一種新型封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置特點及應(yīng)用

王亞偉，劉 浩， 蒲繼承

(1.中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司，重慶 401122；2.中冶賽迪上海工程技術(shù)有限公司，上海 200940)

隨著原料貯存技術(shù)的發(fā)展和進步，封閉式原料場應(yīng)運而生，封閉式原料場從環(huán)保節(jié)能、降低物料損耗、防凍、物料貯量等方面在很大程度上克服了露天原料場所存在的一些問題和不足。隨著國際國內(nèi)對資源、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展要求的不斷重視，對原料場污染控制要求和標(biāo)準越來越嚴格，封閉式原料場技術(shù)的優(yōu)勢尤為凸顯。目前已發(fā)布實施的《關(guān)于推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見》也均要求鐵精礦、煤、焦炭、燒結(jié)礦、球團礦、石灰石、白云石、鐵合金、鋼渣、脫硫石膏等塊狀或粘濕物料，應(yīng)采用密閉料倉或封閉料棚等方式儲存。在國內(nèi)外的諸多鋼鐵廠均采用了封閉式原料場。

長型封閉料場是指物料經(jīng)膠帶輸送機從頂部輸入，經(jīng)小型堆料設(shè)備進行卸料和堆料作業(yè)，采用門市、半門式或橋式刮板取料機進行取料作業(yè)，根據(jù)物料品種和生產(chǎn)需要，可將料堆沿橫向和縱向進行分格堆存，對物料進行分類堆存和管理，因物料分格形似字母“C”，業(yè)內(nèi)稱之為C型料場[1]。

目前長型封閉貯料場以其貯量大和適合多品種分格貯存的優(yōu)點，而得到越來越廣泛的應(yīng)用和推廣，但因其受料場本身工藝和刮板取料機結(jié)構(gòu)限制，其輸出系統(tǒng)僅能在單側(cè)各布置一條料場輸出膠帶機，極大制約了該型式料場的推廣和應(yīng)用。本文介紹的一種封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置，其可以根據(jù)需要在單側(cè)取料設(shè)備的下方布置兩條(三條或四條)料場輸出膠帶機，從而解決該形式料場在更大貯量和更多品種工況下的料場輸出需求，從而將該型式料場貯量大和適合多品種貯存的特點得以充分發(fā)揮。其成功應(yīng)用也將大大推動長型封閉貯料場的推廣和應(yīng)用。

1 一種新型封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置特點和優(yōu)勢

1.1 傳統(tǒng)封閉料場及其輸出工藝布置

傳統(tǒng)封閉料場有B型、C型、D型和E型等多種型式，本文所指的封閉料場主要指C型封閉料場。

傳統(tǒng)的C型封閉料場土建部分主要包括中間擋墻、橫向隔墻、卸礦車平臺和廠房等；工藝設(shè)備主要包括頂部輸入卸礦車、輸入膠帶機以及兩側(cè)布置于地面的刮板取料機和地面輸出膠帶機等。其中，中間擋墻沿料場長度方向布置，橫向隔墻則垂直于中間擋墻布置，從而將料條沿長度方向分成一定數(shù)量的貯料格，橫向隔墻的數(shù)量可根據(jù)物料品種數(shù)和貯存時間確定[2]。其料場平面和斷面布置如圖1和圖2所示。

圖1 傳統(tǒng)封閉料場斷面圖

圖2 傳統(tǒng)封閉料場平面圖

從圖1和圖2可以看出，傳統(tǒng)封閉料場受料場本身工藝和刮板取料機結(jié)構(gòu)限制，兩側(cè)僅能各布置一條料場輸出膠帶機，但當(dāng)物料品種比較多且料場貯量又比較大時，兩側(cè)各布置一條輸出膠帶機已無法滿足其正常生產(chǎn)的輸出需求，需要新增料場輸出膠帶機。因此，若要充分發(fā)揮這種形式料場的貯量大和適應(yīng)多品種物料貯存的優(yōu)點，增加料場輸出系統(tǒng)便成為一個亟待解決的問題。

