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试论冶金企业金属矿石自动取制样技术

发布日期:2020-09-06   来源:矿道网   投稿者:孙 炜   浏览次数:25434

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      1 金属矿石自动取样系统特点需
      随着国内金属矿石取制样系统建成投产,自动化取制样技术日趋成熟,系统特点呈现出向模块化,高度自动化方向发展,模块化组织结构使得系统功能更加全面化,取制样系统为实验室化验检测提供水分样,样品检测结果即时化,自动系统可实现在线快速检测 [1]。取制样工艺以定量取样为基础,系统中设备工作方式满足工作要求,个单机能力满足总制样时间要求,样品在系统中不能混样。洗运模式外其他模式时设备在无矿流通过处于待机状态。破碎机应设置校验出口,校验出口可在溜管系统中设置手动切换闸门。系统取样中不存在使样品受污染致粒度碎化环节。封闭避免设备间产生大气流,防止水分损失。设计考虑物料通畅,避免粘附阻塞金属矿石自动检测系统要求偏差最小化,颗粒破损最小,份样质量满足要求,采样具有代表性。取样偏差最小很重要,可通过更多份样改善精密度,偏差不能用重复测定降低。使可能产生偏差最小化,比改善紧密度更重要。取制样系统是否存在不可接受偏差,需通过偏差校验进行验证。有些偏差源通过正确取样设计消除,包括样品混杂采取,有些偏差源不能完全消除,包括粉尘损失与颗粒破损。用作力度测定样品颗粒破损最小有利于降低粒度测定偏差。无论颗粒大小,形状,必须使所有部位矿石有同等机会采取。

2 金属矿石自动在线检测系统现状

2.1 传统在线检测系统

目前使用广泛的是通过皮带机输送矿物试样,分层实现物料收集,破碎等。采样定量周期系统取样,流量信号达到取制样设定值,全横幅截取从码头运输皮带及头部落下矿石流,输送皮带机输送金属矿石流将矿石流落入返矿皮带,摆动溜槽转向料斗称一端,料斗称量质量达到程序设定取样总量,输送皮带停止运转。通过输送皮带机输送至厂房控制系统、出采机下端输送皮带将预料返回码头主输送皮带,块矿根据程序设定时间,输送皮带启动输送至料斗称采取粒度样品。剩余金属矿石通过返矿皮带输送至主输送皮带。粒度分单元针对块矿,满足不同矿种粒级测定要求,筛分中各粒级试样存放在缓存料斗中,缓存料斗依次打开,数据自动保存在终端机。系统进行块矿取制样,根据终端机选定矿石种类,自动选择需要测定项目,经过输送皮带到达辅助筛,20mm 以下粒度金属矿石颗粒落到提升斗,破碎至 20mm以下进入破碎机二次破碎,破碎至 10mm 以下落入提升机,将试样输送到后输送皮带输送皮带经过一次缩分机,部分通过排矿皮带排出,部分试样进入水分测定单元。部分试样被缩分进入可逆输送皮带 A,人口制样试样通过摆动溜槽下落缓存斗,被输送到收集槽人工收集。自动调制试样收集份样存放在可逆输送皮带A,皮带运输试样到混料机混合式样,输送皮带 B 进入二次缩分机。块矿缩分试样分为 3 部分,部分通过提升机进入试样调制单元,部分进入旋转收集器,剩余部分通过排矿皮带排出。粉矿试样部分通过提升机进入试样调制单元,部分通过排矿皮带排出。

2.2 机械手在线检测系统

机械手在线监测系统是将采样后试样采用机械手操作实现缩分,水分含量测定自动分析系统。采用等质量间隔法采取份样,流量信号达到取样制定设定值,由初采机启动,截取码头运输皮带机落下金属矿石流,落入输送皮带经称皮带确认采样分量,份样质量与设定值差大于 20%,试样进入返矿皮带,份样质量与设定值小于 20%,试样进入儿采机。缩分后试样通过返矿皮带进入码头输送主皮带。正转试样进入机械手单元工位试样收集桶。机械手抓取工位试样收集器下试样桶,将试样倒入缩分级得到粒度试样,机械手抓取试样桶倒入收集车中。试样为块矿时,机械手取存装试样收集桶,缩分后取 15kg 粒度试样,收集到 30kg 试样,机械手夹取粒度试样桶倒入振动筛分。机械手逐层夹取筛网称重。装试样筛网称重后,将试样倒入弃料提升斗。倒完试样空筛网称重,称重数据上传至上位机系统。交货批粒度测定后,上位机系统计算形成最终测定报告。

