Practice of Improving the Accuracy of the Material Mixing Head and Tail
毕欣成① BI Xin-cheng；初云祥② CHU Yun-xiang；李铁峰② LI Tie-feng；刘辉② LIU Hui
（①莱芜钢铁集团银山型钢有限公司，莱芜 271104；②山东钢铁股份有限公司莱芜分公司，莱芜271104）
（①Laiwu Iron and Steel Group Yinshan Steel Co.，Ltd.，Laiwu 271104，China；
②Shandong Iron & Steel Group Co.，Ltd.，Laiwu 271104，China）
摘要：本文主要分析了铁矿粉配料混匀工序的历史改进盲点，通过测量实际落料间隔，计算并确定理论滞后时间，并结合实际生产工艺配置情况，合理修定并安装滞后时间，安装可视化操作界面，实现了相邻料头料尾滞后偏差≤1秒， Tfe波动降低0.018，为同行业提供了可借鉴的成功案例。
Abstract: This paper mainly analyzes the historical improvement blind spot of iron ore fines mixing process. By measuring the actual blanking interval, the theoretical lag time is calculated and determined. Combined with the actual production process configuration, the lag time is rationally revised and installed, and the installation operation interface is installed, realizing that the lag deviation of the adjacent material head and material tail ≤1 second, and the fluctuation of Tfe is reduced by 0.018, which provides a successful case for the same industry.
关键词：铁矿粉；配料；混匀；平均偏差
Key words: iron ore fines；ingredients；mixing；average deviation
中图分类号：TF542 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）01-0135-04
0 引言
铁矿粉是烧结生产的主要原料，其物理化学性质对烧结矿质量影响最大，主要要求品位高、成分稳定、杂质少，脉石成分适用于造渣，粒度适宜。因目前我厂使用含铁原料品种多，成分波动较大，必须进行预配料混匀，以对各种物料进行适当的搭配，从而保证将烧结矿的品位、碱度、含硫量、FeO含量等主要指标控制在规定的范围内。生产实践表明，当配料混匀产生偏差时，将会影响烧结过程的正常进行和烧结矿的质量，进而导致高炉炉温、炉渣碱度的变化，对炉况的稳定、顺行带来不利影响。根据经验：混匀料SiO2波动是制约烧结碱度的要因，Tfe波动每降低0.1%，烧结矿产量提升0.28%，固体燃耗降低1.2%。
莱芜分公司炼铁厂（以下简称炼铁厂）原料配料开机操作要求：自动配料时，通过微机设定各圆盘标准流量，启动自动配料系统开始配料；半自动配料时，通过微机设定料流（二区调节变频），通过电子皮带秤计量，使圆盘下料量与配料计算结果一致，并保持料头整齐；手动配料时,通过现场调节变频，通过电子皮带秤计量,使圆盘下料量与配料计算结果一致，并保持料头整齐。停机操作要求：接到停机指令后，顺料流依次停止圆盘，保证料尾整齐。改善前自动系统顺序启动，无合理滞后时间；半自动、手动操作全凭经验控制，致使实际料头料尾对齐准确度较低。经初步监测，各相邻料仓出料料头料尾滞后偏差约1-5秒不等。
1 问题分析
1.1 现状调查
经济危机、钢铁严冬，为适应形势需求，炼铁厂实时动态调整最佳经济矿矿种，实现了矿料成本的有效降低，但频繁调整却加剧了混匀料质量波动，给生产质量带来了不可忽视的影响。受各种因素的影响，炼铁厂混匀料Tfe、 SiO2波动（平均偏差值，见图1）呈阶段性、上升式形态，不仅使后道工序——烧结矿品位及碱度波动相对加大，也给高炉稳定顺行带来了非常不利的影响。
说明：①加权平均偏差指标计算公式：Y= Tfe平均偏差×5/8+SiO2平均偏差×3/8
②绝对平均偏差指标计算公式：Y=（Tfe平均偏差+SiO2平均偏差）/2
③Tfe平均偏差= ∑ ABS（ 样本Tfe-平均Tfe ） ÷总样本量
④SiO2 平均偏差= ∑ ABS（ 样本Tfe-平均Tfe ） ÷总样本量
从图1可以看出：无论是单值平均偏差，还是加权平均偏差或绝对平均偏差，第1-20堆与第21-39堆分属两个阶段，前者偏差明显高于后者，且分别呈上升趋势。为便于数据掌握和原因分析，确定本项目混匀料波动指标选用加权平均偏差，并制作加权平均偏差控制图（见图2）如下：
1.2 查找盲点
一是自然因素，第1-6堆受冰冻影响偏高，第15-17堆受雨水影响偏高；二是原料影响，库存不足、配比变动频繁，从宏观上制约了混匀料质量；三是部分技术措施的实施推行（稳定仓存、精确度控制等），取得一定实效。分析前期六西格玛绿带项目，得出混匀料质量改进类项目的历史盲点（见图3）：料头料尾准确度。
1.3 确定目标
测量实际落料料流（老区）运行间隔时间。
岗位 时间
1#仓~HY5 27.94.
