鐵礦選礦綜合自動化系統 

　　概要說明

　　實現精礦質量、產量、成本、消耗等綜合生產指標的優化控制和實現了企業扁平化管理，顯著提高金屬回收率和改善產品質量。

　　技術方案

　　我國選礦廠大多面臨礦石品位低、成分波動大、工藝復雜、工藝設備陳舊、工況變化頻繁等諸多困難，加上以往對于生產過程的運行與管理大都以人工監管為主，這就難以穩定保證金屬回收率和精礦品位等綜合生產指標的實現，往往造成金屬回收率低、生產成本高、資源消耗大、環境污染嚴重等問題。

　　針對上述問題，公司采用由綜合生產指標優化、工藝指標優化控制和智能過程控制技術組成的混合智能優化控制技術，研發了實現綜合生產指標優化和扁平化管理的大型選礦過程全流程一體化控制系統。系統特點：

　　1)三電一體化、管控一體化，實現全流程一體化控制。

　　2)采用由制造執行系統、綜合生產指標優化控制和過程控制系統組成的三層系統結構體系，并附加多媒體工業監視系統。

　　3)將綜合生產指標自動轉化為工序指標，將工序生產指標自動轉化為關鍵控制回路設定值，使其保持在目標值范圍內。

　　方案價值

　　1)實現選礦生產過程的全流程計算機監控，穩定生產過程及綜合生產指標。

　　2)通過減少操作崗位實現減員，為企業集約化生產模式的形成提供有利的技術保障。

　　3)實現金屬回收率提高2百分點、精礦品位提高1百分點、設備運轉率提高3百分點，為企業帶來巨大的經濟效益。

　　4)實現選礦生產管理的全方位自動化辦公，提高工作效率，降低管理成本。

　　典型應用

　　酒鋼選礦廠綜合自動化系統

　　工程背景：

　　酒鋼選礦廠是酒泉鋼鐵公司的原料準備廠之一，位于嘉峪關市酒鋼公司廠區內。選礦廠一期設計規模500萬噸，全部處理鏡鐵山礦樺樹溝礦區的鐵礦石。第二期處理黑溝礦區的300萬噸鐵礦石。礦石中主要鐵礦石為黃鐵礦、褐鐵礦，脈石以重晶石、石英、碧玉及鐵白云石為主。全區礦石平均品位38%，在開采時要混入20%左右的圍巖，因此礦石輸出實際含鐵品位33%。

　　酒鋼選礦廠分為路東作業區和路西作業區。路東作業區有原料生產作業流程、豎爐生產作業流程。路西作業區有磁選生產作業流程、精礦生產作業流程和尾礦處理作業流程。原有在崗職工700名，分為四班作業。選礦廠的原料來自酒鋼原料堆場，依次通過這幾個生產作業流程的作業后形成鐵精礦送往燒結廠。選礦廠的主要作業指標為金屬回收率和鐵精礦的品位。

　　該廠在進行自動化系統改造前，生產組織基本靠經驗，生產過程中的調整靠化驗指標，滯后性太大，質量不穩定，產量波動的情況經常出現。2002年，通過對該廠投資5000萬元進行自動化及配套工程的改造，建成了“選礦綜合自動化系統”，該系統經過近三年的工業運行考核，確實達到了減員增效、提高精礦回收率的實際效果，并實現經營管理的精細化。

　　解決方案：

　　酒鋼選礦廠綜合自動化系統可以劃分為以下三個分系統：過程控制系統、多媒體計算機監視系統、生產執行系統。過程控制分系統針對選礦廠主工藝流程及相關輔助工序的工藝參數及設備進行控制。包括相關的儀表、電氣、計算機工藝過程監控系統及與管理層信息通訊接口的設計。過程控制系統的主要內容如下：

　　原料篩分及輸送、礦石輸送與篩選生產工藝過程中主要設備的順序邏輯控制及自動布料、設備保護、信號聯絡；豎爐焙燒生產工藝過程的主要工藝參數的智能控制以及主要設備的順序邏輯控制和信號聯絡；選別生產工藝過程的主要工藝參數的優化控制以及主要設備的順序邏輯控制；精礦脫水及精礦輸送系統的主要工藝參數閉環控制及主要設備的順序邏輯控制和信號聯絡；工藝過程的畫面監控、各種相關信息的顯示與打印等。

　　多媒體計算機監視系統針對選礦廠的關鍵設備、關鍵崗位進行遠程監視，在中心控制室可以監視整個生產流程中的主要設備與崗位，并可對有關攝像機的角度、方位、焦距進行遙控調整，同時這些圖像通過網絡匯總到廠調度室進行集中監控。

　　生產執行系統以生產成本監控及生產調度為主，在對選礦生產過程中的物流、能源介質流、物料消耗、質量及設備進行管理的基礎上，實現生產成本的監控及生產調度的管理。

　　該系統是在CIMS的總體框架下建立起來的，在其基礎自動化級建立控制站16個，監控點數達5000多點，檢測儀表達600多臺，監控設備達570多臺。整個綜合自動化系統通過設備網/控制網/以太網三級網絡體系，采用“EIC三電一體化”“管控一體化”集成技術構建起來。該自動化系統的成功投用，成為國內大型選礦生產綜合自動化系統的典范。

　　效果分析：

　　2001年由沈陽東大自動化有限公司設計的選礦綜合自動化系統，操作可以通過計算機來調整，設備啟?？梢酝ㄟ^計算機來控制，系統自2003年3月份投運以來，金屬回收率從77.24%提高到79.25%，提高了2.01個百分點，精礦品位提高了0.57個百分點，豎爐臺時從24.94T/H提高到25.62T/H，增加了0.7T/H，球磨二次磨礦細度強弱磁分別從72.98%、72.80%提高到75.90%和75.01%，提高了2.92%和2.21%；泵的運行周期提高了50％以上，閥門使用周期延長2倍以上，全廠節電725.40萬千瓦時/年。而且，通過多媒體監視系統和上位機來監控設備運行，利用各種檢測儀表對設備在線檢測，減輕了崗位勞動強度，提高了勞動生產率，達到了減員增效的目的。2004年底實現在使用自動化系統的崗位減員50%的目標。

　　自動化控制系統運用于酒鋼選礦廠，極大地提高了選礦廠裝備水平，使酒鋼選礦廠一躍成為國內一流的自動化控制生產的選廠，對選礦廠產量、質量的提高起到了重要作用，也為酒鋼公司信息化、自動化建設總結了經驗。

　　鑒定獲獎：

　?。ń逃靠萍歼M步一等獎，2013）

　　以工程院院士李伯虎、孫傳堯、吳澄、孫優賢、王天然、封錫盛為首的鑒定委員會的鑒定意見中指出：“該項目工作量大，技術難度大，在大型選礦生產過程實現綜合自動化方面有重大突破，整體技術水平國際先進。在采用生產過程管理系統和過程控制系統兩層結構實現綜合生產指標優化的選礦過程綜合自動化系統、基于綜合生產指標的智能優化控制技術及選礦過程先進控制技術，及其在實現大型選礦生產過程全流程綜合自動化的應用方面處于國際領先水平”。