慣性圓錐破在唐鋼鋼渣破碎中的應(yīng)用

王躍　李海英

摘要：無論從鋼渣深度提鐵（單質(zhì)鐵含量低于2%）還是從綜合利用的角度考慮。鋼渣的中細(xì)破都是鋼渣處理的重要環(huán)節(jié)，慣性圓錐破使鋼渣的中破、細(xì)破一次完成。節(jié)省了設(shè)備投資和能源消耗，目前處于市場試用階段。不同的鋼渣、需要不同的錐板選擇和參數(shù)調(diào)整。

關(guān)鍵詞：錐板材質(zhì)；排料間隙；入料布料

一、唐鋼鋼渣的特性

唐鋼鋼渣密度3～3.6t/m³，松散系數(shù)為1.5～1.6，堆密度為2～2.2t/m³。由于鋼渣的冷卻條件不同，成分變化，整體的外觀有較多的差別。唐鋼鋼渣顯現(xiàn)黑色，密度小，空隙多。經(jīng)過熱悶、初選處理后唐鋼鋼渣的組分。

一般用鋼渣的堿度Cao/（SiO₂2+P₂O₅）（重量比）作為衡量鋼渣活性的指標(biāo)。唐鋼鋼渣堿度2.30，屬于中堿度鋼渣（1.8～2.5）?？箟簭?qiáng)度168～300MPa，沖擊強(qiáng)度為15次，莫氏硬度5～7，質(zhì)地比較堅(jiān)硬難于破碎。

二、慣性圓錐錐板材質(zhì)的選擇

作為慣性圓錐破的工作元件，靜錐和動(dòng)錐承受著強(qiáng)烈的、高頻次的、反復(fù)交變應(yīng)力的作用，不僅會(huì)受到破碎腔內(nèi)運(yùn)動(dòng)的鋼渣的摩擦、擠壓，其本身還會(huì)受到高旋轉(zhuǎn)應(yīng)力的影響，磨損強(qiáng)度是相當(dāng)大的，其質(zhì)量直接影響著慣性圓錐破的工作效率。需要相當(dāng)高的耐磨性和沖擊韌性。

動(dòng)錐、靜錐的材質(zhì)有三大系列：高錳鋼系列、合金鋼系列、高低鉻系列。

高錳鋼是典型的抗磨鋼，鑄態(tài)組織為奧氏體加碳化物。經(jīng)1000℃左右水淬處理后組織轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏膴W氏體或奧氏體加少量碳化物，韌性提高。而超高錳鋼Mn18是在普通高錳鋼標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上，通過提高碳、錳含量來達(dá)到改善錳鋼組織的目的，不但可以提高錳鋼的加工硬化能力，而且可保持高韌性的奧氏體組織，使其在使用時(shí)具有良好的耐磨性。

低合金耐磨鋼以高強(qiáng)韌性、高硬韌性著稱。其強(qiáng)度和硬度高于耐磨錳鋼而在非大沖擊、磨損工作條件下可替代錳鋼；其塑、韌性高于耐磨鑄鐵，而在一定沖擊載荷的磨損工作狀況下，使用壽命高于耐磨鑄鐵。

高鉻鑄鐵的耐磨性好，韌性一般。主要用于小型磨機(jī)襯板，小型破碎機(jī)錘頭和板錘，立磨輥和磨盤等。低鉻鑄鐵的硬度、韌性均大大低于高鉻鑄鐵。

以上分析可以得出超高錳材質(zhì)的錐板，適合用于唐鋼鋼渣的破碎。通過近3年的穩(wěn)定生產(chǎn)核算：新購置的錐板，鋼渣破碎能力約50000～55000t。二次加工修復(fù)的錐板，破碎能力20000～30000t。

