朱佳利  王剛  劉子奇  靳亞濤

（河鋼股份有限公司承德分公司煉鐵事業(yè)部  河北  承德  067102）

摘  要：冶金企業(yè)每天消耗鐵粉、白煤、噴吹煤、球團(tuán)占據(jù)總成本80%以上。在燒結(jié)機(jī)、高爐使用圓盤(pán)與料斗裝置進(jìn)行配料，同種物料的化學(xué)成分也有不同程度差別，需要不同成分的物料分倉(cāng)配加。物流車(chē)輛多、配料圓盤(pán)之間間隔小，物流和物料監(jiān)管是難題。不錯(cuò)料、不混料精準(zhǔn)配加原料是提高燒結(jié)礦性能的關(guān)鍵，是高爐執(zhí)行精料作業(yè)基礎(chǔ)。伴隨企業(yè)減員，不同成分物料從外觀無(wú)法分辨，使用手機(jī)和票據(jù)人工核對(duì)，效率低往往造成物流擁堵不暢。物流堵塞促進(jìn)司機(jī)對(duì)料管進(jìn)行權(quán)力尋租，進(jìn)一步增加混料、錯(cuò)料事故。新技術(shù)特別是無(wú)線定位技術(shù)的發(fā)展，是解決物流堵塞、原料混料最佳方法。該技術(shù)從性價(jià)比、施工周期、端口數(shù)據(jù)對(duì)接方面都凸顯優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：混料；物流；監(jiān)管；無(wú)線定位

1 原燃料基本物流概況

1.1 原燃料發(fā)生混料和堵塞情況

冶金行業(yè)原料包括：鐵精粉、外礦、球團(tuán)、自循環(huán)礦，燃料包括：無(wú)煙煤、噴吹門(mén)、焦丁焦末。以一個(gè)年產(chǎn)1000萬(wàn)噸中小型企業(yè)為例，每天原料和燃料消耗需要6萬(wàn)噸左右。分別在燒結(jié)機(jī)配料倉(cāng)、高爐礦焦倉(cāng)、噴吹煤磨機(jī)加工倉(cāng)。由于每一種物料成分也有差異，例如鐵精粉按照是否含釩分為含釩、普粉鐵精粉之分。按照含鐵量高低又分為高品位、低品位鐵精粉之分。最多時(shí)鐵精粉在生產(chǎn)中分出10種以上。這些物料都涉及汽運(yùn)或火運(yùn)分倉(cāng)卸料、分倉(cāng)混料的工藝過(guò)程。6萬(wàn)噸原料使用汽運(yùn)倒料需要1000輛車(chē)以上，各種物料在倉(cāng)上的圓盤(pán)卸料生產(chǎn)過(guò)程易發(fā)生混料事故。

原燃料物流不暢是頑疾�，F(xiàn)國(guó)家對(duì)車(chē)輛超載的治理加強(qiáng)，長(zhǎng)途汽運(yùn)貨車(chē)幾乎采用板車(chē)車(chē)型。該車(chē)型需要人工卸車(chē)，每輛汽車(chē)卸料需要20分鐘，車(chē)體長(zhǎng)度15米，占據(jù)兩個(gè)料倉(cāng)，每天物料需求大，車(chē)輛多，卸的慢，造成物流堵塞。

1.2 混料事故的隱蔽性

混料造成危害大，造成生產(chǎn)狀況下滑存在時(shí)間延遲現(xiàn)象，不易追責(zé)。由于燒結(jié)機(jī)和高爐都有料倉(cāng)，料倉(cāng)的用量基本夠8小時(shí)以上，客觀存在混料事故與生產(chǎn)波動(dòng)延遲發(fā)生，人員管理方式落后，技術(shù)手段簡(jiǎn)單，無(wú)法追溯。基本上給生產(chǎn)造成危害后只能不了了之。

2 原燃料物流存在的問(wèn)題原因和危害

2.1 造成原燃料卸錯(cuò)原因

直接原因是原燃料外觀無(wú)法辨識(shí)、車(chē)輛多，料倉(cāng)之間距離（0.6-1）米小。以鐵料料倉(cāng)為例：每天32500噸物料車(chē)流量在650輛-750輛之間，并且卸料料倉(cāng)精準(zhǔn)誤差小于0.5米，料場(chǎng)現(xiàn)有的車(chē)輛調(diào)度管理方式為人工管理，通訊聯(lián)絡(luò)方式為內(nèi)部電話或手機(jī)通訊。車(chē)輛有直供車(chē)和倒料車(chē)，車(chē)型有板車(chē)和翻斗，翻斗車(chē)進(jìn)入料倉(cāng)翻斗卸車(chē)速度快，板車(chē)是人工卸車(chē)，卸的慢，還要占據(jù)1.5個(gè)倉(cāng)位，這些造成車(chē)輛管理不能整齊劃一。含釩鐵粉和本地普通鐵粉外觀相同，每個(gè)班料管只有2個(gè)人，所有這些不能保證每輛車(chē)全程監(jiān)控，不可避免混料事故。下面是鐵料倉(cāng)倒料和卸料位置平面圖，東西長(zhǎng)600米，南北長(zhǎng)250米。2個(gè)料管對(duì)車(chē)輛全程監(jiān)控有些困難。

