燒結(jié)燃料破碎系統(tǒng)改造

劉海霞

（常州鐵道高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校軌道交通系，江蘇 常州213011）

1 引言

破碎機(jī)利用破碎機(jī)構(gòu)直接作用于物料，使之破開(kāi)碎裂，再經(jīng)篩選生產(chǎn)出符合粒度標(biāo)準(zhǔn)的物料。破碎機(jī)在燒結(jié)工藝也有著廣泛的應(yīng)用，一般用于燒結(jié)輔料的破碎。由于燒結(jié)過(guò)程中對(duì)物料的粒度有著嚴(yán)格要求，符合粒度標(biāo)準(zhǔn)的物料能提升燒結(jié)效果，反之會(huì)導(dǎo)致燃耗上升、燒結(jié)率下降、反礦量增加及燒結(jié)質(zhì)量下降等不良后果。破碎機(jī)在燒結(jié)工藝的應(yīng)用過(guò)程中，受物料濕度、硬度及破碎機(jī)原有設(shè)計(jì)缺陷等因素影響，物料破碎粒度會(huì)有波動(dòng)。為了保持物料粒度，促進(jìn)燒結(jié)過(guò)程，需要加強(qiáng)物料的把控，更重要的是選擇合適的破碎機(jī)。

2 破碎機(jī)簡(jiǎn)介

2.1 錘式破碎機(jī)

錘式破碎機(jī)依靠沖擊破碎物料，其原理是物料進(jìn)入界口后被高速旋轉(zhuǎn)錘頭擊打落入進(jìn)口可調(diào)耐磨齒板，實(shí)現(xiàn)首次破碎；隨后，破碎顆粒進(jìn)入主破碎倉(cāng)進(jìn)行二次破碎，并反沖入鋸齒襯板進(jìn)行循環(huán)破碎；最終，物料由料口排出形成產(chǎn)品。機(jī)器主要由主體、電動(dòng)機(jī)、偶合裝置、液壓裝置、減震裝置五個(gè)部分組成。整體結(jié)構(gòu)分為轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子、短型銷(xiāo)軸、組合工錘、調(diào)節(jié)裝置、耐磨齒板等。新型錘式破碎具有四項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：一是打擊強(qiáng)度大；二是產(chǎn)品質(zhì)量高；三是維護(hù)修理易，四是部件壽命長(zhǎng)。錘式破碎機(jī)的主軸承為合金鋼制，材料、技術(shù)運(yùn)用成熟；錘頭部分為組合結(jié)構(gòu)，連接處采用加強(qiáng)筋裝置，按照螺旋線排列，安全性和耐用性得到大幅提升；機(jī)器主機(jī)、電機(jī)采用液壓偶合連接，啟動(dòng)時(shí)間短、電流平緩，減少了人工干預(yù)的必要。

2.2 對(duì)輥式破碎機(jī)

對(duì)輥式破碎機(jī)靠輥?zhàn)舆M(jìn)行破碎工作，適用于中硬物料均勻細(xì)致磨碎，構(gòu)造上主要由輥?zhàn)?、傳?dòng)器件、調(diào)節(jié)器件、殼體、基座等組成。輥?zhàn)踊究煞譃楣潭ㄅc移動(dòng)兩種；傳動(dòng)器分為固定與活動(dòng)兩種；殼體一般固定于基座，進(jìn)口處設(shè)擋板，前后設(shè)有檢修孔。根據(jù)產(chǎn)品需求，機(jī)器運(yùn)用調(diào)解平排料口大小產(chǎn)生不同力度產(chǎn)品。為了防止機(jī)器損壞，一般裝有保險(xiǎn)設(shè)備，主要通過(guò)安放不同規(guī)格墊片，通過(guò)改變墊片數(shù)量調(diào)解排料口寬度，防止過(guò)載。

3 燃料破碎系統(tǒng)改造的必要性

3.1 對(duì)輥式破碎機(jī)燃料破粒度控制的缺點(diǎn)

（1）雙輥縫隙易產(chǎn)生物料下漏。

（2）機(jī)器表面易磨損，造成間隙增大。

（3）為了使破碎粒度控制在生產(chǎn)工藝允許范圍之內(nèi)，唯一的辦法就是不斷對(duì)輥面進(jìn)行修補(bǔ)，但是費(fèi)用高、耗時(shí)長(zhǎng)，影響生產(chǎn)。

