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豐鎮(zhèn)新太新材料科技有限公司

鉻合金球團(tuán)生產(chǎn)線

造球系統(tǒng)智能改造

一、項(xiàng)目背景

       內(nèi)蒙古自治區(qū)豐鎮(zhèn)市新太新材料科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱：新太新材料）現(xiàn)有鉻合金球團(tuán)生產(chǎn)線年產(chǎn)量為60萬噸，其造球系統(tǒng)主要存在以下問題：

       1、 造球崗位工經(jīng)驗(yàn)參差不齊、人員調(diào)換頻繁；

       2、有經(jīng)驗(yàn)的崗位工成本高且不易招聘；

       3、現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境惡劣，操作任務(wù)繁重；

       4、原料波動(dòng)大；

       5、生球產(chǎn)量、質(zhì)量不穩(wěn)定。

       我司針對(duì)以上問題提出用“制造+服務(wù)”模式來升級(jí)企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)模式。我司研發(fā)部根據(jù)生產(chǎn)線特有的生產(chǎn)狀況，開發(fā)出適合于該生產(chǎn)線的工業(yè)視覺系統(tǒng)+智能造球系統(tǒng)，并為系統(tǒng)提供終身遠(yuǎn)程服務(wù)。

二、球團(tuán)廠工藝簡(jiǎn)介

       新太新材料球團(tuán)廠采用鏈--回--環(huán)工藝，共有3個(gè)造球盤，球盤直徑6米，上料量30-60T/H，日產(chǎn)2000噸左右，三班作業(yè)制，每班配置造球崗位工2人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)人工操作。

       原料磨采用水磨工藝，由于原料是含鉻鐵礦粉且磨機(jī)設(shè)備本身問題，經(jīng)過研磨后的原料細(xì)度-200目常在60%左右，常處在細(xì)度不夠的生產(chǎn)狀態(tài)。

       過濾機(jī)是原料脫水設(shè)備，但由于過濾機(jī)操作工經(jīng)驗(yàn)原因，導(dǎo)致過濾后的物料濕度不穩(wěn)定經(jīng)常發(fā)生變化。

       膨潤(rùn)土是礦粉的粘合劑，受球團(tuán)成分、價(jià)格成本、球團(tuán)強(qiáng)度等因素影響，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常嘗試更換不同廠家的鈣基、鈉基、復(fù)合基膨潤(rùn)土，每種膨潤(rùn)土的膨脹容、膠質(zhì)價(jià)、吸水量、SiO2含量等參數(shù)不同。

       由于原料細(xì)度、原料水分變化、膨潤(rùn)土變更等因素影響，造球盤內(nèi)物料經(jīng)常發(fā)生變化。因此球團(tuán)生產(chǎn)線需要崗位工一直盯著造球盤調(diào)節(jié)參數(shù)，其調(diào)節(jié)頻率非常高，勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。

三、智能造球系統(tǒng)界面顯示

     1、生球?qū)崟r(shí)狀況及分析顯示

       視覺系統(tǒng)以每秒鐘1張的速度實(shí)時(shí)顯示成球區(qū)以及長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)圖片，采集圖片數(shù)據(jù)，分析球團(tuán)粒度分布比例以及變化速度，并把數(shù)據(jù)顯示在畫面上，同時(shí)顯示球團(tuán)粒度變化趨勢(shì)。

     2、自動(dòng)造球界面顯示

        智能控制界面實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)切換控制、設(shè)備啟停、生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置、轉(zhuǎn)速控制、調(diào)節(jié)閥控制、料量顯示、鏈篦機(jī)機(jī)速顯示、造球盤內(nèi)成品球合格率顯示等功能

四、控制原理

1、 一般控制邏輯

     1）初始投料需要人工調(diào)節(jié)造球盤進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，然后投入智能造球系統(tǒng)；

     2）通過工業(yè)視覺系統(tǒng)分析成球區(qū)母球數(shù)量以及母球粒度比例，調(diào)節(jié)滴水開度，當(dāng)成球區(qū)母球數(shù)量偏少或者母球粒度比例偏小時(shí)，增加滴水閥開度，根據(jù)球團(tuán)粒度比例變化幅度，選擇增加不同檔位的開度；當(dāng)成球區(qū)母球數(shù)量偏多或者母球粒度比例偏大時(shí)，減小滴水閥開度，根據(jù)球團(tuán)粒度比例變化幅度，選擇減小不同檔位的開度。滴水是造球工藝所用的主水，不宜頻繁調(diào)節(jié)和大幅度調(diào)節(jié)，否則會(huì)造成發(fā)散震蕩，造球盤會(huì)越來越不穩(wěn)定，所以調(diào)節(jié)滴水的周期我們采用長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)，一般5-10分鐘調(diào)節(jié)一次，從調(diào)節(jié)效果來看，很容易進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 