机械手抓取旋转缩分级水分试样罐,倒入破碎机破碎,收集在下放样品桶中,抓取试样桶倒入旋转缩分机,取水分试样倒入经称量空盘中,抓取试样盘至振动装置,使试样铺平,称重后放入烘箱干燥。达到设定时间后烘箱打开,机械手夹取水分试样盘干燥后称重,将试样盘放入烘箱干燥 1h二次称重。至试样 2 次称量质量差小于初始质量 0.05%。交货批水分测定后,上位机系统计算形成水分含量测定报告。水分测定后试验样由机械手抓取导入收集器中,另一试样导入缩分破碎记忆体积缩分破碎 3mm 以下,将 150g 样导入盘式研磨仪研磨,试样流成分试样缩分收集器中。收集后成分试样由机械手抓取放入试样发东站,成分分析单元机械手抓取试样送至熔融炉,采用高精度天平试样,氧化剂配料,溶液在室温下冷却固化采用压缩孔融过去冷区。自动称重确保清洗效果,将完整熔片送至 X 射线荧光分析仪分析成分,熔片试样传送至打靶机封装标识。

3 金属矿石自动检测系统功能设计

全自动金属矿石取制样系统基于物料参数设计。取样系统取样机制以定量取样为主,取样机制为定量取样,主系质量脉冲信号消失转变为定时采样。主系统流量为 1000t/h~6250t/h,系统基于定量取样原理设计,在主传送带运行下,采样器截取 500kg 初级样品,以定量取样为准,通过变频器控制取样机横移截取速度,通过监测皮带秤信号对取样机无极调速。截取粒度为 50mm 块矿时,取样机截取口径 150mm,截 取 最 大 粒 度 小 于 50mm 矿 种,截 取 速 度 按 Vc=0.3(1+L/3d)修正,Vc 为修正后截取速度 m/s,d 为金属矿石最大粒度 mm,L 为截取开口 150mm。定时取样基制下,全机横移截取速度为矿种对应速度。根据 ISO03082 要求,需在取样前向操作系统输入矿样批量大小,主皮带秤出现故障下,取样系统按主皮带额定流量计算时间取样间隔运行。取样系统是基于定量原理设计,移动斗式初级采样机取到434kg 样,初级份样 CV 值低于 15%,移动斗式初级采样机由变速控制器执行,运行速度根据主皮带流量 1000t/h~6250t/h 调控。自动化粒度测定针对块矿,粉矿由人工测定,394kg 块矿样品可筛分粉矿样品给入 3 台振动筛,振动筛允许分矿3 个粒级,物料筛分后,不同粒级物料贮存缓存斗。称量取值后第二粒级物料抛如称量斗,物料通过皮带机输送回主皮带。40kg 块矿样品输送至可逆皮带输送机,块矿输送至一级破碎机,采粉矿时物料不通过破碎机。破碎物料被输送到带样品口缩分器,缩分比可调节。物理样 1:25,__取样口取出 1.6kg 样品,第二样口取出 6.7kg 输送至二级破碎机。6.7kg 样品被 WS40/20 型对辊破碎机破碎,由电动样品出口转台式缩分器缩分样品,A 出口缩分比为 1:13,出口缩分比为 1:30,缩分出 0.2kg 样品贮存在样品收集中,用于水分分析。收集器使用可逆转模式,__最终样品收集到瓶一。

4 自动检测系统软硬件设计

控制系统设备包括 PLC 控制器,现场设备机旁操作箱,计算机,警报装置等。控制系统是具有中央自动控制能力的集成系统,提供系统运行所需联锁,运行程序。取样机与主皮带机联锁,皮带秤与系统 PLC 进行数据通讯,数据为取样机运行定量控制依据。主皮带机运行信号等信息为流程运行条件。取样中故障不能退出料流时向港区中控室发出信号。外部输入能量包括累计流浪,设备速度信号,堵塞信号等 I/O 变量,来自以太网总线信号,外部输出变量包括调速信号,报警提示等。PLC 选用 ABL61 系列,逻辑控制软件采RSLogix5000,输入输出点数统计,确定 PLC 模块配置。块 1756-PB75 电源模块,1756-IF16 模拟量输入模块,3 块1756-CNB 通讯模块,8 块 1756-OW16I 数字量输出模块。金属矿石取制样软件包括采样中数据与采样报告数据,数据库满足当地查询需要,软件结构及组成针对系统维护工程师使用对象,软件划分为 PLC 程序控制软件,数据管理软件。电控系统 PLC 程序采用梯形图语言编程,包括组织程序,部分自动流程,单纯化学取样 7 个流程。主程序根据流程功能需要调用 CMD 控制,锤式取样控制,收集器控制,偏差实验工艺控制程块。

5 结语

本文对金属矿石自动取样技术进行研究,首先对检测取样系统进行介绍,论述金属矿石自动检测系统设计,阐述自动检测系统硬件设计。冶金企业金属矿石自动检测技术 :①实现了金属矿石远程控制自动取样 ;②配合视频监控系统实现了全流程无死角监督 ;③取样部分可与自动制样部分无缝连接 ;④杜绝不同品种间的成分污染。对提高我国冶金企业金属矿石生产与销售管理水平,提供可靠检验数据具有重要现实意义。

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