圓盤給料機在艾薩爐輔料給料中的應用

黃榮軍

（涼山礦業股份有限公司，四川涼山 615100）

0 引言

昆鵬公司自2010 年8 月份投產以來，由于原設計設備的缺陷及受艾薩爐輔料自身物理性質影響，艾薩爐輔料給料一直不連續穩定，影響艾薩爐爐溫與渣型的穩定性，導致柴油、氧氣的單耗較高，生產成本高居不下。針對艾薩爐輔料給料不連續穩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技改解決問題的方案以及技改后的效果和經濟效益分析。

1 當前情況及存在問題

艾薩爐所用輔料的給料設備設計為棒條閥和定量給料機，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、配煤量視生產情況而變化，一般為1～3 t/h。

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

2 問題分析

2.1 物料的物理性質

生產所用的煤為洗精煤，本身為細粒狀，含水約12%～14%，煤氣站篩分后的細煤也返回煤倉，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象，在較小的空間內容易形成架橋，而且有塊狀物料的存在，導致現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倉堵死，造成給料的間斷，影響給料的連續性。

2.2 設備缺陷

現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到12%～14%，容易在出料口處結倉堵塞，而倉體沒有設計振打設施，物料結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，導致物料無法順暢落到定量給料機皮帶上，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物料壓在定量給料機皮帶上，通過皮帶的運轉拖動物料，導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。原設計艾薩爐輔料給料設備流程見圖1。

圖1 艾薩爐輔料給料設備流程

3 解決方案

綜合分析物料的物理性質、工藝要求，結合艾薩爐輔料給料設備的工況要求，確定采用座式圓盤給料機（型號為KR15）代替棒條閥給料進行技改，最終達到料倉不結料、給料范圍調節控制方便（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定，具備自動控制、料量補償的能力，以適應艾薩爐輔料給料的生產工藝要求。

3.1 KR15 型坐式圓盤給料機

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

KR15 型座式圓盤給料機結構簡單，主要由電機、圓柱齒輪減速機、圓盤主體組成。給料機圓盤的直徑1500 mm（外形尺寸2354.5 mm×1500 mm×720 mm），最大給料粒度為55 mm，圓盤轉速7.5 r/min，生產率25 t/h。電機型號Y132M2-6，功率5.5 kW。

KR15 型座式圓盤給料機通過電動機驅動圓柱齒輪減速機拖動圓盤主體轉動，從而實現連續均勻給料。

3.2 技術改造內容

3.2.1 料倉改造

將現有料倉下段切除，制作天圓地方活動料倉（Φ800/2000×2000，L=1000 mm）吊掛在上段料倉上，活動料倉內襯高分子材料，倉壁上加裝一個倉壁振動器，用以在料倉內壁積料時將物料振動下，同時，將倉壁振動器的控制開關引到主控室，主控人員通過DCS 控制界面及監控器畫面實時監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 圓盤給料機安裝

根據現場的實際情況，圓盤給料機利用自制支承架橫跨過定量給料機尾部上方安裝，圓盤中心與定量給料機中心和料倉中心在一條垂直直線上，用螺栓將圓盤給料機機座與支承架進行連接，安裝調試完成后將支撐架焊接固定在預埋件上。圓盤給料機安裝具體尺寸、結構如圖2 所示。主體設備安裝完成后，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整刮料板角度，配合變頻電動機將圓盤機的給料范圍控制在0～20 t/h，且在此范圍內的任意給料量實現精確控制，將艾薩爐輔料給料量的波動控制在0.5 t/h 以下。

3.2.3 自動控制系統與控制邏輯

此次技改的圓盤給料機采用變頻調速電動機驅動，變頻器安裝在現場控制柜內，遠程控制線接入DCS 控制系統，實現了艾薩爐輔料給料的遠程自動控制。

圖2 圓盤給料機安裝尺寸與結構

控制邏輯方面，將控制目標確定為控制圓盤給料機轉速，即定量給料機的皮帶運轉速度固定，通過電子秤的稱量反饋值與生產所需料量設定值進行比較后控制圓盤給料機的轉速，從而控制圓盤給料機的給料量，達到對艾薩爐輔料給料量的精確控制，使艾薩爐輔料給料設備具備了自動控制、料量補償能力。

4 效果及經濟效益分析

通過利用圓盤給料機代替棒條閥給料及相關改造，實現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象，提高艾薩爐輔料下料的穩定性與連續性，從而提高了艾薩爐爐溫的穩定性與渣型的穩定性，延長了耐火材料的使用壽命。此項技改使圓盤給料機在冶煉廠艾薩爐輔料給料中得到了充分的應用，發揮了至關重要的作用，是整個項目的核心設備。

此項目投入生產使用以來，運行平穩，效果顯著，取得了良好的經濟效益，其經濟效益主要體現在以下3 個方面：

（1）提高了艾薩爐輔料給料量的穩定性（穩定程度達到±0.5 t/h），從而提高艾薩爐爐溫、渣型的穩定性，延長耐火材料的使用壽命，降低生產成本。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，即每爐期可節約耐火材料費用約33 萬元。

（2）實現了艾薩爐輔料給料的遠程自動控制，減少現場操作人員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定性與渣型的穩定性，為整個生產流程的穩定提供了保障，從而降低了柴油和氧氣的消耗量，對整個生產成本的控制起到了至關重要的作用。同時，因提高了整個冶煉廠操作工藝的穩定性，間接地促進了氧站及硫酸系統的穩定生產，降低了生產成本。

5 結束語

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