3.2 錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

（1）排料間隙可調(diào)。

（2）無(wú)篩條，克服了物料濕度大、易堵塞的問(wèn)題。

（3）轉(zhuǎn)子可是實(shí)現(xiàn)正向、反向轉(zhuǎn)調(diào)解。

（4）錘頭耐磨性能強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。

3.3 燃料粒度對(duì)于燒結(jié)的影響

將焦粉添加到鐵礦粉燒結(jié)混合料中，產(chǎn)生的能量可以加熱燒結(jié)混合料和氣體，烘干、焙燒鐵礦石和石灰石溶劑，熔化、同化各種鐵氧化物、脈石和溶劑，最后制成燒結(jié)礦。可見(jiàn)，焦粉的燃燒特性對(duì)燃料的消耗、燒結(jié)的速度和燒結(jié)的成品質(zhì)量都有很大的影響。經(jīng)過(guò)對(duì)固體燃料顆粒燃燒特性的研究發(fā)現(xiàn)，氣體擴(kuò)散速率和燃燒反應(yīng)能力與焦粉顆粒粒度成反比，也就是顆粒越小，燃燒越快，燃燒時(shí)間越短?？墒?，燒結(jié)過(guò)程中的燃燒復(fù)雜，焦粉顆粒能與燒結(jié)混合料顆粒相融合，限制了氧氣與碳的接觸。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，焦粉燃燒效率隨著焦粉粒度減小而下降，導(dǎo)致廢氣中一氧化碳濃度升高，提供燒結(jié)的熱量也因此減少，從而降低燒結(jié)料層溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明小于1mm（特別是小于0.315mm）的焦炭末對(duì)降低燒結(jié)效率有顯著影響，而將焦粉粗化則會(huì)改善燒結(jié)性能和質(zhì)量。因此可以確定，焦粉顆粒在混合顆粒中的粒徑分布以及燒結(jié)料層中的分布對(duì)燒結(jié)過(guò)程十分重要。

經(jīng)過(guò)前面的論述可以看出，對(duì)輥式破碎機(jī)與錘式破碎機(jī)比較，在物料粒度控制方面有著先天劣勢(shì)，而且機(jī)械磨損較高，更加容易受到物料形狀濕度等因素的影響，因此考慮將原有對(duì)輥式破碎機(jī)改為錘式破碎機(jī)。

4 錘式破碎機(jī)安裝調(diào)試

4.1 機(jī)械安裝

對(duì)原有對(duì)輥式破碎機(jī)進(jìn)行拆除后，發(fā)現(xiàn)新的錘式破碎機(jī)體積比較大，導(dǎo)致燃破-4皮帶尾部下料口過(guò)于接近錘式破碎機(jī)。必須把燃破-4皮帶輸送機(jī)抬高，以保證下料口至錘式破碎機(jī)之間有較大的緩存。

4.2 電氣安裝

經(jīng)過(guò)對(duì)原有對(duì)輥式破碎機(jī)安裝條件和錘式破碎機(jī)安裝要求對(duì)比發(fā)現(xiàn)，新式錘式破碎機(jī)可沿用部分原有電氣控制系設(shè)備。由于對(duì)輥式破碎機(jī)由2臺(tái)45kW的電機(jī)組成而錘式破碎機(jī)的電機(jī)有315kW。電機(jī)容量增大，相對(duì)應(yīng)原有的控制電柜和主電纜必須全部更換只保留控制電纜。電機(jī)啟動(dòng)方面也由原先的直接啟動(dòng)改為軟啟切旁路啟動(dòng)。

