1所示的混料装置，其包括：轨道衡(计量秤)1、翻车机11、若干个料仓(矿槽)3、配料小皮带12、配料大皮带13、若干转运皮带输送机14、若干个堆料机9、若干个取料机8，所述轨道衡1用于计量轨道上的车皮及物料，所述翻车机11将计量后的车皮内物料直接翻倒卸入对应料仓3，所述料仓3下设置有给料机(可为给圆盘给料机2或宽带给料机7)和电子皮带称4(与给圆盘给料机2或宽带给料机7组成给自动给料机)，所述小皮带电子皮带秤和所述配料小皮带12连接，所述配料小皮带12下设置配料大皮带13，所述大皮带电子皮带称和所述配料大皮带13连接，所述含铁矿粉预混匀的装置还包括若干转运皮带输送机14，其对应于堆料机9和料堆设置，所述取料机8对应于料堆和料场皮带输送机设置，用于封堆后取料，通过平铺截取方式可进一步提升混匀效果。
所述堆料过程为物料通过配料大皮带12、转运皮带输送机14至堆料机9，所述堆料机9包括大车行走和悬臂布料皮带，大车行走与料场大皮带连接，通过往返行走，大皮带物料转运到悬臂小皮带布料堆撒到料场。
所述取料过程为封堆后，取料机通过料耙和斗轮将料堆物料取至取料小皮带，在转运到与取料机相连接的料场大皮带，进而输送到指定位置。
所述堆料机悬臂可180度水平旋转，俯仰30度垂直旋转，其与料场中间大皮带相连接，可实现两跨堆料，因此每两跨配置至少一台堆料机；取料机小皮带与料场两侧大皮带连接，随大车行走可前进或后退，且每跨配置至少一台取料机。
为了更便捷的实现对于配料过程的控制，可以在上述装置内设置工控微机。
在起新堆前，首先将设定堆长、堆重、堆料机前进速度和后退速度输入工控微机；在堆新料种前，首先将计量秤计量得出的料种总量输入工控微机，利用常用软件编辑公式计算得出标准料流。
料堆核算主要由工控微机、矿槽、自动给料机、堆料机完成。在堆新料种前，首先将矿槽料种成分输入工控微机，自动给料机计量数据通过PLC在线实时传输到工控微机，利用常用软件编辑公式核算得出混匀料堆成分。
应当注意的是，此处含铁矿粉混匀料成分一般主要控制TFe、SiO2、CaO、MgO、Al2O3，也可根据实际需要进行增减，计算公式类似。如：去掉Al2O3，增加S，等等。
料种调控主要由计量秤、工控微机、矿槽、自动给料机、堆料机、混匀取料机和沿线必要的皮带输送机完成，在配料过程中，将预配料的料种成分、预估计量数据输入工控微机，利用常用软件核算得出预算混匀料封堆成分，根据实际需要，及时调整预配料的料种、料量，使封堆混匀料成分满足生产需求。
上述过程中，“累计料量+预估总计量数据”要满足“设定堆重±允许波动值”的要求范围；如有大料种稳定供应，可在混匀取料机后单独配加。本发明对于大料种(20％以上)含铁矿粉单独配加工艺，与大、小料种按配比堆料后平铺截取工艺比较而言，混匀效果更好，且单独配加工艺配置简单，运行成本低廉。
以某钢厂原料场为例，配置轨道衡(火车进料计量秤)、8个配矿槽、配料工控微机1台、4台圆盘自动给料机、4台宽带自动给料机，取料机2台、堆料机1台。随着生产形势紧张，目前每堆配料总料种数≥10、堆长≤0.5*料场有效长度，“小料种、小库存”特点明显。
如下具体列出了铁粉预混合的过程：
步骤1)：料流计算
配新堆前，首先将设定堆长(100米)、堆重(22000吨)、堆料机前进速度(20m/min)和后退速度(8m/min)输入工控微机；在堆新料种前，首先将轨道衡计量得出的料种总量输入工控微机，利用常用软件编辑公式计算得出标准料流。料流计算公式：
(1)Li＝料种总量÷【(堆长÷前进速度)×N+料种总量÷(堆长÷后退速度)×N】。
(2)Li＝料种总量÷【(堆长÷前进速度)×(N+1)+料种总量÷(堆长÷后退速度)×N】。
(3)Li＝料种总量÷(堆长÷前进速度)×N+料种总量÷(堆长÷后退速度)×(N+1)。
其中N为自然数，起点可选公式(1)、公式(2)，终点选择可选公式(1)、公式(3)。因实际小料种最大可能输入量2200吨，一般设定N最大值10，其余的N值也可起到类似的效果。如：输入1500吨、堆料机实际位置始点，可得出计算结果如表1所示
表1、料流计算结果
料种总量 1500
堆长 100
前进速度 20
后退速度 8
起点 终点
1 5143 4000 3000
2 2571 2250 1895
3 1714 1565 1385
4 1286 1200 1091
5 1029 973 900
6 857 818 766
7 735 706 667
8 643 621 590
9 571 554 529
10 514 500 480
选择Li中≤堆料系统最大承载能力(800t/h)且最大的值，即“735t/h”为自动给料机的设定给料料流。
步骤2)：料堆核算
在堆新料种前，首先将料种成分输入工控微机，自动给料机计量数据通过PLC在线实时传输到工控微机，利用常用软件编辑公式核算得出混匀料堆成分。混匀料堆成分计算公式如下：
