杜高振  江东彬 梁中玮 邹晓敏

连云港港口控股集团有限公司

摘要：随着连云港港装卸船和火车发运量的逐年攀升，连云港新苏港码头有限公司原有系统线混矿作业与装卸船作业冲突愈发显著，存在作业成本高、流程冲突严重等问题，严重影响港口混矿上量，且较难适用于两种或两种以上不同物料的混矿业务。为满足市场需求、提质增效，通过技术攻关，采用移动式皮带机混矿工艺，以满足新形势下的混矿业务和上量需求,将连云港港打造成沿陇海线区域混矿销售中心，并带动港口转型，拉动港口经济增长。。

关键词：混矿、工艺、移动式皮带机、二合一、五合一

1、项目背景

本项目位于连云港港主港区旗台作业区连云港新苏港码头有限公司。近年来，伴随着国家去过剩产能政策的实施，国际国内经济市场的疲软，国内矿砂进口量增幅放缓，而港际之间的竞争越来越大，矿砂接卸单吨利润下滑，随着矿石市场的变化，客户希望在码头实现将不同品位的矿石进行混配以满足不同购买商的购买需求，混矿业务也正在成为带动港口转型、拉动经济增长的新亮点。

连云港港地处中国沿海中部的海州湾西南岸，北部有6公里长的连岛作天然屏障，气候等自然条件优越，是一个终年不冻良港。新苏港码头有限公司位于海湾内的连云主体港区，南靠徐圩和灌河港区、北接赣榆和前三岛港区，共同组成了“一体两翼”的总体格局。

连云港港是横贯中国东的铁路大动脉——陇海、兰新铁路的东部终点港，被誉为新亚欧大陆桥东桥头堡和新丝绸之路东端起点，是中国中西部地区最便捷、最经济的出海口、“一带一路”国家规划重要海上出口港。连云港港区布置及物流运输路线，如图1、图2所示。

图1 连云港港区布置平面图 

图2 连云港港区物流运输路线图

巴西淡水河谷公司为了打破现有的铁矿石供销模式，通过市场调研分析，在国内不同区域开展混矿试点业务。

连云港新苏港码头有限公司带式输送机系统规格为B＝1800mm, v=3.15m/s, 初始设计主要考虑输送铁矿石，额定输送能力Q=6000t/h。为了应对急剧变化的市场，新苏港公司进行深入的调研，了解到矿山与钢铁厂有混矿作业是后期的发展趋势，为了抢占市场先机，积极主动应对，在码头现有装卸工艺的基础上，在以低成本、高效率、高质量的原则下，2015年开始分三期实施对系统线进行混矿装卸工艺流程的改造。

连云港新苏港码头有限公司混矿系统线建设投产至今，作业量逐年增加，2015-2021年利用系统线混矿作业量达到1000万吨/年。但在系统线混矿工艺中，利用斗轮机取堆场底层料需要装载机辅助作业，不仅成本高，而且作业效率低；同时受到母矿到货的不均匀性、含水量大等因素影响，混矿业务上量受到一定的限制。

为了适应新的混矿需求，针对这些问题，新苏港公司与南通航运学院联合组织技术力量进行项目攻关，进行移动式混矿皮带机混矿工艺的研究项目。该项目作为系统线混矿补充部分，利用“二合一”和“五合一”移动式皮带机混矿系统，用斗车将不同铁矿粉按照一定比例上料进行混合，通过移动式皮带机将不同物料混合后输送到堆场，实现了混矿作业的安全、高效、稳定和可靠的运行。

2移动式皮带机混矿工艺一期改造

2.1现场调研及方案确定

2019年11月，新苏港公司计划筹建移动式混矿皮带机混矿项目，公司领导、技术管理部、电气维修中心和场车作业队就如何实现新型混料方式进行可行性的研究。综合考虑到公司堆场尺寸、混矿物料特性、生产线混矿能力等因素，在保障混矿作业效率和质量要求的前提下，尽量降低公司投入成本和运行成本，最终决定利用移动式皮带机，用斗车喂料进行混合，实现混料的目的。

采用如下工艺方案：利用多台斗车，按混矿比例从不同堆场取料，分别将料倒入多个皮带机上方漏斗内进入混矿流程，通过对应皮带机混合均匀，成品物料进入移动式皮带机输送到堆场。具体如图1所示（两种物料混配示意）。

图1 移动式皮带机混矿工艺示意图

2.2 一期工艺流程

考虑到公司混矿物料多为含水矿（巴粗及卡粉，含水量9%-10%），混矿漏斗作业物料流动性影响混矿效率，移动式皮带机混矿系统一期工程设计为“二合一移动式混矿皮带机”，主要实现两种物料按不同比例混配。系统由2台料斗（斗容10m³），HBC1、HBC2变频调速定量给料机和HBC3、HBC4移动可升降式皮带机组成（见图2）。主要通过两台斗车按混矿比例从不同堆场取料，分别将料倒入HBC1和HBC2皮带机上方漏斗内进入混矿流程，通过HBC3、HBC4两条皮带机混合均匀，从HBC4皮带机将物料输送到堆场。具体如图3、图4所示。

图2 二合一移动式混矿皮带机示意图

图3 斗车取料倒入料斗

图4 物料混合均匀后运送堆场

2.3 一期使用情况

2020年1月-4月，移动式混矿皮带机一期项目（“二合一”混矿）建成投产。在施工周期最短的情况下，连云港港口率先完成混矿工艺流程运行，为江苏省第一家启用移动式皮带机混矿业务的港口。一期项目混矿精度达到 2.5‰-5‰，平均效率达580t/h,达到预期效果。

