鐵粉干燥新工藝探討

賈瑾瑜

（河北諾達(dá)化工設(shè)備有限公司，河北 石家莊 050000）

1 概述

鐵粉是粉末冶金的主要原料。鋼廠的爐塵中含有較高比例的鐵和鋅，是一種值得回收利用的二次資源，從鋼廠的爐塵（煙道灰）中提取的鐵粉，可以作為燒結(jié)礦的原料再利用。

工業(yè)利用的鐵粉含水率越低越好，鐵粉干燥設(shè)備可將鐵粉干燥后回收，干燥鐵粉可增值為商品鐵粉單獨(dú)銷售。

2 回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)

目前鐵粉干燥大部分采用回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)，回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)是一種臥式放置的干燥器。主體是可回轉(zhuǎn)并略帶傾斜的圓筒體。在預(yù)定的范圍內(nèi)可調(diào)轉(zhuǎn)速。由加料器等定量裝置，濕物料從較高一端上部進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的圓筒之中，在圓筒內(nèi)通過(guò)筒內(nèi)抄板（或類似的裝置）的翻動(dòng)作用，使?jié)裎锪媳砻媾c熱載體表面盡可能接觸，物料從高到低移動(dòng)，最后被干燥的物料由低端下部收集?；剞D(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)缺點(diǎn)：（1）由于該設(shè)備的物料填充系數(shù)小，因此圓筒的直徑和長(zhǎng)度都較大，占地面積和空間都較大，內(nèi)部抄板等結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝復(fù)雜。（2）因傳動(dòng)部件多，所以需要經(jīng)常維修保養(yǎng)。（3）熱載體一般為熱空氣、煙道氣或水蒸氣等。溫度較高，需要合適的熱風(fēng)爐資源等，一次性投資較高。（4）因干燥介質(zhì)出口溫度較高，設(shè)備整體熱容量偏小，熱源不能被充分的利用。（5）物料在筒內(nèi)整體被干燥時(shí)間較長(zhǎng)，物料顆粒之間在筒內(nèi)停留時(shí)間存在差異，致使產(chǎn)品干燥程度不均勻。（6）干燥空氣溫度較高，易造成產(chǎn)品氧化。

鑒于以上原因，河北某公司鐵粉干燥項(xiàng)目通過(guò)實(shí)驗(yàn)，采用了盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)作為鐵粉低溫干燥的主要設(shè)備。

圖1 盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)干燥工藝流程

3 盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)流程簡(jiǎn)介

3.1 干燥工藝流程

盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)干燥工藝流程見(jiàn)圖1。

盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)干燥系統(tǒng)由加料機(jī)構(gòu)，干燥設(shè)備，蒸汽加熱系統(tǒng)，除塵機(jī)構(gòu)及成品輸送機(jī)構(gòu)組成。被干燥物料由皮帶輸送機(jī)輸入盤(pán)式干燥機(jī)內(nèi)，在耙葉的翻動(dòng)和夾套地加熱作用下，從下部輸出，并由斗式提升機(jī)送至料倉(cāng)。整個(gè)干燥過(guò)程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸汽，在真空泵的負(fù)壓下從盤(pán)式干燥機(jī)的放空口排出，被攜帶的固體顆粒從布袋除塵器中被分離，潔凈的氣體則由引風(fēng)機(jī)引出再排空。

3.2 盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)的工作原理及總體結(jié)構(gòu)

盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)是一種以熱傳導(dǎo)為主的連續(xù)立式干燥器，它主要由大小空心加熱盤(pán)、外殼、主軸、電機(jī)和減速機(jī)、耙臂和裝在耙臂上的若干耙葉等部件組成。干燥器的主要部件是空心加熱盤(pán)，大、小加熱盤(pán)在設(shè)備內(nèi)按一定間距固定在筒體框架上，以水平層式交替布置。加熱盤(pán)內(nèi)部通以飽和蒸汽作為加熱介質(zhì)。每層加熱盤(pán)上均裝有耙臂，上下兩層交錯(cuò)布置。每根耙臂上均裝有等距排列的耙葉若干個(gè)，保證物料的正常流動(dòng)。電機(jī)通過(guò)減速機(jī)帶動(dòng)干燥盤(pán)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。干燥器外面的殼體，使整個(gè)干燥過(guò)程在一個(gè)密閉空間內(nèi)進(jìn)行。盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

濕物料自頂部加料器或輸送帶運(yùn)過(guò)來(lái)的物料連續(xù)地加入到設(shè)備上部的分布裝置上，減速機(jī)帶動(dòng)主軸及耙臂和耙葉旋轉(zhuǎn)，加熱盤(pán)是靜止的。干燥盤(pán)內(nèi)內(nèi)通入加熱介質(zhì)，介質(zhì)可以使蒸汽，加熱盤(pán)被加熱。在第一層小盤(pán)的耙葉作用下物料從小盤(pán)外邊緣落到下面第二層大盤(pán)的外邊緣，大盤(pán)上的物料在大盤(pán)耙葉的作用下，從大盤(pán)的中間落料口落入下層的小盤(pán)中。以此類推反復(fù)運(yùn)動(dòng)，濕物料在干燥盤(pán)面呈阿基米德螺旋線軌跡運(yùn)動(dòng)，并且由耙葉翻動(dòng)進(jìn)行干燥，已干物料從最后一層干燥盤(pán)落入干燥機(jī)底部，從出料口排出。得到成品可直接包裝。

盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)的特點(diǎn)：干燥時(shí)間短，還可通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速，或者通過(guò)調(diào)整耙葉等參數(shù)，調(diào)整物料在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間，調(diào)控容易；干燥介質(zhì)由于是相變放熱，傳熱系數(shù)大，熱效率高；操作環(huán)境好，整個(gè)過(guò)程是在密閉環(huán)境中進(jìn)行的，粉塵飛揚(yáng)少，既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量又不污染環(huán)境；轉(zhuǎn)速低，能耗小，運(yùn)行成本低；因設(shè)備為立式，占地面積較小，設(shè)備投資少。

3.3 盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

（1）盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)屬于立式設(shè)備，干燥盤(pán)層式布置，即使干燥面積很大，占地面積也小，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，基建投資小。（2）盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)是一種高效的傳導(dǎo)型連續(xù)干燥器，傳導(dǎo)系數(shù)大，傳熱效率高。物料從上部進(jìn)入，下部排出，物料流向單一，調(diào)控容易，物料停留時(shí)間可精確調(diào)整，有利于產(chǎn)品干燥均勻。（3）物料所需熱量來(lái)源于燥盤(pán)的表面，屬于傳導(dǎo)式傳熱，從物料中逸出的濕氣不用氣體帶走，極大地減少了回轉(zhuǎn)滾筒干燥設(shè)備中被出口氣體帶走的熱量損失，提高了熱效率。沒(méi)有大量的熱空氣排放，是熱能節(jié)約的主要原因。（4）由于耙葉的輸送攪拌作用，物料加熱更新率高，暴露在外面的面積大，傳熱傳質(zhì)阻力小，提高了熱效率，干燥效率60%以上。（5）熱源溫度低，飽和蒸汽即可，屬于低溫傳導(dǎo)加熱，單位蒸汽耗量小。且保溫完善，熱源和廢熱利用率高。（6）盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)轉(zhuǎn)速低，且轉(zhuǎn)速可調(diào)，攪拌器功率消耗小，所需動(dòng)力為回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)的1/10 左右，配用的電機(jī)減速機(jī)均小于其他回轉(zhuǎn)型設(shè)備。系統(tǒng)配套少，用電設(shè)備少，所以能夠節(jié)約能耗，降低運(yùn)轉(zhuǎn)成本。（7）各層干燥盤(pán)溫度可控，干燥冷卻并用，通過(guò)改變耙桿、耙葉數(shù)量及結(jié)構(gòu)等參數(shù)來(lái)精確控制干燥時(shí)間，不用返混，即可獲得質(zhì)量均勻穩(wěn)定的合格產(chǎn)品。（8）物料機(jī)械輸送，連續(xù)生產(chǎn)，處理量可調(diào)。避免了繁重的裝卸料工作及人工翻盤(pán)工作，勞動(dòng)強(qiáng)度輕，勞動(dòng)條件好，管理方便。（9）單位體積換熱面積高于回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小，配置簡(jiǎn)單，安裝方便，室內(nèi)外均可就地使用。（10）設(shè)備整體到位，只需吊裝就位，安裝定位非常容易。（11）操作簡(jiǎn)便，容易。開(kāi)停車(chē)簡(jiǎn)單；停止進(jìn)料后，可以很快地排空干燥機(jī)內(nèi)的物料；設(shè)有大規(guī)模的檢視門(mén)，可以對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行清洗和觀察。

實(shí)踐證明，用盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)作為干燥鐵粉的干燥設(shè)備，具有占地面積小，操作密閉，粉塵飛揚(yáng)少，污染小，操作環(huán)境好，安裝方便，操作控制方便，可控性強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的特點(diǎn)，取得顯著的節(jié)能效果，同時(shí)也降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。

4 結(jié)語(yǔ)

將盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)用于爐塵的鐵粉干燥取得了較好的干燥效果，降低了投資和運(yùn)行成本。和回轉(zhuǎn)滾筒干燥機(jī)相比較，該設(shè)備具有熱效率高、能耗小、調(diào)控容易、操作方便、操作環(huán)境好、占地面積小、運(yùn)行成本低、產(chǎn)品質(zhì)量均勻等優(yōu)點(diǎn)，屬于典型的環(huán)保、節(jié)能型設(shè)備。盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)的適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣。除應(yīng)用在冶金行業(yè)，還廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)的干燥、反應(yīng)和熱解、鍛燒等領(lǐng)域。