王海博

（沈陽東大自動(dòng)化有限公司 遼寧沈陽 110004）

淺談酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司選礦過程工藝以及自動(dòng)化現(xiàn)狀

王海博

（沈陽東大自動(dòng)化有限公司 遼寧沈陽 110004）

本文詳細(xì)闡述了酒鋼選礦過程工藝以及自動(dòng)化現(xiàn)狀，根據(jù)選礦工藝流程各工序的運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備分布情況，控制系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的被控過程分解為多個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的電氣設(shè)備和工藝指標(biāo)分別進(jìn)行控制，各個(gè)子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換與協(xié)調(diào)。在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)選礦廠高水平自動(dòng)化控制。

選礦工藝流程；分布式集散控制系統(tǒng)；智能控制技術(shù)

1 選礦工藝流程簡介

酒鋼選礦過程是針對(duì)我國特有資源赤鐵礦來生產(chǎn)鐵精礦工藝。以酒鋼400萬t項(xiàng)目為例，如下圖所示該選礦過程為由主體生產(chǎn)工藝流程及相關(guān)輔助工序組成的大型赤鐵礦選礦生產(chǎn)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(qiáng)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(xiàng)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(jīng)過原料堆場的地礦槽、貯礦槽由皮帶運(yùn)輸?shù)竭x礦廠原料篩分室的中間礦倉。經(jīng)過一次篩分后，粉礦由皮帶運(yùn)送到球磨機(jī)強(qiáng)磁礦倉，塊礦經(jīng)過二次篩分后，分大塊、小塊礦存儲(chǔ)到爐前礦倉。塊礦經(jīng)過皮帶運(yùn)送到豎爐內(nèi)焙燒，經(jīng)豎爐頂部給料漏斗進(jìn)入豎爐，礦石在爐內(nèi)被加熱到850℃左右后進(jìn)入還原帶，與高焦混合煤氣發(fā)生還原反應(yīng)，將弱磁性的鐵礦物焙燒磁化為強(qiáng)磁性的鐵礦物，由豎爐底部排礦輥排到水封池中的搬出機(jī)上，搬出機(jī)將焙燒礦從水封池中運(yùn)出、脫水后送至帶式輸送機(jī)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(chǎn)品送往返礦爐繼續(xù)焙燒，返礦爐焙燒后，經(jīng)過磁滑輪選擇后，合格產(chǎn)品送往干選室，不合格產(chǎn)品通過皮帶運(yùn)往廢石山。

強(qiáng)磁選工藝流程處理粉礦，采用兩段連續(xù)磨礦和強(qiáng)磁選別組成。其磨礦系統(tǒng)兩段均為球磨機(jī)與分級(jí)機(jī)形成閉路；粉礦經(jīng)球磨機(jī)磨礦后由分級(jí)機(jī)進(jìn)行分級(jí)，返砂返回球磨機(jī)再磨，分級(jí)機(jī)溢流進(jìn)入旋流器分級(jí)，旋流器沉砂部分進(jìn)入二次球磨機(jī)再磨，二段旋流器溢流進(jìn)入強(qiáng)磁機(jī)選別，由粗選，粗選尾礦分級(jí)，粗粒級(jí)兩次掃選，細(xì)粒級(jí)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(jī)——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(jī)研磨，球磨機(jī)排礦進(jìn)入泵池，由泵送入一段旋流器分級(jí)，旋流器沉砂返回球磨機(jī)，球磨機(jī)與一段旋流器構(gòu)成閉路磨礦。旋流器溢流經(jīng)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(jī)，磁選機(jī)精礦經(jīng)由礦漿分配器給到第二段球磨機(jī)給礦泵池，泵送給第二段旋流器分級(jí)，沉砂進(jìn)入第二段球磨機(jī)，第二段球磨機(jī)與二段旋流器構(gòu)成閉路磨礦，第二段旋流器溢流經(jīng)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(jī)，磁選機(jī)精礦給到第三段球磨機(jī)給礦泵池，泵送給第三段旋流器分級(jí)，沉砂進(jìn)入第三段球磨機(jī)，第三段球磨機(jī)與三段旋流器構(gòu)成閉路磨礦，第三段旋流器溢流經(jīng)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(jī)，磁選機(jī)精礦經(jīng)濃縮池濃縮后泵送入浮選車間。各段脫水槽和磁選機(jī)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(jīng)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(qiáng)磁選別后的精礦漿混合后進(jìn)入精礦濃密機(jī)，由泵站輸送往過濾工段過濾后，精礦送往精礦庫；強(qiáng)、弱磁選別尾礦濃密后經(jīng)過二級(jí)泵站的輸送，送往尾礦庫。設(shè)豎爐泵站、選礦廠主廠房泵站、過濾間泵站負(fù)責(zé)全廠水系統(tǒng)循環(huán)及補(bǔ)水。換熱站提供全廠熱水。

2 自動(dòng)化現(xiàn)狀

酒鋼選礦廠自動(dòng)化系統(tǒng)采用Rockwell公司的PLC產(chǎn)品，并配備相應(yīng)的工業(yè)組態(tài)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(tái)上，建立了由過程管理系統(tǒng)和過程控制系統(tǒng)組成的酒鋼選礦綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。其中，過程控制系統(tǒng)包括基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和多媒體監(jiān)控系統(tǒng)。

選礦廠的控制系統(tǒng)側(cè)重完成對(duì)設(shè)備的啟停和保護(hù)、參數(shù)檢測和執(zhí)行調(diào)節(jié)、控制、數(shù)據(jù)管理和協(xié)調(diào)控制等項(xiàng)任務(wù)。根據(jù)選礦廠工藝流程各工序的運(yùn)行特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備分布情況，控制系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將復(fù)雜的被控過程分解為多個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的電氣設(shè)備和工藝指標(biāo)分別進(jìn)行控制，各個(gè)子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交換與協(xié)調(diào)。在數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)選礦廠高水平自動(dòng)化控制。

同時(shí)，針對(duì)赤鐵礦選礦過程控制系統(tǒng)的特殊要求，研發(fā)了針對(duì)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(shù)，濃密機(jī)底流濃度智能控制技術(shù)，豎爐燃燒室溫度專家智能控制技術(shù)和自動(dòng)布料控制技術(shù)以及相應(yīng)的控制軟件包。

目前酒鋼集團(tuán)為處理鏡鐵山周邊地區(qū)的鐵礦石，以滿足酒鋼煉鐵、煉鋼的擴(kuò)能擴(kuò)產(chǎn)要求，新建400萬t選礦項(xiàng)目。沈陽東大自動(dòng)化有限公司將全流程、全生命周期的控制技術(shù)應(yīng)用于酒鋼400萬t綜合自動(dòng)化項(xiàng)目，為我國流程工業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色化和自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)化和模型庫的選礦全流程監(jiān)控控制軟件。上述軟件的設(shè)計(jì)和開發(fā)以及選礦全流程設(shè)計(jì)與調(diào)試中試線的成功應(yīng)用，僅僅2個(gè)月的時(shí)間完成常規(guī)條件下半年的軟件組態(tài)和開發(fā)工作，有利的促進(jìn)和支持了該項(xiàng)目提前40d完成生產(chǎn)線的全線運(yùn)行。

[1]柴天佑，鄭秉霖，胡毅，黃肖玲.制造執(zhí)行系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)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(jié)構(gòu)的流程工業(yè)現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)[J].控制工程，2002，9（3）：1～6.

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1004-7344（2016）10-0186-02

2016-3-15