1.2 新型封閉料場輸出工藝布置的特點

新型封閉料場工藝布置其關(guān)于封閉料場本體及輸入系統(tǒng)的布置均與傳統(tǒng)的封閉料場相同，主要區(qū)別在于料場輸出工藝布置。其工藝平面和斷面布置如圖3和圖4所示。

新型封閉料場工藝布置可根據(jù)工藝需求在料場任意單側(cè)的取料設(shè)備的落料溜槽下方且沿料場的橫向平行布置有呈兩排并列設(shè)置的n條圖4所示的料場輸出膠帶機，其n為大于1小于5的自然數(shù)，即可取2，3，4中的任意一個數(shù)值。本工藝布置的料場采用雙跨式，對于封閉料場的單側(cè)，取料設(shè)備將封閉料場內(nèi)的料取出后，在擋料沿的位置處，通過取料設(shè)備溜槽，將物料分別輸送至呈兩排并列式地面的料場輸出膠帶機之一和之二；封閉料場的另一側(cè)按此對稱布置，從而實現(xiàn)封閉料場多輸出系統(tǒng)的工藝布置；除此之外，還可根據(jù)工藝布置或料場輸出系統(tǒng)作業(yè)率需求，將料場輸出膠帶機之一和/或之二斷開，布置成四條或三條料場輸出膠帶機，兩兩分別由兩端輸出，形成單側(cè)四條或三條輸出系統(tǒng)的輸出工藝布置，同理，另一側(cè)也是，最終可形成8條或6條輸出膠帶機系統(tǒng)，滿足不同封閉料場的輸出需求。

圖3 新型封閉料場斷面圖

圖4 新型封閉料場平面圖

新型封閉料場工藝布置的取料設(shè)備，可根據(jù)工藝需求設(shè)置兩臺及兩臺以上，每臺取料設(shè)備和兩排的輸出膠帶機的對應(yīng)關(guān)系，可根據(jù)工藝需要，靈活設(shè)置為一對一(僅設(shè)落料溜槽為單通溜槽)或一對二(落料溜槽須設(shè)置為三通溜槽)。

新型封閉料場工藝布置的設(shè)置在同側(cè)的兩臺或多臺取料設(shè)備共用頂部上軌道和地面下軌道，其共用的頂部上軌道位于上方的平臺上，共用的地面下軌道位于最外側(cè)料場輸出膠帶機的外側(cè)。

新型封閉料場工藝布置中，為保證同側(cè)的兩臺及兩臺以上的取料設(shè)備能互為備用，沿封閉料場長度方向設(shè)置的擋料沿為同樣的外形。同時，為保證取料設(shè)備取料后能向地面的料場輸出膠帶機供料，擋料沿須延伸至接近地面兩條料場輸出膠帶機的中心處，且高度方向相應(yīng)加高，以保證落料溜槽的角度，防止堵料。

1.3 新型封閉料場輸出工藝布置的優(yōu)勢

(1)可實現(xiàn)料場本體多條線路同時輸出，特別適用于現(xiàn)有露天料場的在線環(huán)保封閉改造。根據(jù)目前推進實施鋼鐵行業(yè)超低排放要求，塊狀或粘濕物料應(yīng)采用密閉料倉或封閉料棚等方式儲存。對于大部分待改造的露天料場，其和各用戶的接口繁多且供料線路較長，同時現(xiàn)有各供料輸出膠帶機的能力也已確定，若要滿足生產(chǎn)，唯有通過配置和原有供料膠帶機能力匹配的料場輸出設(shè)備，而同時其數(shù)量也要滿足料場輸出的作業(yè)率要求，才能在滿足生產(chǎn)的同時，又能降低工程投資。否則，就要加大料場輸出設(shè)備的能力，則其下游的所有料場輸出膠帶機能力均要相應(yīng)增加，相應(yīng)建構(gòu)筑物的均要重新核算并進行加固或擴建，不僅投資巨大，且要停產(chǎn)改造，無法真正實現(xiàn)原料場的在線環(huán)保改造。因此，該新型封閉料場輸出工藝布置在現(xiàn)有露天料場的在線環(huán)保封閉改造的優(yōu)勢凸顯。

