关于取装线配料作业的技术小结及浅析

摘要：本文结合唐山曹妃甸实业港务有限公司实现港口配料作业的实际情况，详细阐述了以取装线为基础进行配料的作业模式及核心控制理论，并对该配料模式进行了简单分析，对疏港前配料工艺的实现有着重要意义。

关键词：配料 混矿 取装 动态称量

1 背景及工艺介绍

国外两处大型矿山分别生产A和B两种铁矿石，两种矿石的含铁量基本一致，但A类铁矿石某元素含量超标，几乎无法用于冶炼，B类中该元素含量较低，且应用极为广泛。若将两种铁矿石混合销售，将产生巨大的经济效益和社会效益，但两处矿山相距较远，选择终端用户集中地区的港口进行混料作业成为最佳选择。另一方面，钢厂对铁矿石进行冶炼时，需要将多种铁矿石按一定的比例配比后使用，该混合过程若能在疏港前实现， 同样可以节省大量成本，并在资源配置方面有着较高的社会效益。

2014年我公司分别对堆卸线和取装线进行了配料作业试验，最终实现了以取料机、皮带机、装车楼等取装设备为基础的配料粗加工工艺，完成配料任务60万吨，开创了全国港口系统混矿作业模式的先河。

我公司一期码头原有取装线作业流程为：单台取料机→单线皮带机→装车楼→火车，由此实现了物料由堆场到火车的疏港过程。经过设备改造及多方协作，新增配料作业流程为：两台取料机→双线皮带机→单线皮带机→装车楼→汽车→配料堆场。改造内容主要涉及到皮带机控制联锁、取料机协作控制联锁、装车楼汽车装车控制；协作上主要是以原有火车疏港流程为基础，在物料到达装车楼后，由装填火车变成了装填汽车，之后再通过汽车转运到堆场配料专用区域，并经挖掘机械聚拢成垛的过程。

[R1][R2][BQ1][BQ2][T7][T8][MQ2][MQ1][BZ11][T9导料槽][BZ11][T10漏斗][BZ12][T11及装车楼装车]

图1 配料流程示例（R-取料机 Q、Z-皮带 T-转接塔）

2 核心控制说明

单机取料改造为双机协作配料的核心内容是物料的称量及混匀。

表面上看两台取料机同时吃进等量物料，再由皮带机将两种等量的物料通过漏斗完全混匀是一个比较简单的过程。实际情况却是不同料垛的形状差异和不同司机的取料节奏差异，导致了两台取料机不可能完全实现同一时间的同一流量；同时，两台取料机相对位置的差异，也导致了两个料流到达装车楼存在着一定的时间差：当两台大机相对位置达到240米时，料流时间差达到60秒，流经物料超过60吨，而用以倒货的卡车每车载重为55吨。因此，我们引入了动态称量及控制的理念。

首先根据两台取料机的相对位置进行计算，差值除以皮带速度为两台取料机启动和结束的时间差，用以实现流程开始和结束时料流同时抵达装车楼。其次，监控皮带机瞬时流量，每30秒为1个调整周期，用以协调两台取料机的吃料节奏。再次，通过对比监控两台取料机的总累积量，每150秒为1个调整周期，用以保证配比的精准度。通过这些周期性的动态控制，来确保每个小段的调整周期内，两种料流及物料总量在限制范围内波动，并保持动态上的平衡。

物料混匀方面，主要是依靠现有流程中附带的混匀效果来实现。现有流程中，两种料流首先在转接塔导料槽处叠合，然后经皮带机传送到3个转接塔漏斗进行类似于翻滚法的动态混合，最终在缓冲仓、定量仓、溜槽完成以百吨为单位的局部物料混合。传输流程结束后，被混匀的料流再经汽车装卸到堆场专用区域，并由挖掘机械聚拢成垛：这是一个类似于堆锥法的整体混匀过程。由此，两种物料在输送过程中即达到了比较理想的混匀效果。

3 小结与浅析

经过实际作业跟踪及进一步的细节调整，以取装流程为基础的配料作业工艺达到并超出了货主的预期要求，实现了疏港前的混矿作业，对矿业资源的合理分配具有重要意义。

数据跟踪显示，我公司以新配料工艺首次配料253720吨为截止时，除去装载火车等正常停机时间后，用时共约6天，其中包括故障处理及设备周期检修维护时间约1天。以此计算出的平均作业流量为2114吨/小时，年产能可达近两千万吨。

另外，根据新配料工艺流程的运行情况，还有一些问题需要解决。技术参数方面，首次配料作业是根据1：1配比要求完成的，当使用其他比例进行配料时，目前所使用的瞬时料流比例限制及分时段累积量监测控制工艺仍需进一步调整。同时，以人机界面为主的自动化操作、动态称重精准度等需进一步调整和优化。流程调配方面，堆场头部的疏港通道宽度较窄，倒运混合物料的卡车和疏港车辆相向行驶，导致堵车的现象也需要调整。

目前，新增的配料模式满足了货主对于两种物料混匀的要求，但是否可以扩展到给钢厂配料，理论数据仍不完善。一方面，尚未确定货主或钢厂对物料混匀的精准度究竟达到何种程度，另一方面，港口配料模式是否可以满足钢厂的原料准备工序仍需考证。