基于铁矿石检验的机械取制样风险控制研究

张彩丽 左兆迎 胡首鹏

（1.日照海关 山东日照 276826；2.日照检验认证有限公司)

1 前言

铁矿石作为一种不可再生资源，是我国经济快速发展的重要保障，而国内铁矿石品位低、开采难度大，需要大量依赖进口。2016年，我国铁矿石进口量达到 1.024×109t，进口量首次突破 1.0×109t，创历史纪录新高。2018年，全国进口铁矿石 1.064×109t。从贸易发展趋势和国内需求情况来看，未来一个时期铁矿石进口量仍将持续增长。进口铁矿石的品质检验结果是贸易商结算的重要依据，历来得到贸易商的高度重视。铁矿石检验主要包含取样、制样和化验3 个环节[1]，机械化取样即份样取样器从运输皮带上或铁矿石落流处按照时间间隔或质量间隔采取代表性样品的过程，有些港口的大型取样设备还能实现在线破碎、缩分即实现初步的制样功能。机械化取制样克服了人工取制样不确定因素多、代表性差等缺点，符合国际惯例[2]，不少港口已经布局铁矿石机械化取制样设备并运行良好，如宁波北仑港、大连港、嵊泗马迹山港、青岛港、日照港、连云港、京唐港、岚桥港等[3]。机械化取制样的发展呈现如下3 个特点。首先，投资主体多元化。由国家投资发展为国家、港口、第三方检验机构等多方投资。其次，设备形态多元化。由大型机械取制样系统向移动取制样系统发展，移动取制样系统具有能克服港口场地紧张、可以兼顾多个泊位等优点。再次，设备由进口转向国产化。由于进口取制样设备投资较高，国内很多厂家开始自主研制生产机械取样设备。在铁矿石检验环节中，取样和制样过程尤为关键，但在日常运营过程中，机械取制样过程的风险点通常引起忽视，本文对机械取制样的风险点进行总结并提出了控制措施。

2 机械取制样过程的风险点

2.1 铁矿石的水分和粒度

水分是样品烘干前后样品质量差数和质量分数，粒度可以用颗粒通过最小筛孔的大小及颗粒残留在筛子上的最大筛孔来定义。水分和粒度是影响钢铁厂生产和贸易结算的重要因素，引起贸易各方的高度重视。在铁矿石进口取样前，需要通过装港检验报告、现场登轮查看等各种方式了解铁矿石的水分和粒度指标[4]。如果水分和粒度超过机械取样设备的要求范围，则容易造成机械化取样设备堵塞甚至损坏设备，造成取制样结果失真。以日照港移动取制样设备为例，要求铁矿石的最大公称粒度不大于50 mm，水分不大于10%。

2.2 设备的稳定性

机械化取制样设备主要包括样品切割器、给料机、破碎机、样品收集器和皮带运输机、控制系统等，设备各个部件的正常运转是实现机械取样有效工作的基础，设备的管理和维护关系到设备能否长期保持良好的工作精度[5-8]。首先，设备对使用环境有一定要求。因设备本身有许多精密电器仪器，移动取样设备的发电机组、大型机械机械取样的控制系统、机器人等，在使用过程中应尽量保证其处于通风干燥环境。日照港移动取样设备电源要求为380 V，50 Hz；电压波动范围为额定电压的±10%，频率波动范围为（50±1）Hz。其次，设备的部件有日常保养和定期维护保养要求。因机械化取制样设备部件较多，在使用过程中应注意对相关部件进行日常保养及定期维护保养，如机器人的手臂、破碎机的轴承、给料机、收集器等部位。机械化取制样设备常年安装或存放在露天或者灰尘较大的的地方，经过长时间工作，设备内外部会积存大量的污垢，在取制样完成后，应及时对机械取样设备进行清扫，降低灰尘、污垢对设备的影响，如日照港移动取制样设备的内燃机移动平台日常保养要求运行状况检查及定期清洁；定期保养要求为按照运行周期更换机油、润滑油、空气滤清器、轮胎等。岚桥港自动取制样设备的样品收集器维护保养内容是定期检查设备润滑部分是否缺油，及时补充加注。配套动力设备按制动电机减速机使用说明书进行使用、维护与保养等。

2.3 操作人员的素质和能力

机械取制样需要操作人员具备机械取制样的基本知识和操作技能，并具有应急处理能力。如岚桥港机械取样系统采用一级采样、二级缩分、样品自动收集，弃料自动返回主皮带的模式[9-11]。取制样设备的控制系统独立并与港内计算机网络实行联网，其PLC 与港口中控室的主PLC 能够进行数据通讯。根据取样要求，机械取样需要在人机对话界面上输入物料种类、天气、制样方式、取样次数、份样量等信息或调整有关参数。头部取样机运行前应检查确认驱动装置是否正常；电机到驱动轴间的链条、驱动轴到小车间的链条等是否润滑；限位开关是否正常，限位开关臂是否正常；取样机溜槽移动范围内是否有障碍物，轨道上是否有异物[12,13]；取样机溜槽内是否有矿石黏附，如有黏附的矿石则通过上部的点检口进行清扫。

