1 金属矿石自动取样系统特点需

随着国内金属矿石取制样系统建成投产，自动化取制样技术日趋成熟，系统特点呈现出向模块化，高度自动化方向发展，模块化组织结构使得系统功能更加全面化，取制样系统为实验室化验检测提供水分样，样品检测结果即时化，自动系统可实现在线快速检测 [1]。取制样工艺以定量取样为基础，系统中设备工作方式满足工作要求，个单机能力满足总制样时间要求，样品在系统中不能混样。洗运模式外其他模式时设备在无矿流通过处于待机状态。破碎机应设置校验出口，校验出口可在溜管系统中设置手动切换闸门。系统取样中不存在使样品受污染致粒度碎化环节。封闭避免设备间产生大气流，防止水分损失。设计考虑物料通畅，避免粘附阻塞金属矿石自动检测系统要求偏差最小化，颗粒破损最小，份样质量满足要求，采样具有代表性。取样偏差最小很重要，可通过更多份样改善精密度，偏差不能用重复测定降低。使可能产生偏差最小化，比改善紧密度更重要。取制样系统是否存在不可接受偏差，需通过偏差校验进行验证。有些偏差源通过正确取样设计消除，包括样品混杂采取，有些偏差源不能完全消除，包括粉尘损失与颗粒破损。用作力度测定样品颗粒破损最小有利于降低粒度测定偏差。无论颗粒大小，形状，必须使所有部位矿石有同等机会采取。

金属矿石自动在线检测系统现状

2.1传统在线检测系统

目前广泛采用带式输送机输送矿样，实现物料收集和分层破碎。在定量周期内系统地进行取样。当流量信号达到采样准备设定值时，全旗拦截从码头传送带和机头落下的矿石流。传送带输送机输送金属矿石流，并将矿石流落入矿石返回带。摆动料槽转到料斗秤的一端，料斗的称量质量达到程序设定的总取样量。传送带停止运转。通过传送带输送到工厂控制系统，提取器下端的传送带将有望返回到码头的主传送带。块矿将根据程序设定的时间开始被输送到料斗，并进行粒度取样。剩余的金属矿石通过返矿皮带输送到主输送带。粒度单位针对块矿，满足不同矿物粒度测定的要求。筛选时，每个粒度样品存放在缓冲料斗中，依次打开缓冲料斗，数据自动存储在终端中。系统取块矿样，根据终端选择的矿石类型自动选择待测项目，通过传送带到达辅助筛。粒径在20毫米以下的金属矿石颗粒落入提升斗，被破碎至20毫米以下，然后进入破碎机进行二次破碎，再落入提升机。样品被输送到后面的传送带上，一部分通过出矿带排出，一部分进入水分测量单元。一部分样品被分成可逆传送带A，群体制备的样品通过摆动溜槽落入缓冲桶，被输送到收集罐进行人工收集。自动采集的样品储存在可逆传送带A中，传送带A将样品输送到混合器中混合，传送带B进入二次收缩机。矿石留矿样分为三部分，一部分通过提升机进入调样装置，一部分进入旋转收集器，其余部分通过出矿皮带排出。一部分粉矿样品通过提升机进入样品调制单元，一部分通过出矿皮带排出。

2.2机械手在线检测系统

机械手在线监控系统是利用机械手操作实现取样样品收缩率和含水率测量的自动分析系统。采用等质量间隔法采样，当流量信号达到采样设定的设定值时，初采机启动，拦截从码头传送带落下的金属矿流，落入传送带。样品质量与设定值相差大于20%，样品将进入返矿皮带，而样品质量与设定值相差小于20%，样品将进入子矿机。缩分后，样品通过返矿皮带进入码头输送主皮带。将阳性样本放入机械手单元站的样本收集桶中。在机械手站的样品收集器下抓取样品桶，将样品倒入缩小的分类中以获得粒度样品，由机械手抓取样品桶并将其倒入收集车中。当样品为块矿时，机械手取样品收集桶储存，收缩后取15kg粒度样品，收集30kg样品。机械手夹住粒度样品桶，将其倒入振动筛中。机械手一层一层的夹住屏幕进行称重。称量样品筛后，将样品倒入废物提升桶中。倒样空筛称重后，称重数据上传至上位机系统。交货批次的粒度确定后，上位机系统计算形成最终的测定报告。

