圓形混勻堆取料機(jī)的均化比與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功率的計(jì)算

（北方重工集團(tuán)有限公司裝卸設(shè)備分公司研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110860）

圓形混勻堆取料機(jī)的均化比與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功率的計(jì)算

杜海濱 劉紅力

（北方重工集團(tuán)有限公司裝卸設(shè)備分公司研究所，遼寧 沈陽(yáng) 110860）

本文通過(guò)對(duì)圓型混勻堆取料機(jī)均化比和回轉(zhuǎn)速度與功率的介紹與計(jì)算，對(duì)圓形均化料場(chǎng)工藝的設(shè)計(jì)，有一定的參考價(jià)值。

圓形料場(chǎng)混勻堆取料機(jī)；均化比；回轉(zhuǎn)功率；速度；計(jì)算

概述

水泥工業(yè)在生產(chǎn)工藝過(guò)程中要力求生料質(zhì)量的均齊，以保證燒出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)定的熟料。石灰石原料成分波動(dòng)范圍的大小，除了與配料計(jì)量設(shè)備有關(guān)外，更主要的是取決于各種原料成分的相對(duì)穩(wěn)定。然而，我國(guó)有相當(dāng)一部分水泥廠的原料來(lái)源多而雜，成分波動(dòng)大而又無(wú)變化規(guī)律。況且，隨著對(duì)充分利用礦產(chǎn)資源、盡可能地減少?gòu)U石棄土以及保護(hù)環(huán)境的呼聲越來(lái)越高，原料預(yù)均化的意義就更顯重要了。八十年代末九十年代初，部分水泥廠采用了生料均化庫(kù)，把均化比穩(wěn)定在3～5，但隨著水泥行業(yè)對(duì)原料均化要求的提高，一般水泥廠的原料要求達(dá)到10～12，圓形預(yù)均化料場(chǎng)設(shè)備-圓形混勻堆取料機(jī)在水泥工業(yè)上的應(yīng)用滿(mǎn)足了水泥工業(yè)的均化比要求。至于均化系統(tǒng)的控制，愈來(lái)愈多地采用自動(dòng)計(jì)量、連續(xù)自動(dòng)取樣、自動(dòng)處理試樣、x-射線螢光分析和電子計(jì)算機(jī)等，使整個(gè)生料制備過(guò)程趨向自動(dòng)化。

一、圓形料場(chǎng)混勻堆取料機(jī)的堆取料工藝

在水泥企業(yè)的圓形混勻料場(chǎng)中，懸臂回轉(zhuǎn)堆料機(jī)安裝于中柱上部的上中兩個(gè)回轉(zhuǎn)支承之間，即可以在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，又能在-15°～16°之間作變幅運(yùn)動(dòng)。在標(biāo)準(zhǔn)堆料程序中，堆料機(jī)在PC程控下，逆時(shí)針作108°往復(fù)回轉(zhuǎn)，同時(shí)堆料臂在一次往復(fù)回轉(zhuǎn)過(guò)程中需要完成從上升到下降的周期變幅運(yùn)動(dòng)。當(dāng)幾次往復(fù)后，料堆的高度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)堆高時(shí)，堆料臂逆時(shí)針移動(dòng)3°即從3°到111°范圍內(nèi)繼續(xù)往復(fù)回轉(zhuǎn)加變幅不斷堆料，如此往復(fù)循環(huán)以實(shí)現(xiàn)連續(xù)人字形堆料法。堆料區(qū)域內(nèi)的堆頂曲線始終呈拋物線狀，堆料層數(shù)大于400層，均化比大于10。料堆截面如圖1所示。

取料機(jī)通過(guò)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)端梁圍繞中柱在圓形料場(chǎng)內(nèi)運(yùn)行，液壓驅(qū)動(dòng)的料耙實(shí)施全斷面取料，采用料堆橫截面的全斷面取料工藝，這種縱向造堆橫向取料的堆取料工藝最大的優(yōu)點(diǎn)在于提高混勻效果和效率，可使理化性能不同的一種或多種原料，經(jīng)混勻處理后成為一種理化性能均一的混勻礦，從而簡(jiǎn)化生產(chǎn)車(chē)間的工藝和操作，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，節(jié)約能源，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。也可使某些品位低于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的原料，通過(guò)混勻而得到利用，從而取得綜合的經(jīng)濟(jì)效益。