(2)布置緊湊，占地小，更能充分發(fā)揮封閉料場貯量大物料品種多的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的封閉料場雖然也有占地小的優(yōu)勢，其雖然可以實現(xiàn)較大的貯量，但由于其輸出線路有限，使得貯存的物料不能按用戶所需取出供料，其貯量僅僅是靜態(tài)的幾何貯量，不是能夠利用的動態(tài)可操作貯量。當(dāng)所貯存的物料品種較多時，其不同品種間切換時則需要更多的取料設(shè)備和輸出線路，此時傳統(tǒng)的封閉料場較少的輸出線路難以實現(xiàn)。唯有該新型封閉料場輸出工藝既可以實現(xiàn)貯量大品種多的需求，又能滿足供料線路的作業(yè)率需求，較傳統(tǒng)封閉料場的優(yōu)勢明顯。

(3)同側(cè)布置的多條輸出線路及多臺取料設(shè)備間可以實現(xiàn)互為備用。傳統(tǒng)的封閉料場單側(cè)布置1條地面輸出膠帶機和1臺或2臺取料設(shè)備，隨取料設(shè)備2臺間可以互為備用，但由于地面輸出膠帶機僅1條，當(dāng)其故障時，整個供料線路就無法供料。而該新型封閉料場輸出工藝的單側(cè)地面輸出膠帶機有多條，取料設(shè)備也可以設(shè)置多臺，使得取料設(shè)備和輸出線路都有備用，特別是當(dāng)物料品種比較多，取料設(shè)備平料占用較多作業(yè)時間時，取料設(shè)備和輸出線路間的互為備用則顯得尤為重要，該新型封閉料場輸出工藝布置就能實現(xiàn)該功能，使得料場向用戶的供料更加有保障。

(4)同側(cè)布置的多條輸出線路及多臺取料設(shè)備既充分發(fā)揮了傳統(tǒng)封閉料場貯量大的優(yōu)點，又成功解決了料場刮板取料機走行線路長、輸出線路數(shù)少、品種切換頻繁、輔助作業(yè)繁重等問題，特別是多線路輸出和多臺取料設(shè)備同跨同側(cè)布置，使得取料設(shè)備和輸出線路的能力不至于過大，為半門架刮板取料機的國產(chǎn)化創(chuàng)造了有利條件，目前已成功實現(xiàn)封閉料場半門架刮板取料機的國產(chǎn)化，打破了國外供貨商在該領(lǐng)域的長期壟斷局面，有著極其深遠地影響和意義，極大地降低了封閉料場在取料設(shè)備上的投資。

2 應(yīng)用實踐

2.1 某鋼廠應(yīng)用實例

某鋼廠采用的該新型封閉料場輸出工藝布置進行料場在線環(huán)保改造，封閉料場跨度約90 m，長約650 m，主要貯存燒結(jié)用粉礦，封閉料場內(nèi)部共設(shè)置2條輸入線路和2臺堆料設(shè)備，單側(cè)各設(shè)置2條輸出線路和2臺半門架刮板取料機，共計4條輸出線路和4臺半門架刮板取料機，輸出系統(tǒng)及取料設(shè)備能力與料場改造前的供料系統(tǒng)能力相匹配，均為2 500 t/h，其中半門架刮板取料機為首次采用國產(chǎn)設(shè)備。

目前該料場及其輸出系統(tǒng)已成功投運近2年，單側(cè)各兩條輸出線路的工藝布置，使得該料場的大貯量和多品種特點得以充分發(fā)揮，既節(jié)約了用地，又最大限度地降低了對現(xiàn)有生產(chǎn)的影響，成功實現(xiàn)了露天料場的在線環(huán)保封閉改造。