由于后期国际市场（澳大利亚）混矿货种变化，对混矿模式提出了更高的要求，不再局限于两种物料混配，而现有的系统线混矿以及“二合一”混矿均无法适用于两种矿以上货物进行混矿。故此，总结第一套工艺流程后，公司需对混矿工艺继续优化以适应新的形势。

3移动式皮带机混矿工艺二期改造

3.1 二期工艺流程

移动式皮带机混矿系统二期工程为“五合一”移动式皮带机混矿系统，可将五种不同铁矿粉按照一定比例进行混合，从而满足客户对产品多方面要求。系统由5台料斗（斗容10m³），HBC1-01/05变频调速定量给料机和HBC2-01/02、HBC3、HBC4移动式皮带机组成。可同时利用五台斗车，按混矿比例从不同堆场取料，分别将料倒入漏斗1-5内，通过HBC3、HBC4两条皮带机混合均匀，从HBC4皮带机将物料输送到堆场。具体如图5所示。

图5 “五合一”混矿工艺布局图

3.2 二期使用情况

2020年8月-10月，移动式混矿皮带机二期项目（“五合一”混矿）建成投产。混矿能力大幅度提升，从600t/h提高到1500t/h；同时实现混矿多元化（多物料组合混配），保持混矿精度2.5‰-5‰。其中，2020年7-12月作业量及能耗如图6所示，平均能耗0.0501度/吨，与系统线混矿单耗0.9度/吨相比，节约121.22万度电，节约400吨标准煤。

图6 2020年7-12月作业量及能耗表

4、两期改造面临的主要困难点：

1）、移动式混矿皮带机设备和混矿流程在国内无成熟案例，皮带机制造厂家也没做过，完全是根据需求和工况设计出来的，非标设计多。

2）、时间紧迫：多种矿混配已成为行业趋势，如何在最短时间内完成混矿工艺改造，抢占市场先机尤为重要，在我公司开展一期混矿皮带机改造的同时，国内其他港口同时也在开展混矿皮带机研究，我公司仅用半年时间完成了一期改造。

3）、场地问题：公司场地资源特别紧张，没有放置移动式混矿皮带机的场地，而且公司场地沉降严重，该套设备又必须放置在水平地面，需要投入大量资金对土建基础进行整平。

4）、设备建好开始生产初期，又出现下料不畅问题，货物含水量大，流动性差，漏斗下料不畅，想尽多种办法增加货物流动性，在漏斗侧壁贴滑板，在两侧增加振动电机等。

5）、最困难也是最核心是新的设备如何控制混矿精度以及提高混配效率，以提升品牌竞争力。

5 该项目的创新点

1）、通过移动式混矿皮带机工艺改造，使连云港成为行业内首批实现非系统线混矿运行的港口。

2）、彻底脱离依赖系统线混矿的作业模式，解决了混矿与卸船、装船、装车等作业的冲突，缓解了设备维保的压力等。

3）、解决斗轮机取底层料含水量大操作困难、需要进行二次堆高的问题，并且减少水平转运和堆高作业环节，有效降低混矿间接成本。

6项目应用成效

6.1主要优化成效

新苏港移动式皮带机混矿项目相对系统线混矿工艺有以下四点创新成效：（1）避免斗轮机混矿取尾料空耗，减少装载机及挖掘机辅助堆料转运作业，节约混矿成本；（2）物料混合均匀；设备安装有计量仪器，运行稳定、精度高，为混矿作业或后期发运提供有力的保障；（3）机动性强，可随时随地牵引托运转场运输；（4）完全不受其他作业形式影响。

6.2 经济效益

新苏港移动式皮带机混矿工艺累计投资264万元，其设计混矿能力600万吨/年，可增加公司年度营业约收入2700万元，纯利润440万元。自投产以来(2020年3月），累计混矿413万吨，给公司增加营业收入1858.5万元，纯利润305万元。

6.3 节能减排

新苏港公司移动式皮带机混矿项目正式投产后，根据其设计作业量600万吨/年，相对系统线混矿节能减排量可达1682.68吨标准煤/年。

7结束语

新苏港移动式皮带机混矿工艺，项目实施方案经验证有效、投入成本低、项目周期短、作业能耗低、混矿质量好、对地面基础要求不高等优势，可在各港口大范围推广应用。

连云港港作为江苏省最大海港和国家“一带一路”规划中重要的海上门户，依托得天独厚的区位优势和完善的运输体系，成为巴西淡水河谷在中国开展混矿业务的首批合作港口之一。连云港港保税混矿业务是江苏省开展的首个也是目前唯一一个境内保税混矿业务，混配品质居国内前列。从2015年5月30日作业首艘混矿船舶“巴西丸”开始，公司凭借先进的基础设施、专业的自动化程度、一流的运营管理与成熟的混矿经验，混矿业务呈现出强劲的增长势头。不仅降低了淡水河谷的混矿成本，实现了“国外矿山”向中国港口的前移，在新苏港后方的堆场内开展铁矿石混配，也有利于促进中国中东部区域进口铁矿石资源的优化配置与布局。目前混矿项目已在全国范围内推广开来，下一步，新苏港码头公司将不断完善服务机制，切实维护好贸易各方的合法权益，着力为全球客户、港口等相关方提供更加优质高效的服务。在后期将不断根据混矿货物的特性，进行专项行的技术研究和攻关，打造连云港港在“亚欧大陆桥”桥头堡的“铁矿石”产品力，建设成为“一带一路”经济带新的亮点。