浅谈酒泉钢铁（集团）有限责任公司选矿过程工艺以及自动化现状

王海博

（沈阳东大自动化有限公司 辽宁沈阳 110004）

浅谈酒泉钢铁（集团）有限责任公司选矿过程工艺以及自动化现状

王海博

（沈阳东大自动化有限公司 辽宁沈阳 110004）

本文详细阐述了酒钢选矿过程工艺以及自动化现状，根据选矿工艺流程各工序的运行特点，结合现场设备分布情况，控制系统采用分布式集散控制系统的结构，将复杂的被控过程分解为多个子系统，对各个子系统的电气设备和工艺指标分别进行控制，各个子系统通过计算机网络进行信息交换与协调。在数据采集和数据处理的基础上，采用先进控制技术，实现选矿厂高水平自动化控制。

选矿工艺流程；分布式集散控制系统；智能控制技术

1 选矿工艺流程简介

酒钢选矿过程是针对我国特有资源赤铁矿来生产铁精矿工艺。以酒钢400万t项目为例，如下图所示该选矿过程为由主体生产工艺流程及相关辅助工序组成的大型赤铁矿选矿生产流程，包括原料输送、原矿筛分与输送、矿石输送与干选、竖炉焙烧、强磁选别及弱磁选别、弱磁精矿反浮选、过滤、竖炉泵站、磁选泵站、热交换站、煤气混合站、除尘等近20道工序。

图1 酒钢400万t选矿项目整体工艺流程图

该选矿过程的主体工艺流程为：

原矿石经过原料堆场的地矿槽、贮矿槽由皮带运输到选矿厂原料筛分室的中间矿仓。经过一次筛分后，粉矿由皮带运送到球磨机强磁矿仓，块矿经过二次筛分后，分大块、小块矿存储到炉前矿仓。块矿经过皮带运送到竖炉内焙烧，经竖炉顶部给料漏斗进入竖炉，矿石在炉内被加热到850℃左右后进入还原带，与高焦混合煤气发生还原反应，将弱磁性的铁矿物焙烧磁化为强磁性的铁矿物，由竖炉底部排矿辊排到水封池中的搬出机上，搬出机将焙烧矿从水封池中运出、脱水后送至带式输送机上。焙烧后的块矿通过磁轮选择后，合格的部分送往弱磁矿仓，不合格产品送往返矿炉继续焙烧，返矿炉焙烧后，经过磁滑轮选择后，合格产品送往干选室，不合格产品通过皮带运往废石山。

强磁选工艺流程处理粉矿，采用两段连续磨矿和强磁选别组成。其磨矿系统两段均为球磨机与分级机形成闭路；粉矿经球磨机磨矿后由分级机进行分级，返砂返回球磨机再磨，分级机溢流进入旋流器分级，旋流器沉砂部分进入二次球磨机再磨，二段旋流器溢流进入强磁机选别，由粗选，粗选尾矿分级，粗粒级两次扫选，细粒级一粗，一精和两段扫选组成的选别过程选别出精矿。

弱磁选工艺流程处理焙烧矿石，采用三段阶段磨矿——三段脱水——磁选机——一粗一精四扫反浮选工艺。即磨矿仓中的矿石送入一段球磨机研磨，球磨机排矿进入泵池，由泵送入一段旋流器分级，旋流器沉砂返回球磨机，球磨机与一段旋流器构成闭路磨矿。旋流器溢流经泵送入矿浆分配器给到一次脱水槽，脱水槽沉砂给入一次磁选机，磁选机精矿经由矿浆分配器给到第二段球磨机给矿泵池，泵送给第二段旋流器分级，沉砂进入第二段球磨机，第二段球磨机与二段旋流器构成闭路磨矿，第二段旋流器溢流经泵送入矿浆分配器给到二次脱水槽，脱水槽沉砂给入二次磁选机，磁选机精矿给到第三段球磨机给矿泵池，泵送给第三段旋流器分级，沉砂进入第三段球磨机，第三段球磨机与三段旋流器构成闭路磨矿，第三段旋流器溢流经泵送入矿浆分配器给到三次脱水槽，脱水槽沉砂给入三次磁选机，磁选机精矿经浓缩池浓缩后泵送入浮选车间。各段脱水槽和磁选机的尾矿为最终尾矿。

弱磁部分采用两系列三段阶段磨矿及阶段磁选工艺，弱磁选后的矿浆经过浮选的一精一粗四扫选工艺后，最终处理后得到的精矿浆与强磁选别后的精矿浆混合后进入精矿浓密机，由泵站输送往过滤工段过滤后，精矿送往精矿库；强、弱磁选别尾矿浓密后经过二级泵站的输送，送往尾矿库。设竖炉泵站、选矿厂主厂房泵站、过滤间泵站负责全厂水系统循环及补水。换热站提供全厂热水。

2 自动化现状

酒钢选矿厂自动化系统采用Rockwell公司的PLC产品，并配备相应的工业组态软件和控制软件包括：Rockwell公司的RSView32、RSLogix5000、通讯软件 RSLinx Gateway2.42。

在上述软硬件平台上，建立了由过程管理系统和过程控制系统组成的酒钢选矿综合自动化系统。其中，过程控制系统包括基础自动化系统和多媒体监控系统。

选矿厂的控制系统侧重完成对设备的启停和保护、参数检测和执行调节、控制、数据管理和协调控制等项任务。根据选矿厂工艺流程各工序的运行特点，结合现场设备分布情况，控制系统采用分布式集散控制系统的结构，将复杂的被控过程分解为多个子系统，对各个子系统的电气设备和工艺指标分别进行控制，各个子系统通过计算机网络进行信息交换与协调。在数据采集和数据处理的基础上，采用先进控制技术，实现选矿厂高水平自动化控制。

同时，针对赤铁矿选矿过程控制系统的特殊要求，研发了针对磨矿过程旋流器给矿压力和给矿泵池液位的智能切换控制技术，浓密机底流浓度智能控制技术，竖炉燃烧室温度专家智能控制技术和自动布料控制技术以及相应的控制软件包。

目前酒钢集团为处理镜铁山周边地区的铁矿石，以满足酒钢炼铁、炼钢的扩能扩产要求，新建400万t选矿项目。沈阳东大自动化有限公司将全流程、全生命周期的控制技术应用于酒钢400万t综合自动化项目，为我国流程工业实现绿色化和自动化树立成功范例。为此，研究了基于模块化和控制算法库的选矿全流程逻辑控制软件，基于模块化和控制算法库的选矿全流程回路控制软件，基于标准化和模型库的选矿全流程监控控制软件。上述软件的设计和开发以及选矿全流程设计与调试中试线的成功应用，仅仅2个月的时间完成常规条件下半年的软件组态和开发工作，有利的促进和支持了该项目提前40d完成生产线的全线运行。

[1]柴天佑，郑秉霖，胡毅，黄肖玲.制造执行系统的研究现状和发展趋势[J].控制工程，2005，12（6）：505～510.

[2]柴天佑，郑秉霖，等.基于三层结构的流程工业现代集成制造系统[J].控制工程，2002，9（3）：1～6.

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