4.3 設(shè)備調(diào)試

空載手動(dòng)機(jī)旁啟動(dòng)調(diào)試時(shí)，由于錘式破碎機(jī)電機(jī)有315kW，啟動(dòng)后電流有2400A左右，啟動(dòng)時(shí)間到50S之后電流才會(huì)下降，并切換至旁路運(yùn)行，正常運(yùn)行電流為280A左右。帶負(fù)荷啟動(dòng)調(diào)試時(shí)按原有流程啟動(dòng)，從焦炭倉(cāng)到燃破-4輸送機(jī)依次到錘式破碎機(jī)、燃破-7輸送機(jī)、四輥破碎機(jī)、燃破-10輸送機(jī)、轉(zhuǎn)1-1、配-2、配-4，最后至焦粉倉(cāng)為正常上料運(yùn)行，正常上料后，錘式破碎機(jī)的工作電流為400A左右。由于錘式破碎機(jī)破的焦粉顆粒比以前小很多且比較均勻，使得四輥破碎電流也有所下降大概在100A左右。帶負(fù)荷故障調(diào)試時(shí)，在正常上料運(yùn)行后，急停系統(tǒng)使得焦炭堆積在錘式破碎機(jī)里面，再次啟動(dòng)錘式破碎機(jī)，啟動(dòng)后電流接近3000A，電流過(guò)大，未能切旁路運(yùn)行，軟啟報(bào)過(guò)流故障，連續(xù)啟動(dòng)兩次后軟啟報(bào)過(guò)熱故障，帶負(fù)荷故障調(diào)試未成功。

4.4 控制程序的優(yōu)化

原有對(duì)輥破碎機(jī)由于內(nèi)部殘留部分物料經(jīng)常導(dǎo)致對(duì)輥電機(jī)過(guò)載調(diào)停，只能在手動(dòng)條件下先單獨(dú)啟動(dòng)對(duì)輥破碎機(jī)，等破碎機(jī)內(nèi)部物料排空減輕負(fù)擔(dān)后，再順序啟動(dòng)流程。不僅需要大量人工，而且需要多次重復(fù)操作才能運(yùn)行正常。為了避免原有窘境，改變了錘式破碎機(jī)啟動(dòng)方式。在外部電氣狀態(tài)(電源正常、自動(dòng)位正常、無(wú)過(guò)載信號(hào))等條件滿(mǎn)足的情況下，畫(huà)面控制軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，待檢測(cè)到電機(jī)運(yùn)行電流穩(wěn)定之后，及時(shí)發(fā)出信號(hào)：旁路合閘。允許旁路合閘信號(hào)被程序檢測(cè)到后，合閘自鎖、退出運(yùn)轉(zhuǎn)。利用軟啟動(dòng)器檢測(cè)電流穩(wěn)定的功能實(shí)際對(duì)錘式破碎機(jī)內(nèi)物料是否排空做自行判斷，避免了人工判斷的局限性，確保了流程正常開(kāi)啟。同時(shí)整個(gè)設(shè)備流程也進(jìn)行了優(yōu)化，將錘式破碎機(jī)改為畫(huà)面單獨(dú)啟動(dòng)，先啟動(dòng)錘式破碎機(jī)，待錘式破碎機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后，流程允許啟動(dòng)。物料經(jīng)膠帶機(jī)投入錘式破碎機(jī)破碎后，由膠帶機(jī)輸送至主破碎倉(cāng)進(jìn)行再次破碎，產(chǎn)出的焦末收集至燃料倉(cāng)，供給燒結(jié)混料使用。流程停止時(shí)，錘式破碎機(jī)不隨流程停止，需操作人員畫(huà)面單獨(dú)停止，保證了錘式破碎機(jī)內(nèi)積料排出，有利于下次正常開(kāi)啟。

5 改造效果

（1）破碎粒度保持在1～5mm之間，燒結(jié)率提高，燃耗降低，燒結(jié)質(zhì)量上升顯著。

（2）減少了人工和啟動(dòng)故障，不需要人工手動(dòng)排料，流程啟動(dòng)流暢。

（3）程序控制更合理，錘式破碎機(jī)故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定。

（4）降低了下級(jí)四輥破碎機(jī)壓力，由于上級(jí)破碎粒度得到保障，四輥破碎機(jī)壓力變小，故障率下降。

（5）增加了燃料破碎量，保障了燒結(jié)燃料供應(yīng)。

6 結(jié) 論

綜上所述，在對(duì)破碎粒度有較高要求的燒結(jié)生產(chǎn)工藝中，錘式對(duì)比輥式破碎機(jī)能夠提供更穩(wěn)定物料，提高燒結(jié)的質(zhì)量。燃料破碎不僅對(duì)機(jī)械性能及電氣控制方面有著較高要求，而且存在著其他問(wèn)題需要解決，只有從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)選擇合適的應(yīng)對(duì)辦法，才能達(dá)到更好的生產(chǎn)效能。