圖1  鐵料倉(cāng)倒料和卸料位置平面圖

造成原燃料卸錯(cuò)深層次原因是物流管理沒(méi)有痕跡。斗車(chē)卸料過(guò)程只需2分鐘，夜間光線不足，在斗車(chē)車(chē)輛多的情況下，尤其物料相同外觀，往往十幾分鐘料倉(cāng)卸完七八車(chē)。卸過(guò)也沒(méi)有痕跡，料管核實(shí)確認(rèn)每個(gè)物料難度大。另一方面，沒(méi)有痕跡管理，遇到不負(fù)責(zé)任的極少數(shù)料管會(huì)發(fā)生“權(quán)力尋租”，收點(diǎn)司機(jī)小錢(qián)，明知卸錯(cuò)也不進(jìn)行管理。

2.2 物料卸車(chē)倒運(yùn)設(shè)施不完善

現(xiàn)用料倉(cāng)基本是十五年前設(shè)計(jì)建造，當(dāng)時(shí)冶金企業(yè)處于黃金時(shí)代，市場(chǎng)好，鋼材利潤(rùn)高，只要產(chǎn)量足夠多，市場(chǎng)份額大，企業(yè)照樣掙錢(qián)。大上快上一批又一批項(xiàng)目，幾乎是上面鐵篦子、下面配料圓盤(pán)組成最簡(jiǎn)單卸料料倉(cāng)，沒(méi)有料倉(cāng)門(mén)禁設(shè)施，施工難度大。原有料倉(cāng)上部和側(cè)部沒(méi)有門(mén)禁設(shè)備，沒(méi)有電源和通訊設(shè)備。門(mén)禁改善設(shè)備最先采取小區(qū)車(chē)庫(kù)、高速收費(fèi)、無(wú)人售貨、無(wú)人加油站等等方案，到現(xiàn)場(chǎng)查看均不能采用。現(xiàn)場(chǎng)粉塵大，照明不強(qiáng)，機(jī)械類設(shè)備根本無(wú)法長(zhǎng)期運(yùn)行，且每天車(chē)流大，地面施工無(wú)法正常進(jìn)行。車(chē)輛牌號(hào)和射頻條碼識(shí)別都不能正常進(jìn)行。對(duì)車(chē)輛監(jiān)控、物料識(shí)別、倉(cāng)位管理都是靠多人工作業(yè)完成。隨著企業(yè)減員、人工作業(yè)技術(shù)手段沒(méi)有及時(shí)更新，出現(xiàn)管理缺失不可避免。

2.3 混料的危害

燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)發(fā)生混料、造成燒結(jié)礦轉(zhuǎn)球指數(shù)降低、返礦率高、品位穩(wěn)定率低諸多弊端。高爐順產(chǎn)的前提是精料方針，行業(yè)共識(shí)“七分原料，三分操作”中的原料不發(fā)生混料是精料方針的最基本前提。

3 無(wú)線精準(zhǔn)定位的思路及具體方法

3.1 原燃料技改簡(jiǎn)單回顧

原燃料管理的倉(cāng)禁、門(mén)禁、車(chē)輛牌號(hào)識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)刷卡、語(yǔ)音對(duì)講五項(xiàng)技改內(nèi)容制定方案，核實(shí)設(shè)備性能、最初在倉(cāng)禁和門(mén)禁使用機(jī)械、液壓、紅外對(duì)射三種方法進(jìn)行探討�，F(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施粗陋，使用環(huán)境惡略，車(chē)廂車(chē)體高低不平。三種方案都失敗了。第四套方案是高速公路收費(fèi)、智能停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛號(hào)碼識(shí)別�，F(xiàn)場(chǎng)粉塵大，原燃料車(chē)輛臟、號(hào)碼不清晰、攝像頭像素低、位置不科學(xué)、車(chē)輛號(hào)碼識(shí)別準(zhǔn)確度在80%左右，最為不可操作的是每輛車(chē)卸車(chē)過(guò)程需要至少5張照片，每天幾千張照片人工核對(duì)也是大量復(fù)雜工作。2017年12月份科研人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察，提出無(wú)人機(jī)領(lǐng)航牽引車(chē)定位模式，大概費(fèi)用在2000多萬(wàn)元。后續(xù)設(shè)備維護(hù)也是難題。

3.2 無(wú)線定位的思路

 2018年決定使用高精度三維無(wú)線定位系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛精準(zhǔn)定位，定位誤差在0.3米以內(nèi)符合現(xiàn)場(chǎng)定位精度方面要求，費(fèi)用低、施工簡(jiǎn)單，并且電子圍欄新技術(shù)能夠解決車(chē)輛追蹤、查詢很多功能。前期進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鋪設(shè)，光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以充分考慮了帶寬冗余、線路冗余、管路冗余，為所有后期建設(shè)打好基礎(chǔ)，避免因重復(fù)建設(shè)造成投資浪費(fèi)。2018年3月份在供料作業(yè)二區(qū)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。

