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钟星立:基于TRIZ理论的环保原料场设计

2023-02-23 09:03:26

来源:《中国冶金》2023年第1期

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基于TRIZ理论的环保原料场设计

钟星立1,2,路益嘉2,艾宇1,陈尚伦1,季林红2
(1. 中冶赛迪技术研究中心有限公司智能设计与有限元研究室, 重庆 400013;2. 清华大学机械系, 北京 100083)
01
摘要

环保料场较传统露天料场在降耗、减排、节能、节省用地、稳定生产等方面有明显的优势,是当前原料场技术发展的必然趋势。但现有环保料场内部空间利用率低,资源浪费严重,工程一次投资高,制约了环保料场的推广与应用。针对现有环保料场内部空间利用率低的问题进行系统描述,运用TRIZ理论分别进行系统功能分析和系统问题分析,求解得到一系列方案,并通过对比确定了最优方案。该方案采用刮板取料机半门型架上跨卸料小车的布置型式,刮板取料机走行梁不再需要单独设置,上部走行机构检修维护更为方便,解决了刮板取料机走行梁限制物料堆高的问题,提高了料场内部空间利用率,增大了料场贮量,降低了土建工程量,经济效益显著。

02
关键词

散装料;环保料场;贮量;TRIZ;设计优化

03
引言

随着国内外对环保、可持续发展、运营成本竞争力等方面的不断重视,钢铁企业面临着巨大的节能减排压力,传统露天料场已不能适应社会和企业发展的需要,越来越多的封闭式环保料场开始出现,并在冶金等行业应用。当前,封闭环保料场技术主要有B型、C型、D型和E型。其中,C型环保料场技术在国内外钢铁企业原料贮存领域应用最多,具有贮存品种数多、自动化程度高等优点,但也存在着封闭空间利用率低、工程一次投资高(数以“亿”计)等诸多问题,这些问题都极大地制约了封闭式环保料场的推广和应用。在钢铁企业普遍面临盈利不足的情况下,如何提高料场空间利用率、降低工程投资,是环保料场技术亟待解决的问题。

为了进一步提高料场封闭空间利用率,就必须对现有环保料场结构形式进行设计优化。TRIZ理论是目前国际上广为流行的创新设计理论和方法,由前苏联发明创造学家阿奇舒勒提出,是其团队对世界各国250多万项高水平专利进行分析和提炼之后总结出来的方法学体系。TRIZ理论经过近半个世纪的成长,已经成为一种可以对产品进行创新设计且相对完善的系统论。因此,本文应用TRIZ理论,创新设计一种新的环保料场工艺方案,以解决传统环保料场空间利用率低的问题。

04
精选图表 


05
结论

(1)TRIZ理论作为技术创新的工具,能够为解决实际工程技术问题,提供系统化的科学解决问题方法,为工程师提供解决问题的正确方向。

(2)本文利用TRIZ理论中的功能分析和因果分析法,定位现有环保料场技术的主要问题,应用资源分析、物理矛盾分析、物场分析、知识库类比等具体方法,获得了7种创新方案,并通过方案比选最终获得理想度较高的解决方案,使贮量增加约10%,土建工程量降低约8%,说明TRIZ理论在解决冶金原料领域工程实际问题中具有很强的实用性。