钢铁原料全流程自动化质检技术应用

乔永增 张 磊

(安阳钢铁股份有限公司)

钢铁原料全流程自动化质检技术应用

乔永增 张 磊

(安阳钢铁股份有限公司)

本文剖析了钢铁行业原料质验取样存在的问题，阐述了全流程自动化取样技术的基本思路，并结合应用介绍了原料全自动智能取样机系统的实际效果。

钢铁原料 全自动化质检

0 前言

铁矿石和煤炭是钢铁生产的最重要原料,且其约占钢的成本60%～70%。二十年来中国的高速发展，世界钢铁制造的重心已经转向中国家，中国钢铁工业紧紧抓住这一难得的机遇，大力调整产业结构，提升装备优势，全面步入了品种质量效益时期，每年钢产量约8亿吨。在经济大发展的同时，严格把关进厂原材料，是我们钢铁企业走品种质量效益的第一步。

由于原料市场的混乱和供应商质量的参差不齐，在利润的驱使下，部分供应商常常想方设法弄虚作假，牟取超额利润，给钢铁企业造成不可估量的损失。这就给钢铁企业进厂原料的质量验收管理提出了新的研究课题。

1 传统质检方法简介

过去我国钢铁企业都是长期处于计划经济体制下的大型国营(国有)企业，和铁矿、煤矿之间都是靠计划调拨资源，可靠度非常高，不用重视质量验收问题，从而形成长期传统的原料质检模式。虽然转型市场经济十多年，但管理上总是存在一定的惯性，总体上变化不大。基本上采用下面的质检验收流程：

汽车、火车进厂→人工铁铲取样→计量检斤→原料场落地取样抽查→化验→结算。

从上面的流程可以看出：在计量检斤环节很容易做到，比如轨道衡、皮带称等技术手段十分成熟。在原料场落地抽查难度很大，代表性很差，最多只能起到一点监督的威慑作用。化验环节便于采取密编等措施集中监控。人工取样环节在现场、随意性较大，就成为各单位质量验收的重点环节。虽然，各个钢铁厂都根据自己的实际，创造出了许许多多的办法，随时应对各种异常情况，但整体上收效甚微。

2 全流程自动化取样技术的基本思路

为了克服人工取样无法深入料层、代表性差、人为因素干扰等一系列缺点，利用现代化的机械动力、智能控制等技术完成整个取样过程，可以有效的克服上述缺点，还可以大大提高工作效率。

基本思路如下：在车辆经过的路线上，通过龙门梁或天车桥方式架设机械取样机，实现汽车(火车)逐车取样。机械取样机由计算机控制，可以在整个车辆水平面范围内，实现X-Y向二维自由行走[1]。同时，取样机配置的动力采样头(螺旋)可自由升降，实现Z向自由运动。从而使取样机自动实现对车辆进行整个三维定点取样。其二，通过软件结合相应的取样规范和标准，由计算机编制随机找点的智能取样方案。其三，以智能取样机为核心，完善并集成自动缩分、制样、样品收集等附加功能，配合现场录象监控手段，形成一个科学合理、客观公正、管理规范的现代化散装原料综合质检系统，彻底改变传统质量验收模式。其四，原料取样设备操作人员，均集中在质量检测处办公大楼的四位一体操作室，进行远程取样操作，取样现场无操作人员值守，与取样现场管理人员的语言沟通使用对讲机，操作人与供户远程分离，操作室有监控设施，办公电话，带录音功能。上述多个环节，能够完全排除一切人为干扰。

3 生产应用及效果评价

自2005年以来，安阳钢铁股份公司推进了“三步走”发展战略，大高炉及配套设施建设，一大批大型装备上马投产，为了解决原料质量验收取样难题，先后在5道火车铁道线翻车机前、四道汽车运输线上投运了16套全自动智能取样机，全面实现了所有进厂煤、铁矿粉的机械采样。进厂原料全自动取样机现场布置如图 1所示。

(a) 火车

(b) 汽车

图 1 进厂原料全自动取样机现场布置

系统主要技术指标和功能：

(1)方式：桥式运行螺旋采样。

(2)全断面采样应能深到车底并确保车辆安全，深度也可自行设定。

(3)具有车辆自动定位功能，采样点(点位及点数)电脑随机智能控制。

(4)采样过程可全自动控制/手动控制，并记录每次采样操作的工作方式、相关参数、自动采集车辆信息等，可随时查询数据库[2]。

(5)采样速度：一单点的周期小于60秒。

(6)具有采样器自动清洗功能，杜绝混样。

(7)采样头总成中的任何部件，其寿命不小于30 000次取样。

(8)设备动力应能满足板结料的取样。

(9)设备应具有自动缩分、集样、包装喷码等功能。

经过多年的生产运行，先后完成精矿粉、煤等总量超过千万吨的原料验收取样，在使用中根据实际情况，不断探索、总结和改进完善，总体大生产应用效果是值得充分肯定的。在确保科学、客观、公正方面是传统作业方式所无法比拟的；同时，作业效率大大提高，完全满足生产需要。值得在相关领域大力推广应用。

4 结束语

在钢铁行业面临生死攸关的困难时期，降低生产成本，有效杜绝劣质原料对企业生产的损害，保护自身合法利益，全自动原料取样技术为质量验收把关提供了可靠的保证。

[1] 杨海龙，基于PLC的矿井提升机电控制系统的研究[J].数字技术与应用，2004(6)：98

[2] 常永坤，张胜来.机械基础与液压技术[M].吉林：吉林大学出版社，2005：123-248.

THE APPLICATION OF AUTOMATIC SAMPLING THECNOLOGY ON INPUT POWDER MATERIAL

Qiao Yongzeng Zhang Lei

(Anyang Iron and Steel Stock Co., Ltd)

The problem of sampling in the quality acceptance of material in the steel enterprise was discussed. The basic route of automatic sampling technology was introduced. The application result was discussed on a basis of the practice.

iron and steel raw materials automatic sampling

永增，工程师，河南.安阳(455004)，安阳钢铁股份有限公司质量检测处生产科；

2016—7—12