圖2  5線料倉(cāng)定位測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，整體的定位精度均在1米以內(nèi)，對(duì)定位穩(wěn)定性要求較高的倉(cāng)位區(qū)域能夠達(dá)到0.5米以內(nèi)，同時(shí)車(chē)輛在倒料時(shí)，不會(huì)對(duì)其精度和穩(wěn)定性造成影響。

現(xiàn)場(chǎng)制作電子圍欄（該圍欄定位精度0.5米，可以任意范圍的設(shè)置，解決倉(cāng)禁、門(mén)禁）

圖3 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制作電子圍欄

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，電子圍欄可對(duì)每個(gè)倉(cāng)位允許進(jìn)入的車(chē)輛進(jìn)行設(shè)置和報(bào)警提醒，可對(duì)裝料車(chē)輛的管理提供實(shí)時(shí)位置監(jiān)控和預(yù)警。“電子圍欄及報(bào)警”具備以下功能

（1）電子圍欄_三號(hào)倉(cāng)：允許卸煤車(chē)進(jìn)入；不允許裝載機(jī)進(jìn)入，若進(jìn)入觸發(fā)報(bào)警

（2）電子圍欄_四號(hào)倉(cāng)：允許裝載機(jī)進(jìn)入；不允許卸煤車(chē)進(jìn)入，若進(jìn)入觸發(fā)報(bào)警

（3）車(chē)輛行車(chē)軌跡可以保存到電腦，具備追溯功能

3.3 無(wú)線定位的方法

研究當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)+和智能化的新技術(shù)，研究最新無(wú)人售貨、加油、超市等先進(jìn)技術(shù)，研究智慧小區(qū)車(chē)輛號(hào)碼識(shí)別、IC卡、條形碼識(shí)別技術(shù)。針對(duì)物資接卸、倒運(yùn)、存儲(chǔ)、配料、生產(chǎn)五個(gè)環(huán)節(jié)八項(xiàng)問(wèn)題，采用無(wú)線定位、視頻監(jiān)控、C++技術(shù)開(kāi)發(fā)無(wú)差錯(cuò)、高效、順暢物流系統(tǒng)替代人工落后粗放指揮方式。從根本上杜絕混料、錯(cuò)料、誤倒運(yùn)情況發(fā)生。從這些技術(shù)中開(kāi)發(fā)的定位系統(tǒng)、電子圍欄與公司計(jì)量檢斤系統(tǒng)對(duì)接軟件，車(chē)輛到達(dá)指定料倉(cāng)和電子圍欄區(qū)域，無(wú)線傳輸計(jì)量檢斤系統(tǒng)的回空確認(rèn)環(huán)節(jié)。如果車(chē)輛沒(méi)有到達(dá)指定料倉(cāng)或是指定的電子圍欄區(qū)域，在遠(yuǎn)端的監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行電子報(bào)警，可以語(yǔ)音提醒。如果司機(jī)不聽(tīng)提醒、強(qiáng)行卸車(chē)，該車(chē)輛無(wú)法進(jìn)行回空確認(rèn)，并追溯車(chē)輛運(yùn)行軌跡（誤差0.5米）。最終達(dá)到無(wú)人指揮、無(wú)差錯(cuò)卸車(chē)。

圖4 車(chē)輛追溯軌跡

LED信息屏顯示本倉(cāng)倉(cāng)號(hào)、料種、允許卸料的車(chē)號(hào)。對(duì)于異常情況,LED信息屏進(jìn)行報(bào)警,中控室的系統(tǒng)也有相應(yīng)的報(bào)警內(nèi)容。在每個(gè)配料間分別配置兩個(gè)24口思科交換機(jī)，12套LED顯示屏。                             

 
圖5  現(xiàn)場(chǎng)料倉(cāng)信息顯示屏

4 無(wú)線精準(zhǔn)定位的效果

系統(tǒng)采用無(wú)線定位技術(shù)，跟蹤車(chē)輛在配料間的卸料位置，防止車(chē)輛錯(cuò)卸情況通過(guò)視頻信息、數(shù)據(jù)信息、物流信息、計(jì)量信息的匯集，可實(shí)現(xiàn)中控的統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)班日數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)；車(chē)輛卸料過(guò)程的歷史追蹤；車(chē)輛位置信息的歷史查詢；料倉(cāng)料位的歷史曲線查看；料條存量的及時(shí)查看等功能

5 結(jié)論

從根本上杜絕卸錯(cuò)料、卸混料的現(xiàn)象，增加直供率，減少物料二次倒運(yùn)。這方面具體數(shù)據(jù)比較隱蔽，效益暫不計(jì),這方面取得社會(huì)效果好，它是冶金企業(yè)散狀物料實(shí)現(xiàn)無(wú)人指揮、無(wú)差錯(cuò)卸料領(lǐng)先技術(shù)，費(fèi)用最少，功能最全、施工最簡(jiǎn)單的案例。