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铁矿选矿综合自动化系统 

发布时间:2017/11/08

  铁矿选矿综合自动化系统
  概要说明
  实现精矿质量、产量、成本、消耗等综合生产指标的优化控制和实现了企业扁平化管理,显著提高金属回收率和改善产品质量。
  技术方案
  我国选矿厂大多面临矿石品位低、成分波动大、工艺复杂、工艺设备陈旧、工况变化频繁等诸多困难,加上以往对于生产过程的运行与管理大都以人工监管为主,这就难以稳定保证金属回收率和精矿品位等综合生产指标的实现,往往造成金属回收率低、生产成本高、资源消耗大、环境污染严重等问题。
  针对上述问题,公司采用由综合生产指标优化、工艺指标优化控制和智能过程控制技术组成的混合智能优化控制技术,研发了实现综合生产指标优化和扁平化管理的大型选矿过程全流程一体化控制系统。系统特点:
  1)三电一体化、管控一体化,实现全流程一体化控制。
  2)采用由制造执行系统、综合生产指标优化控制和过程控制系统组成的三层系统结构体系,并附加多媒体工业监视系统。
  3)将综合生产指标自动转化为工序指标,将工序生产指标自动转化为关键控制回路设定值,使其保持在目标值范围内。
  方案价值
  1)实现选矿生产过程的全流程计算机监控,稳定生产过程及综合生产指标。
  2)通过减少操作岗位实现减员,为企业集约化生产模式的形成提供有利的技术保障。
  3)实现金属回收率提高2百分点、精矿品位提高1百分点、设备运转率提高3百分点,为企业带来巨大的经济效益。
  4)实现选矿生产管理的全方位自动化办公,提高工作效率,降低管理成本。
  典型应用
  酒钢选矿厂综合自动化系统
  工程背景:
  酒钢选矿厂是酒泉钢铁公司的原料准备厂之一,位于嘉峪关市酒钢公司厂区内。选矿厂一期设计规模500万吨,全部处理镜铁山矿桦树沟矿区的铁矿石。第二期处理黑沟矿区的300万吨铁矿石。矿石中主要铁矿石为黄铁矿、褐铁矿,脉石以重晶石、石英、碧玉及铁白云石为主。全区矿石平均品位38%,在开采时要混入20%左右的围岩,因此矿石输出实际含铁品位33%。
  酒钢选矿厂分为路东作业区和路西作业区。路东作业区有原料生产作业流程、竖炉生产作业流程。路西作业区有磁选生产作业流程、精矿生产作业流程和尾矿处理作业流程。原有在岗职工700名,分为四班作业。选矿厂的原料来自酒钢原料堆场,依次通过这几个生产作业流程的作业后形成铁精矿送往烧结厂。选矿厂的主要作业指标为金属回收率和铁精矿的品位。
  该厂在进行自动化系统改造前,生产组织基本靠经验,生产过程中的调整靠化验指标,滞后性太大,质量不稳定,产量波动的情况经常出现。2002年,通过对该厂投资5000万元进行自动化及配套工程的改造,建成了“选矿综合自动化系统”,该系统经过近三年的工业运行考核,确实达到了减员增效、提高精矿回收率的实际效果,并实现经营管理的精细化。
  解决方案:
  酒钢选矿厂综合自动化系统可以划分为以下三个分系统:过程控制系统、多媒体计算机监视系统、生产执行系统。过程控制分系统针对选矿厂主工艺流程及相关辅助工序的工艺参数及设备进行控制。包括相关的仪表、电气、计算机工艺过程监控系统及与管理层信息通讯接口的设计。过程控制系统的主要内容如下:
  原料筛分及输送、矿石输送与筛选生产工艺过程中主要设备的顺序逻辑控制及自动布料、设备保护、信号联络;竖炉焙烧生产工艺过程的主要工艺参数的智能控制以及主要设备的顺序逻辑控制和信号联络;选别生产工艺过程的主要工艺参数的优化控制以及主要设备的顺序逻辑控制;精矿脱水及精矿输送系统的主要工艺参数闭环控制及主要设备的顺序逻辑控制和信号联络;工艺过程的画面监控、各种相关信息的显示与打印等。
  多媒体计算机监视系统针对选矿厂的关键设备、关键岗位进行远程监视,在中心控制室可以监视整个生产流程中的主要设备与岗位,并可对有关摄像机的角度、方位、焦距进行遥控调整,同时这些图像通过网络汇总到厂调度室进行集中监控。
  生产执行系统以生产成本监控及生产调度为主,在对选矿生产过程中的物流、能源介质流、物料消耗、质量及设备进行管理的基础上,实现生产成本的监控及生产调度的管理。
  该系统是在CIMS的总体框架下建立起来的,在其基础自动化级建立控制站16个,监控点数达5000多点,检测仪表达600多台,监控设备达570多台。整个综合自动化系统通过设备网/控制网/以太网三级网络体系,采用“EIC三电一体化”“管控一体化”集成技术构建起来。该自动化系统的成功投用,成为国内大型选矿生产综合自动化系统的典范。
  效果分析:
  2001年由沈阳东大自动化有限公司设计的选矿综合自动化系统,操作可以通过计算机来调整,设备启停可以通过计算机来控制,系统自2003年3月份投运以来,金属回收率从77.24%提高到79.25%,提高了2.01个百分点,精矿品位提高了0.57个百分点,竖炉台时从24.94T/H提高到25.62T/H,增加了0.7T/H,球磨二次磨矿细度强弱磁分别从72.98%、72.80%提高到75.90%和75.01%,提高了2.92%和2.21%;泵的运行周期提高了50%以上,阀门使用周期延长2倍以上,全厂节电725.40万千瓦时/年。而且,通过多媒体监视系统和上位机来监控设备运行,利用各种检测仪表对设备在线检测,减轻了岗位劳动强度,提高了劳动生产率,达到了减员增效的目的。2004年底实现在使用自动化系统的岗位减员50%的目标。
  自动化控制系统运用于酒钢选矿厂,极大地提高了选矿厂装备水平,使酒钢选矿厂一跃成为国内一流的自动化控制生产的选厂,对选矿厂产量、质量的提高起到了重要作用,也为酒钢公司信息化、自动化建设总结了经验。
  鉴定获奖:
  (教育部科技进步一等奖)
  以工程院院士李伯虎、孙传尧、吴澄、孙优贤、王天然、封锡盛为首的鉴定委员会的鉴定意见中指出:“该项目工作量大,技术难度大,在大型选矿生产过程实现综合自动化方面有重大突破,整体技术水平国际先进。在采用生产过程管理系统和过程控制系统两层结构实现综合生产指标优化的选矿过程综合自动化系统、基于综合生产指标的智能优化控制技术及选矿过程先进控制技术,及其在实现大型选矿生产过程全流程综合自动化的应用方面处于国际领先水平”。