    3）根據(jù)長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)變化速度以及球團(tuán)粒度比例調(diào)節(jié)霧水開度，當(dāng)長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒度比例偏大時(shí)，減小霧水閥開度，根據(jù)球團(tuán)粒度比例變化幅度，選擇減小不同檔位的開度；當(dāng)長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒度比例偏小時(shí)，增加霧水閥開度，根據(jù)球團(tuán)粒度比例變化幅度，選擇增加不同檔位的開度。霧水是造球工藝所用的輔助水，作用主要是快速調(diào)節(jié)球團(tuán)粒度變化，所以霧水調(diào)節(jié)頻率是短周期調(diào)節(jié)和大幅度調(diào)節(jié)，一般在條件滿足后，30s-60s調(diào)節(jié)一次，保證球團(tuán)到出球區(qū)達(dá)到合格粒度。 

    4）、根據(jù)成球區(qū)以及長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒度變化速度調(diào)節(jié)造球盤轉(zhuǎn)速，當(dāng)長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒度比例與母球區(qū)球團(tuán)粒度比例差值過大，球團(tuán)從成球區(qū)到長(zhǎng)球區(qū)增長(zhǎng)速度過快，到出球區(qū)球團(tuán)粒度就會(huì)超出合格范圍，此時(shí)采取減轉(zhuǎn)速調(diào)整球團(tuán)增長(zhǎng)速度；當(dāng)長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒度比例與母球區(qū)球團(tuán)粒度比例差值過小，且長(zhǎng)球區(qū)球團(tuán)粒徑比例低于一定值時(shí)，球團(tuán)從成球區(qū)到長(zhǎng)球區(qū)的增長(zhǎng)速度過慢，到出球區(qū)時(shí)球團(tuán)粒度就會(huì)小于合格范圍，此時(shí)采取加轉(zhuǎn)速調(diào)整球團(tuán)增長(zhǎng)速度。

2、根據(jù)該球團(tuán)廠工藝現(xiàn)狀增加特殊調(diào)節(jié)手段

    1）當(dāng)遇到物料突然變干時(shí)，即返干灰現(xiàn)象，由于返干灰是不定量、不定時(shí)的，很難判斷增加水分霧水滴水量，所以我們根據(jù)成球區(qū)變化情況快速調(diào)節(jié)滴水和霧水。當(dāng)成球區(qū)球團(tuán)粒度迅速變小時(shí)，根據(jù)成球區(qū)球團(tuán)粒度變化幅度，采取快速加水模式，球團(tuán)粒度比例值每向下低一個(gè)等級(jí)，讓球團(tuán)快速成球，同時(shí)霧水調(diào)節(jié)也快速增大，盡量提高球團(tuán)合格率；當(dāng)物料恢復(fù)正常后，由于多加了滴水和霧水，成球區(qū)球團(tuán)粒度快速長(zhǎng)大，此時(shí)快速恢復(fù)增加的滴水和霧水到原來開度，快速達(dá)到原來物料的平衡。

    2）拉式皮帶斷料處理：受工藝因素影響，造球倉物料經(jīng)常會(huì)壓實(shí)不出料，此時(shí)通過拉式皮帶電流判斷是否斷料，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警提醒崗位工及時(shí)處理。當(dāng)拉式皮帶斷料超過一定時(shí)間后，減小滴水閥和霧水閥開度，減小造球盤波動(dòng)，當(dāng)物料恢復(fù)正常后，恢復(fù)滴水閥和霧水閥開度。

五、使用效果對(duì)比及效益

                                               （手/自動(dòng)造球特點(diǎn)對(duì)比）

1、生產(chǎn)穩(wěn)定連續(xù)

      自動(dòng)控制球徑變化趨勢(shì)比手動(dòng)控制球徑變化趨勢(shì)更平穩(wěn)。

2、生產(chǎn)合格率提高

自動(dòng)控制比手動(dòng)控制球團(tuán)粒度更均勻，球團(tuán)更規(guī)則光滑，合格率更高。

                                                自動(dòng)出球區(qū)                                                 手動(dòng)出球區(qū)

                                                          手/自動(dòng)造球合格率對(duì)比

                                                       單位：mm/  合格球徑8-20mm

                                            （無差別生產(chǎn)線/ 每小時(shí)/ 造球盤內(nèi)出球區(qū)合格率比對(duì)）

       總的來講，手動(dòng)造球的造球盤內(nèi)合格率常在61-72%左右，幅度變化由調(diào)節(jié)的及時(shí)性和人手的不同，及相關(guān)時(shí)段（夜間，白天）而不同；自動(dòng)造球的造球盤內(nèi)合格率常在67-78%左右，（非極端物料工況下），比人工造球合格率略高，而且自動(dòng)造球時(shí)波動(dòng)較低。

3、經(jīng)濟(jì)效益提高

       根據(jù)目前所了解的情況做一個(gè)初步估算，智能造球系統(tǒng)提高了成球合格率。以年產(chǎn)60萬噸為基礎(chǔ)，如果產(chǎn)量提高5%，按照每噸利潤(rùn)300元計(jì)算，每年增加效益900萬元。

     人力成本，由于自動(dòng)控制保證了成球工藝段穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，因此操作工人，維修人員勞動(dòng)強(qiáng)度降低，可以節(jié)約人力成本。

六、結(jié)論綜述

      1、優(yōu)化崗位。

       2、降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度。

       3、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益。