TFe＝∑料种TFei×料种料量i/累计料量。其中料种TFei为固定输入值，料种料量i为自动给料机计量数据。
[SiO2]＝∑料种SiO2i×料种料量i/累计料量。其中料种SiO2i为固定输入值，料种料量i为自动给料机计量数据。
[CaO]＝∑料种CaOi×料种料量i/累计料量。其中料种CaOi为固定输入值，料种料量i为自动给料机计量数据。
[MgO]＝∑料种MgOi×料种料量i/累计料量。其中料种MgOi为固定输入值，料种料量i为自动给料机计量数据。
[Al2O3]＝∑料种Al2O3i×料种料量i/累计料量。其中料种Al2O3i为固定输入值，料种料量i为自动给料机计量数据。
一个计算获得的数据如表2所示。
表2、核算后的堆料成份
步骤3)：料种调控
在配料过程中(尤其在准备封堆前)，将预配料的料种成分、预估计量数据输入工控微机，利用常用软件编辑公式核算得出预算混匀料封堆成分，根据实际需要，及时调整预配料的料种、料量，使封堆混匀料成分满足生产需求。预算混匀料封堆成分计算公式如下：
[TFe]＝∑料种TFei×料种料量i/(累计料量+预估总计量数据)+∑预配料的料种TFei×预估计量数据/(累计料量+预估总计量数据)。
[SiO2]＝∑料种SiO2i×料种料量i/(累计料量+预估总计量数据)+∑预配料的料种SiO2i×预估计量数据/(累计料量+预估总计量数据)。
[CaO]＝∑料种CaOi×料种料量i/(累计料量+预估总计量数据)+∑预配料的料种CaO i×预估计量数据/(累计料量+预估总计量数据)。
[MgO]＝∑料种MgOi×料种料量i/(累计料量+预估总计量数据)+∑预配料的料种MgOi×预估计量数据/(累计料量+预估总计量数据)。
[Al2O3]＝∑料种Al2O3i×料种料量i/(累计料量+预估总计量数据)+∑预配料的料种Al2O3i×预估计量数据/(累计料量+预估总计量数据)。
一个调控后的料堆成分参见表3。
表3.调控后的料堆组分
上述配料过程中，“累计料量+预估总计量数据”要满足“设定堆重±允许波动值”的要求范围。如有大料种稳定供应，可在混匀取料机后单独配加。请参见表4，发明人在实践中发现，大料种(20％以上)含铁矿粉单独配加工艺，与大、小料种按配比堆料后平铺截取工艺比较而言，混匀效果更好，且单独配加工艺配置简单，运行成本低廉。
表4、不同方法配料的料堆成分表
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种含铁矿粉预混匀方法，包括：
料仓内不同品种的含铁矿粉进入对应料仓后，在起新堆前根据含铁矿粉的料种、堆的大小和堆料机的速度，确定给料料流；
起新堆时，根据各料槽中矿种的成分和料种的料量计算料堆的成分；
在封堆或者配料过程中，根据预配料的料种和目标混匀料堆的组分确定预配料的添加量，或根据预配料的料种和预估用量确定混匀料的组分；
所述含铁矿粉的品种数不低于10；
所述料堆的堆长不大于料场有效长度的一半。
2.根据权利要求1所述的含铁矿粉的预混匀方法，其特征在于，堆料机在起点时，所述给料料流Li按照如下的方法确定：
Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×N]或Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×(N+1)+M料总÷(L堆÷V后退)×N]；
堆料机在终点时，所述给料料流Li按照如下的方法确定：
Li＝M料总÷[(L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×N]或Li＝M料总÷((L堆÷V前进)×N+M料总量÷(L堆÷V后退)×(N+1)；
所述M料总为料种的重量，L堆为堆长，V前进和V后退分别为堆料机的前进速度和后退速度；所述N的取值为2-20。
3.根据权利要求1所述的含铁矿粉预混匀方法，其特征在于，所述料堆的成分为各料槽中矿种的成分的加权平均值。
4.根据权利要求1所述的含铁矿粉预混匀方法，其特征在于，所述混匀料的组分为预配料的料种和目标混匀料堆的组分的加权平均值。
5.一种含铁矿粉预混匀的装置，包括：轨道衡、翻车机、若干个料仓、配料小皮带、配料大皮带、若干转运皮带输送机、若干个堆料机、若干个取料机，其特征在于：
所述轨道衡计量轨道上的车皮及物料，所述翻车机将车皮内物料直接翻倒卸入对应料仓，所述料仓下设置有给料机和电子皮带称，所述小皮带电子皮带秤和所述配料小皮带连接，所述配料小皮带下设置配料大皮带，所述大皮带电子皮带称和所述配料大皮带连接，所述含铁矿粉预混匀的装置还包括若干转运皮带输送机，其对应于堆料机和料堆设置，所述取料机对应于料堆和料场皮带输送机设置。
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