其料場本體工藝平和斷面分別如圖5和圖6所示。

2.2 料場內(nèi)外實景

料場內(nèi)部和外部實景照片分別如圖7和圖8所示。

3 存在問題及改進方法

(1)由于長形封閉料場的工藝布置特點，由于料堆貯量大，堆高較高，由于落差加大，堆料初期堆放鋪地料時，物料落地反彈形成二次揚塵，造成落料點四周揚塵較大。但隨著堆高增加，由此產(chǎn)生的揚塵將逐漸減少[2]。針對該揚塵問題，除考慮堆料機配備微霧抑塵裝置外，同時考慮在料堆區(qū)域增設(shè)射霧器抑塵，射霧器的具體安裝位置可結(jié)合所輸送的物料的水分以及堆料時具體產(chǎn)塵點的位置，考慮設(shè)置料堆的兩側(cè)網(wǎng)殼立柱附近或刮板取料上軌道平臺或橫向隔墻上，射霧器的安裝不得影響刮板取料設(shè)備的正常運行和日常的點檢需求；為到達理想的抑塵效果，要求微霧抑塵的霧滴粒徑≤30 μm，射霧器工作考慮在堆料設(shè)備運行前提前開啟，并在堆料設(shè)備停止堆料后延遲停機，以達到理想的抑塵效果(見圖9)。

圖5 封閉料場工藝平面圖

圖6 封閉料場工藝斷面圖

圖7 料場內(nèi)部實景圖

圖9 增設(shè)射霧器抑塵

(2)由于單側(cè)料堆下方各設(shè)置兩條或多條輸出膠帶機，為保證取料設(shè)備至地面取料膠帶機的溜槽角度，兩側(cè)燕尾墻須有一定的高度，從而保證溜槽的角度避免堵料。具體工程可結(jié)合所貯存的物料特點，對兩側(cè)燕尾墻的高度進行進一步優(yōu)化，在保證取料設(shè)備溜槽角度的同時，最大程度地降低工程的土建投資。

(3)同所有采用刮板取料機取料的封閉料場一樣，刮板取料機在平料時，其對應(yīng)的地面取料膠帶機須同步運行，以保證平料時所刮取的少量物料能通過膠帶機輸送至相應(yīng)的供料系統(tǒng)。對于地面設(shè)置多條地面取料膠帶機的，當(dāng)其對應(yīng)的刮板取料設(shè)備在同時平料且所平物料品種相同時，為降低能耗，減少其對應(yīng)的下游供料膠帶機同步運行的能耗，可考慮僅運行相應(yīng)的地面取料膠帶機，然后考慮將這些地面取料膠帶機的所輸送的少量平料引起的少量物料進行河流，從而避免下游供料膠帶機同時運行運輸少料物料而引起的能耗。

4 總 結(jié)

本文所述的一種封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置，真正解決了封閉料場的貯量滿足要求但其輸出系統(tǒng)無法滿足工藝需求的問題，具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是目前封閉式貯料場越來越多地應(yīng)用，其貯量需求也越來越大，而如何將這么大貯量的封閉料場在貯存的同時也滿足向各用戶的供料輸出需求，顯得尤為重要。

本文所述的一種封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置正是解決了這一難題，成功解決了傳統(tǒng)C型封閉料場的刮板取料機走行線路長、輸出線路少、物料品種切換頻繁引起的輔助取料作業(yè)繁重等重大難題，從而使得封閉式貯料場的貯量大和多品種適應(yīng)性強的特點得以充分發(fā)揮，有著極為廣泛的應(yīng)用前景。該封閉料場輸出系統(tǒng)工藝布置的成功投運勢必會大大推動長型封閉貯料場的進一步推廣和應(yīng)用，助力刮板取料設(shè)備全面國產(chǎn)化的同時，也將助力鋼鐵行業(yè)全面實現(xiàn)超低排放的進程。