对于在机械取制样过程，操作人员要严格按照标准和操作规程进行操作，并应有高度的责任心，保持客观公正，防止别有用心的贸易方进行拉拢腐蚀。

2.4 操作人员的职业健康安全

人员的职业健康安全是基础中的基础，机械取制样过程中皮带给料机运转时，严禁机旁立人，更不能直接用手触摸机器、调整、清理检修等[14-16]；机器电线应可靠接地绝缘，并装在蛇皮管内，经常检查电机接线是否磨损和漏电。头部取样机运行时，严禁把手伸入防护罩内，否则有被溜槽夹住的危险；未安装防护罩时，绝对不要启动设备；检查及保养调整设备时，一定先切断电源并确认设备是否停止运行；运行中如发现设备异常，须立即切断电源[17,18]。

3 机械取样风险控制对策

3.1 准确判断水分和粒度

除依据装港检测报告、合同指标等判断之外，还要现场登轮查看货舱的铁矿石水分粒度情况，初步判断和外检结果是否一致，同时亦可向船方、代理及贸易商进行了解[19]。如果判断水分和粒度不适合机械取样，应采用手工取样代替。

3.2 注重设备的维护保养

应本着抓好“防”重于“治”的原则，减少设备故障以及停机维修时间，提高设备的使用寿命、工作性能和安全性能，日常检查维护和定期检查是实现该途径的重要手段[20]。日常检查维护是指设备的操作人员在使用前、使用中、使用后对设备进行例行检查，并作好日常检查记录。定期检查维护是有计划的预防性检查，以专业维护人员为主并有日常操作人员参加。如以岚桥港自动取制样设备的头部取样机为例，日常检查时以及设备停止时，注意设备是否有异声、发热、振动及其他异常现象，确认链条的张紧状况是否合适。定期检查是设备使用一周后，再次拧紧各部分螺栓，调整链条的松紧，以后每月调整。压缩机的操作规程为在缩分器整体安装固定平稳后先空机运行，若无异常情况再关好观察门；严格遵守电机使用说明书的要求；在缺油和停止运转的情况下严禁调速；严禁运行时打开观察门进行检修、调整、维护等工作；如果发生堵料等异常情况，要立即停机，排除故障后再运行；使用和维护要求为经常检查缩分器紧固螺栓是否有松动，若松动要及时拧紧；经常检查减速机、变速机是否缺油，要及时加注，保证其在良好的润滑条件下工作；滚子轴承应视具体使用情况定期补加润滑脂[21,22]；运行中如有异常情况或异常噪音，要停机检查。

3.3 提升员工的能力和素质

首先，定期对机械取制样人员进行培训[23]。培训能提升取制样人员技能，促进取制样人员之间沟通，增强取制样员工的满意度和成就感，同时可以塑造积极向上的企业文化。建立健全设备管理和维修的规章制度以及取制样的操作规程，完善取制样设备的检修和专修制度。根据业务需要和机械取制样员工需求制定员工培训计划，按照培训计划对员工进行系统性的培训，培训方式可以采取员工内部自我培训、聘请外部专家等形式，对于培训效果要进行验证。其次，调动机械取制样人员积极性。管理层应通过“工作设计”，丰富和扩大机械取样工作的相关内容，并创造良好的工作环境，鼓励员工创新，围绕着机械取样进行发明创造[24,25]。此外，还可通过员工与工作岗位进行双向选择，尽量把员工放在最合适的位置，并在可能的条件下进行工作轮换以增加工作的新鲜度，进一步提升工作积极性。

3.4 加强取样人员的职业健康安全教育及检查

操作人员须经过职业健康安全培训，了解国家和地方有关职业健康法律法规、标准规范和本组织的职业健康规章制度，掌握机械取制样的运营特点、设备特性、主要危险源，掌握安全、卫生、环保、消防设施及劳动防护用品的使用，学习典型事故案例、预防事故及事故应急处理措施和自救、互救和职业病预防等常识。操作人员要经过考核经授权上岗，遵守岗位相关安全规定并按照规定佩戴劳保用品及进行取制样操作。机械取制样过程的安全状况需要进行定期检查，对于不符合处要及时采取纠正措施进行纠正。

4 结语

本文从铁矿石的水分和粒度、设备的稳定性、操作人员的素质和能力、职业健康安全等角度分析了进口铁矿石机械取制样的风险点，并提出了准确判断水分和粒度、注重设备的维护保养、提升员工的能力和素质、加强取样人员的职业健康安全教育及检查等措施，对做好铁矿石机械取制样工作具有重要的参考意义。2018年，我国铝土矿累计进口量高达8.262×107t，镍矿累计进口总量为 4.7028×107t，但仍以手工取样为主，检验结果引起争议的情况时有发生，未来可以研发镍矿、铝土矿等相关矿种的机械取制样系统并投入使用。