排料間隙的調(diào)節(jié)-

慣性圓錐破主要工作參數(shù)包括偏心靜力矩S，排料間隙2λ（動(dòng)錐和定錐底部徑向間隙之和），激振器轉(zhuǎn)速、以及破碎腔的形狀等。其中錐破的啟動(dòng)方式多采用軟啟動(dòng)和自耦變壓啟動(dòng)。啟動(dòng)過程結(jié)束后，激振器的轉(zhuǎn)速不再變化。而破碎腔的形狀決定于錐板的形式。所以激振器轉(zhuǎn)速、破碎腔的形狀屬于固定因素。偏心靜力矩s與整套設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性相關(guān)，一般現(xiàn)場不做調(diào)整。通過調(diào)節(jié)錐破的排料間隙，能夠改變錐破的性能指標(biāo)，如產(chǎn)量、功耗和產(chǎn)品粒度組成等，以滿足不同產(chǎn)品需求。唐鋼所選慣性圓錐破排料間隙2λ不超過60mm，一般在45～50mm范圍內(nèi)。工作中因襯板磨損使排料間隙增大時(shí)，要及時(shí)調(diào)小排料間隙（參考電流大?。洪g隙大，電流大。一般電流200A～240A設(shè)備型號GYP—1200）

其中小于粒徑8mm的占比分別為：78.2%、74%、69%、64.2%。隨著排料間隙的增大，電流增大、電機(jī)的功率增大。但是單位功耗降低。電機(jī)的功率與鋼渣入料粒徑也有關(guān)系，排料間隙不變、入料粒徑由60mm漸變到80mm時(shí)，電機(jī)的電流放大約1.4倍。所以入料粒徑控制在60mm以內(nèi)，是慣性圓錐破穩(wěn)定工作的條件之一。

Figure 1 Yield and within 8mm particle changes with the discharge size

隨著排料間隙的增大，產(chǎn)量提高，產(chǎn)品粒度增大。電機(jī)功率增大，實(shí)踐證明：當(dāng)排料間隙是46mm時(shí)，產(chǎn)量82t/h。達(dá)到最好的工作狀態(tài)。

三、入料控制和布料方式的選擇

鋼渣入料粒徑需要控制60mm以內(nèi)，含水率不超過3%。慣性圓錐破能夠?qū)崿F(xiàn)過鐵保護(hù)，大塊鐵自動(dòng)停機(jī)。但外形不規(guī)格的小塊鐵（約為排料間隙的一般25mm），被錐板擠壓成片狀鐵，不停機(jī)直接排出。容易造成錐板的工作面破壞，需要在進(jìn)入錐破前排出生產(chǎn)線體外（一般通過吊磁皮帶和永磁頭輪除鐵）。

鋼渣進(jìn)入慣性錐破前，通過循環(huán)的篩分系統(tǒng)，有穩(wěn)定的級配。單方向直接入料時(shí)，粒徑大的鋼渣，散落在錐破入料槽靠近入料方向的一側(cè)。入料槽反方向的鋼渣粒徑小。

持續(xù)的入料不均勻，使錐板工作面受到的沖擊、擠壓、磨削不平衡。容易造成錐板單方向的磨損加劇，使錐板的整體壽命縮短。通過長期實(shí)踐，采用鐘形布料使錐板的磨損情況變得均勻。錐板整體壽命延長10%，加工量由50000t，提升到55000t。布料鐘在工作時(shí)受鋼渣的持續(xù)沖擊、磨削作用，破損較快。在布料鐘表面焊接擋料板，使擋料板長期存儲(chǔ)少量的鋼渣，作為布料鐘的保護(hù)層。延長了布料鐘的使用周期。

結(jié)束語

用于鋼渣破碎的錐破，慣性圓錐破破碎比大、產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻、單位耗能低。受鋼渣硬度的影響。相比于其它物料，錐板的加工能力弱。磨損的超高錳材質(zhì)的錐板，還沒有發(fā)現(xiàn)較好的修復(fù)方法。目前僅是采用高錳焊條在工作面磨損部位堆焊，并手工打磨弧形。堆焊部位強(qiáng)度低，二次使用壽命不長。整體外委加工，費(fèi)用高。

應(yīng)該繼續(xù)探尋鋼渣前期處理的優(yōu)化方案，降低后續(xù)加工成本。慣性圓錐破的使用，在實(shí)踐中改善細(xì)節(jié)。更好的發(fā)揮裝備的功效，降低使用成本。