淺談酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司選礦過程工藝以及自動化現狀

王海博

（沈陽東大自動化有限公司 遼寧沈陽 110004）

淺談酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司選礦過程工藝以及自動化現狀

王海博

（沈陽東大自動化有限公司 遼寧沈陽 110004）

本文詳細闡述了酒鋼選礦過程工藝以及自動化現狀，根據選礦工藝流程各工序的運行特點，結合現場設備分布情況，控制系統采用分布式集散控制系統的結構，將復雜的被控過程分解為多個子系統，對各個子系統的電氣設備和工藝指標分別進行控制，各個子系統通過計算機網絡進行信息交換與協調。在數據采集和數據處理的基礎上，采用先進控制技術，實現選礦廠高水平自動化控制。

選礦工藝流程；分布式集散控制系統；智能控制技術

1 選礦工藝流程簡介

酒鋼選礦過程是針對我國特有資源赤鐵礦來生產鐵精礦工藝。以酒鋼400萬t項目為例，如下圖所示該選礦過程為由主體生產工藝流程及相關輔助工序組成的大型赤鐵礦選礦生產流程，包括原料輸送、原礦篩分與輸送、礦石輸送與干選、豎爐焙燒、強磁選別及弱磁選別、弱磁精礦反浮選、過濾、豎爐泵站、磁選泵站、熱交換站、煤氣混合站、除塵等近20道工序。

圖1 酒鋼400萬t選礦項目整體工藝流程圖

該選礦過程的主體工藝流程為：

原礦石經過原料堆場的地礦槽、貯礦槽由皮帶運輸到選礦廠原料篩分室的中間礦倉。經過一次篩分后，粉礦由皮帶運送到球磨機強磁礦倉，塊礦經過二次篩分后，分大塊、小塊礦存儲到爐前礦倉。塊礦經過皮帶運送到豎爐內焙燒，經豎爐頂部給料漏斗進入豎爐，礦石在爐內被加熱到850℃左右后進入還原帶，與高焦混合煤氣發生還原反應，將弱磁性的鐵礦物焙燒磁化為強磁性的鐵礦物，由豎爐底部排礦輥排到水封池中的搬出機上，搬出機將焙燒礦從水封池中運出、脫水后送至帶式輸送機上。焙燒后的塊礦通過磁輪選擇后，合格的部分送往弱磁礦倉，不合格產品送往返礦爐繼續焙燒，返礦爐焙燒后，經過磁滑輪選擇后，合格產品送往干選室，不合格產品通過皮帶運往廢石山。

強磁選工藝流程處理粉礦，采用兩段連續磨礦和強磁選別組成。其磨礦系統兩段均為球磨機與分級機形成閉路；粉礦經球磨機磨礦后由分級機進行分級，返砂返回球磨機再磨，分級機溢流進入旋流器分級，旋流器沉砂部分進入二次球磨機再磨，二段旋流器溢流進入強磁機選別，由粗選，粗選尾礦分級，粗粒級兩次掃選，細粒級一粗，一精和兩段掃選組成的選別過程選別出精礦。

弱磁選工藝流程處理焙燒礦石，采用三段階段磨礦——三段脫水——磁選機——一粗一精四掃反浮選工藝。即磨礦倉中的礦石送入一段球磨機研磨，球磨機排礦進入泵池，由泵送入一段旋流器分級，旋流器沉砂返回球磨機，球磨機與一段旋流器構成閉路磨礦。旋流器溢流經泵送入礦漿分配器給到一次脫水槽，脫水槽沉砂給入一次磁選機，磁選機精礦經由礦漿分配器給到第二段球磨機給礦泵池，泵送給第二段旋流器分級，沉砂進入第二段球磨機，第二段球磨機與二段旋流器構成閉路磨礦，第二段旋流器溢流經泵送入礦漿分配器給到二次脫水槽，脫水槽沉砂給入二次磁選機，磁選機精礦給到第三段球磨機給礦泵池，泵送給第三段旋流器分級，沉砂進入第三段球磨機，第三段球磨機與三段旋流器構成閉路磨礦，第三段旋流器溢流經泵送入礦漿分配器給到三次脫水槽，脫水槽沉砂給入三次磁選機，磁選機精礦經濃縮池濃縮后泵送入浮選車間。各段脫水槽和磁選機的尾礦為最終尾礦。

弱磁部分采用兩系列三段階段磨礦及階段磁選工藝，弱磁選后的礦漿經過浮選的一精一粗四掃選工藝后，最終處理后得到的精礦漿與強磁選別后的精礦漿混合后進入精礦濃密機，由泵站輸送往過濾工段過濾后，精礦送往精礦庫；強、弱磁選別尾礦濃密后經過二級泵站的輸送，送往尾礦庫。設豎爐泵站、選礦廠主廠房泵站、過濾間泵站負責全廠水系統循環及補水。換熱站提供全廠熱水。

2 自動化現狀

酒鋼選礦廠自動化系統采用Rockwell公司的PLC產品，并配備相應的工業組態軟件和控制軟件包括：Rockwell公司的RSView32、RSLogix5000、通訊軟件 RSLinx Gateway2.42。

在上述軟硬件平臺上，建立了由過程管理系統和過程控制系統組成的酒鋼選礦綜合自動化系統。其中，過程控制系統包括基礎自動化系統和多媒體監控系統。

選礦廠的控制系統側重完成對設備的啟停和保護、參數檢測和執行調節、控制、數據管理和協調控制等項任務。根據選礦廠工藝流程各工序的運行特點，結合現場設備分布情況，控制系統采用分布式集散控制系統的結構，將復雜的被控過程分解為多個子系統，對各個子系統的電氣設備和工藝指標分別進行控制，各個子系統通過計算機網絡進行信息交換與協調。在數據采集和數據處理的基礎上，采用先進控制技術，實現選礦廠高水平自動化控制。

同時，針對赤鐵礦選礦過程控制系統的特殊要求，研發了針對磨礦過程旋流器給礦壓力和給礦泵池液位的智能切換控制技術，濃密機底流濃度智能控制技術，豎爐燃燒室溫度專家智能控制技術和自動布料控制技術以及相應的控制軟件包。

目前酒鋼集團為處理鏡鐵山周邊地區的鐵礦石，以滿足酒鋼煉鐵、煉鋼的擴能擴產要求，新建400萬t選礦項目。沈陽東大自動化有限公司將全流程、全生命周期的控制技術應用于酒鋼400萬t綜合自動化項目，為我國流程工業實現綠色化和自動化樹立成功范例。為此，研究了基于模塊化和控制算法庫的選礦全流程邏輯控制軟件，基于模塊化和控制算法庫的選礦全流程回路控制軟件，基于標準化和模型庫的選礦全流程監控控制軟件。上述軟件的設計和開發以及選礦全流程設計與調試中試線的成功應用，僅僅2個月的時間完成常規條件下半年的軟件組態和開發工作，有利的促進和支持了該項目提前40d完成生產線的全線運行。

[1]柴天佑，鄭秉霖，胡毅，黃肖玲.制造執行系統的研究現狀和發展趨勢[J].控制工程，2005，12（6）：505～510.

[2]柴天佑，鄭秉霖，等.基于三層結構的流程工業現代集成制造系統[J].控制工程，2002，9（3）：1～6.

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