2#仓~HY5 35.37.
3#仓~HY5 41.44.
4#仓~HY5 47.17.
5#仓~HY5 50.46.
6#仓~HY5 54.39.
7#仓~HY5 60.48.
8#仓~HY5 63.78.
计算得出平均滞后时间：5.31秒，结合配料实际工艺特点（出料瞬间料流偏大），确定目标为：滞后时间≤1秒。
2 改进实施
2.1 老区
①测量实际落料料流运行间隔
时间。
②计算并确定理论滞后时间。
③根据实际生产工艺配置情况，合理修定理论滞后时间。
④编程安装滞后时间（实际安装滞后时间结合安全启动要求进行了调整，相关数据见表1）。
1）在全自动配料线安装滞后时间。
2）半自动、手动配料线不安装滞后时间，设置“提高料头料尾准确度标准作业看板”，由岗位工经验控制。电子看板内容如下：a）标准：在原配料启动界面，每个仓号右侧显示标准滞后时间；自8#仓向1#仓显示向上箭头（启动或停止的标准次序）。b）在界面中选取适当位置处加装秒表显示实际时间。
⑤实际检测料头料尾滞后偏差，如达到目标值则开始制定手动操作标准，如未达到目标值则重新启动上述第③步骤。
2.2 二区
①测量配料室电子秤之间间距尺寸，见表2。
②计算并确定理论滞后时间（秒）。
③根据实际生产工艺配置情况，合理修定理论滞后时间（秒）。
④编程安装滞后时间（实际安装滞后时间结合安全启动要求进行了调整，相关数据见表3）。
1）在全自动配料线安装滞后时间。
2）半自动、手动配料线不安装滞后时间，设置“提高料头料尾准确度标准作业看板”，由岗位工经验控制。电子看板内容如下：a）标准：在原配料启动界面，每个仓号右侧显示标准滞后时间；自10#仓向1#仓显示向上箭头（启动或停止的标准次序）。b）在界面中选取适当位置处加装秒表显示实际时间。
⑤实际检测料头料尾滞后偏差，如达到目标值则开始制定手动操作标准，如未达到目标值则重新启动第3措施。
3 改进效果
3.1 质量指标
系列措施的不断落实和推进，有效提高了料头料尾准确度，最直接的影响参数——混匀料质量波动降幅明显。统计2017年莱芜分公司炼铁厂混匀料Tfe 、 SiO2波动如下（见图4）。
分析图4，老区混匀料硅、铁波动幅度相近，二区混匀料硅、铁波动幅度差距较大，相对而言，加权平均偏差更为直观地反映出了混匀料质量情况。因混匀料质量波动受季节等不可控因素影响较大（1-2月冰冻、7-8月雨水），且本项目主要集中于3月份完成项目改进，因此重点选择3-6月份混匀料质量数据（见图5），计算得出老区、二区混匀料加权平均偏差分别为0.2943、0.3027。且经现场检测，相邻料头料尾滞后偏差1秒；因此，得出结论：目标达成。
3.2 经济效益
3月份项目主体改进措施完成，且3-4月份季节特点等波动因素基本一致，故取4月份为改善后、3月份为改善前，统计数据见表4。
根据经验：混匀料SiO2波动是制约烧结碱度的要因，Tfe波动每降低0.1%，烧结矿产量提升0.28%，固体燃耗降低1.2%。因此，以3-4月份数据位计算依据，老区、二区Tfe波动分别降低0.012（0.2853-0.2733）、0.0248（0.256-0.2312），取其平均值为0.018，计算经济效益为88.32万元/年。另外，固体燃料消耗量有效下降，不仅为高炉生产顺行奠定了较好的原料基础，更减少了能源材料消耗，在环保压力越来越大的当前形势下，具有较高的推广价值。
4 结论
提高配料料头料尾准确度实践，改变了传统经验控制方法，通过挖掘元监控设施的技术潜能，安装自动化程序，界面清晰，手动或半自动操作时可操作性强，实现了可视化操作。也加强了“防呆”式管理。同时，通过系列改进措施的推进完善，真正做到了落实精益生产理念，消融了质量成本“冰山一角”，且有效提升了配料混匀工序的生产质量（Tfe波动降低0.018），为同行业提供了可借鉴的成功案例。
参考文献：
[1]龙红明.铁矿粉烧结原理与工艺[M].北京：冶金工业出版社.
[2]肖扬，翁得名.烧结生产技术[M].北京：冶金工业出版社.
[3]段永刚.全面质量管理[M].四版.中国科学技术出版社，2018. |