二、堆料層數(shù)與均化效果

堆料層數(shù)直接影響預(yù)均化堆場(chǎng)的均化效果。堆料層數(shù)太少，均化作用不大；但堆料層數(shù)達(dá)到一定數(shù)量后，均化效果并不一定隨堆料層數(shù)的增加而提高。堆料層數(shù)主要取決于堆料能力，也與堆場(chǎng)容積和堆料速率等有關(guān)。在確定堆料層數(shù)時(shí)，可從下列幾方面考慮：

1 當(dāng)堆料能力較小時(shí)，堆料層數(shù)應(yīng)多些；反之則應(yīng)少些。

2 堆場(chǎng)容積小則可能達(dá)到的堆料層數(shù)少。

3 堆場(chǎng)容積一定時(shí)，堆料層數(shù)多則堆料速率要大，故堆料層數(shù)與堆料機(jī)速度須互相適應(yīng)。

4 物料成分渡動(dòng)的短周期不應(yīng)等于堆一層料所需時(shí)間的整倍數(shù)。以免物料在堆料時(shí)產(chǎn)生縱向成分波動(dòng)的不利迭加。

5 每層厚度應(yīng)與物料粒度相適應(yīng)。（其實(shí)布料層數(shù)并不是越多越好，因?yàn)楫?dāng)層數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，物料無(wú)法在“人”字型料堆的上表面形成一個(gè)完整的層面從而出現(xiàn)斷料，從圖中也可看出，越是到人字形的頂，面料層越?。?/p>

三、 均化比的計(jì)算

當(dāng)我們確保堆料層數(shù)n≥400時(shí)，是否就真正地滿(mǎn)足了均化比i≥10了呢？其實(shí)并不盡然，因?yàn)榛靹蛄隙堰€有一個(gè)最重要的指標(biāo)，即要求“混勻料堆每層每米長(zhǎng)度的布料量（單位長(zhǎng)層噸）相等”。所以要同時(shí)滿(mǎn)足n≥400，以及“混勻料堆每層每米長(zhǎng)度的布料量（即單位長(zhǎng)層噸）相等”。

下面便是推導(dǎo)均化比的過(guò)程：

Q—堆料能力t/h i—均化比（i≥10）v角—堆料機(jī)回轉(zhuǎn)角速度r/min

圖1 料堆截面模型

v線—堆料機(jī)回轉(zhuǎn)半徑的線速度m/ min ρ—物料密度t/m3

S—料堆截面積m2A—單元料層截面積m2R—回轉(zhuǎn)半徑m

n—層數(shù) v線=2*π*R* V角

A=Q/（60* v線*ρ）

n=S/A

根據(jù)以上推導(dǎo)過(guò)程可以反過(guò)來(lái)求出回轉(zhuǎn)角速度

v角=*Q*i2/（30*π*R*S*ρ）

四、 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功率的計(jì)算

堆料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算和確定如下：

1 驅(qū)動(dòng)功率NO

NO=ΣM·n/（975·η）

式中：ΣM—回轉(zhuǎn)阻力矩，

ΣM =M摩+M風(fēng)

式中：M摩—摩擦阻力矩kg·m，

M風(fēng)—風(fēng)載阻力矩kg·m n—堆料機(jī)回轉(zhuǎn)速度m/s

由回轉(zhuǎn)角速度和回轉(zhuǎn)軸承直徑推導(dǎo)出n=2*π*R軸*v角/60

η—回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率0.8

2 電機(jī)功率N

N=1.4 NO

考慮起、制動(dòng)要求調(diào)速狀態(tài)下進(jìn)行，選變頻調(diào)速電機(jī)。

[1]高長(zhǎng)明.礦物原料預(yù)均化[M].中國(guó)建筑式業(yè)出版社，1983.

[2]石必孝高譯.國(guó)際先進(jìn)水泥工藝裝備手冊(cè)[M].武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1989.

S229