用机械手抓取旋转式分级水分样品罐，倒入粉碎机中粉碎，收集在下部样品桶中，抓取样品桶，倒入旋转式减速器中，取水分样品倒入称重空托盘中，将样品托盘抓取到振动装置上，将样品磨平，称重后放入烘箱中烘干。到了设定的时间后，烤箱打开，机械手夹住水样托盘，晾干，然后称重。将样品托盘放入烘箱中干燥1小时，进行二次称重。样品第二次称重的质量差异小于初始质量的0.05%。水分测量完成后，上位机系统计算并形成水分含量测量报告。被测试样由机械手抓取并导入收集器，另一个试样导入分级破碎记忆容积，分级破碎小于3mm。将150g样品引入盘式研磨机研磨，样品流被分配到样品分数收集器中。机械手抓取收集的组件样本，并将其放入样本发送站。成分分析单元机械手抓取样品，并将其送到熔炉。使用高精度天平样品，使用氧化剂混合成分。溶液在室温下冷却凝固，用压缩的孔容通过冷区。自动称重保证清洗效果，整个熔片送至X射线荧光分析仪进行成分分析，熔片样品送至打靶机包装标识。

3金属矿自动检测系统的功能设计

基于物料参数设计了金属矿自动取样系统。系统的采样机制主要是定量采样，采样机制是定量采样。主系统质量脉冲信号消失，改为定时采样。系统主要流量为1000t/h~6250t/h，系统基于定量取样原理设计。在主传送带的运转下，取样器截取500kg一级样品，进行定量取样。变频器控制采样器的横向拦截速度，并通过监测皮带秤的信号来无级调节采样器的速度。当截取粒径为50mm的块矿时，采样机截取直径为150 mm，最大粒径小于50mm的矿石，截取速度按Vc=0.3(1+L/3d)修正，Vc为修正后的截取速度m/s，D为金属矿石最大粒径mm，L为150mm的截取开口，在定时取样制度下，整机的横截速度为矿物对应的速度。根据ISO03082的要求，取样前需要将矿样批量输入操作系统。当主皮带秤出现故障时，采样系统按照主皮带的额定流量以采样间隔运行。取样系统是根据定量原理设计的。动斗一次取样器取434kg样品，一次样品CV值低于15%。动斗一次采样机由变速控制器执行，其运行速度根据主皮带流量1 000 t/h ~ 6 250 t/h进行调节，自动粒度测定针对块矿。粉矿是人工测定的。可筛分394kg块矿样品。细矿石样本被送入三个振动筛。振动筛允许三种粒度的矿石分类。物料筛选后，不同粒度的物料被储存在缓冲料斗中。称重后，二级物料被抛入称重斗，由带式输送机输送回主皮带。40kg块矿样品输送到可逆带式输送机，块矿输送到一级破碎机，粉矿开采时物料不通过破碎机。破碎后物料被输送到带取样口的减压器，减压比可调。实物样品1:25，从第一个取样口取出1.6kg样品，从第二个取样口取出6.7kg送到二次破碎机。6.7kg样品用WS40/20双辊破碎机破碎，样品用电动出样转盘式分割器分割，出样口A为1:13，出样口A为1:30，0.2kg样品储存在样品库中，用于水分分析。使用可逆收集器模式，第一个最终样品被收集在一号瓶中。

4自动检测系统的软硬件设计

系统的控制设备包括PLC控制器、现场设备旁的操作箱、计算机、报警装置等。控制系统是具有中央自动控制能力的集成系统，提供系统运行所需的联锁和操作程序。取样器与主带式输送机联锁，皮带秤与系统PLC通信。这些数据是取样器定量控制的基础。主带式输送机的运行信号等信息是流程的运行状态。当取样失败无法退出物流时，向港区中央控制室发出信号。外部能量输入包括累计漂移、设备速度信号、拥塞信号、来自以太网总线的信号等I/O变量，外部输出变量包括速度控制信号、报警提示等。选用PLC ABL61系列，采用逻辑控制软件RSLogix5000，统计输入输出点数，确定PLC模块的配置。块1756-PB75电源模块、1756-IF16模拟输入模块、三个1756-CNB通信模块和八个1756-OW16I数字输出模块。金属取样软件包括取样数据和取样报告数据。数据库满足本地查询需求。软件结构和组成是针对系统维护工程师使用的对象的。软件分为PLC程序控制软件和数据管理软件。电控系统的PLC程序采用梯形图语言编程，包括组织程序、部分自动过程和简单化学取样七个过程。主程序根据过程函数调用CMD控制、锤式采样控制、采集器控制和偏差实验过程控制块。

5结论

本文对金属矿自动取样技术进行了研究。首先介绍了检测取样系统，讨论了金属矿自动检测系统的设计，阐述了自动检测系统的硬件设计。企业冶金金属矿自动检测技术:①实现金属矿的远程控制和自动取样；②配合视频监控系统，实现全程无死角监管；③采样部分可与自动制样部分无缝连接；④消除不同品种间的成分污染。对提高我国冶金企业金属矿生产和销售的管理水平，提供可靠的检验数据具有重要的现实意义。