裝置採購與改造工作同步推進,集團與滬市電爐廠簽訂了裝置採購合同,4臺XTL-1200型提煉爐總採購金額達6000萬元人民幣,裝置採用模組化設計,便於安裝和維護,爐材質選用耐高溫不鏽鋼(316L),耐溫極限達1200℃,使用壽命達10年以上;裝置供應商承諾在合同簽訂後45天完裝置生產和付,派遣專業技團隊負責安裝除錯,確保裝置執行穩定。現有3臺提煉爐的改造工作由集團裝置部牽頭,聯合外部專業改造團隊實施,改造容包括更換加熱元件、加裝溫度測、升級攪拌裝置、最佳化控制系統等,每臺裝置改造費用約800萬元人民幣,3臺合計2400萬元人民幣,改造週期為20天,改造後設備執行引數通過了第三方檢測機構的驗證,各項指標均達到設計要求。
為配套新增和改造後的提煉裝置,團隊還對生產線的其他輔助裝置進行了升級:增購6臺CXJ-1000型磁選機,每臺理量100噸/天,確保原料預理效率;更換8臺SL-600型過濾機,採用新型陶瓷過濾,過濾度從0.1μ升至0.05μ過濾速度提升50%;新增4條自化輸送帶,頻寬1.2米,輸送速度1.5s,承載能力2噸/米,確保各生產環節的料轉運順暢;升級廢水理系統,新增2臺R生反應,理能力從50立方米/小時提升至80立方米/小時,確保生產廢水達標排放,同時實現水資源迴圈利用,中水回用率從60%提升至80%,每天可節省新鮮水120立方米。
技最佳化的第三個核心環節是自化控制系統升級,這是提升生產效率、降低人工本、確保產品質量穩定的關鍵。現有生產線的自化程度較低,部分環節需要人工作,不僅效率低下,還容易因人為因素導致產品質量波。團隊決定採用西門子S7-400系列PLC(可程式設計邏輯控制)作為控制核心,搭配WinCC監控,構建覆蓋原料預理、萃取、提煉、提純、品檢測、包裝庫等全流程的自化控制系統。
該控制系統包含5個子系統:原料預理控制系統、萃取過程控制系統、提煉過程控制系統、品檢測控制系統、包裝庫控制系統,各子系統過工業乙太網(Profinet)實現資料互通和協同控制,控制範圍覆蓋生產線的120個關鍵控制點。原料預理控制系統過測即時採集原料的粒度、溼度、純度等引數,自調節磁選機的磁場強度、破碎機的破碎力度,確保原料預理質量穩定;萃取過程控制系統據原料分自調整萃取劑濃度、攪拌速度、相比、溫度等引數,即時監控萃取相和萃餘的分變化,自切換萃取級數,確保萃取效率和產品純度;提煉過程控制系統確控制提煉爐的升溫速率、保溫時間、冷卻速度,即時監控爐力、溫度、位等引數,自報警並採取應急措施,防止裝置故障;品檢測控制系統與原子吸收分度計、磁效能測試儀等檢測裝置聯,自採集檢測資料,與預設標準進行對比,合格產品自進包裝環節,不合格產品自分流至回收理環節;包裝庫控制系統據品的重量、純度等級,自選擇包裝方式(封桶或噸袋),自列印標籤,過AGV小車(自導引車)將品轉運至倉儲中心指定位置,實現包裝庫全自化。
為確保控制系統的穩定執行,團隊對生產線的150個測進行了更換,選用西門子、歐姆龍等國際知名品牌的測,包括溫度測(測量範圍-50℃至500℃,度±0.1℃)、力測(測量範圍0-10a,度±0.5%)、位測(測量範圍0-5米,度±1)、分測(檢測度0.001%)等,確保資料採集的準確;安裝了20臺工業攝像頭,即時監控生產現場裝置執行狀態和人員作況,實現生產過程的視覺化管理;搭建了中央控制室,配備8臺監控終端(聯想ThinkCentre 8p電腦)、1臺大螢幕拼接牆(由6塊55英寸晶顯示屏組,解析度1920×1080),作人員可過監控終端即時檢視生產資料、裝置狀態,遠端控制生產過程,中央控制室實行24小時值班制度,確保及時理生產過程中的各類問題。
自化控制系統升級後,生產線的人工需求從原來的120人減至96人,減了20%,年節省人工本1200萬元人民幣;生產過程中的人為干預減,產品質量穩定大幅提升,批次間純度偏差從0.003%小至0.001%;生產效率提升,各環節的銜接時間短,整生產週期從原來的24小時短至20小時,進一步保障了產能的釋放。
在專案實施過程中,龍國稀有礦產研究院的專家團隊提供了強大的技支援,不僅參與了工藝最佳化方案的設計和驗證,還對裝置改造和控制系統升級提供了專業建議。研究院的張遠院長多次帶隊前往基地,實地指導小試、中試實驗,解決技難題;萃取技專家黃凱駐場3個月,協助團隊最佳化萃取工藝引數;自化控制專家吳芳協助團隊設計控制系統架構,確保系統的穩定和相容。同時,集團與裝置供應商、控制系統整合商建立了的合作關係,每週召開一次視訊會議,及時通裝置生產、安裝除錯進度,解決實施過程中的問題,確保專案按計劃推進。
經過6個月的張實施,稀有礦產提煉技最佳化及產能提升專案於2009年下半年末圓滿完,所有指標均達到或超過預設目標:產品純度穩定在99.997%,雜質含量總和控制在0.0025%以下,滿足了高階永磁研發的需求;萃取效率提升至99.6%,原料利用率顯著提高;年產能從3000噸提升至5000噸,日均產能達13.7噸,年新增產能2000噸,可新增銷售收7.6億元人民幣;生產本降低20.5%,每噸產品生產本降至30.2萬元人民幣,年節省生產本達7.7億元人民幣;自化控制系統執行穩定,生產過程的自化程度達90%,產品質量合格率提升至99.9%,遠高於行業平均水平98%。
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