鞍鋼鲅魚(yú)圈PFCK1825型粉碎機(jī)錘子排列優(yōu)化與評(píng)定

崔思強(qiáng)，衣鵬，符志海

（鞍鋼股份有限公司鲅魚(yú)圈鋼鐵分公司，遼寧 營(yíng)口115007）

鞍鋼股份有限公司鲅魚(yú)圈鋼鐵分公司煉焦部的配煤工序采用最為常見(jiàn)的先配后粉工藝，應(yīng)用PFCK1825型可逆反擊錘式粉碎機(jī)對(duì)配合煤進(jìn)行粉碎，生產(chǎn)能力為450 t/h，最初使用58個(gè)錘子的排列方式。開(kāi)工初期，配合煤粉碎細(xì)度平均值達(dá)到88%左右，超過(guò)常規(guī)配煤工藝技術(shù)規(guī)定的（77±2）%要求，導(dǎo)致在后續(xù)工序配合煤運(yùn)輸、裝運(yùn)過(guò)程中裝煤堆比重下降，造成揚(yáng)塵大［1］，裝爐煤易結(jié)石墨等問(wèn)題。隨著煉焦煤資源及采煤工藝、選煤工藝不斷變化，對(duì)煉焦用配合煤粉碎提出了新的要求。鲅魚(yú)圈煉焦部先采取常規(guī)措施優(yōu)化配合煤細(xì)度［2］，將PFCK1825型粉碎機(jī)的上、下反擊襯板調(diào)節(jié)到最大，當(dāng)配煤量增加至470 t/h時(shí)，配合煤粉碎細(xì)度平均值降低至82%［3］。為進(jìn)一步降低配煤細(xì)度指標(biāo)，在保證配重平衡的前提下，從改變粉碎機(jī)錘子排列方式入手，探索出粉碎機(jī)的錘子排列規(guī)律，才能在保證粉碎機(jī)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行前提下調(diào)節(jié)配合煤細(xì)度，本文對(duì)此加以論述。

1 PFCK1825型粉碎機(jī)構(gòu)造及原理

PFCK1825型可逆反擊式錘式粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子如圖1所示。從側(cè)面看，轉(zhuǎn)子有29列，用以安裝錘子；從軸向看，每列有12個(gè)圓孔，用以固定錘子。因此，錘子使用個(gè)數(shù)是29的倍數(shù)，如29個(gè)、58個(gè)、87個(gè)錘子等，以此類(lèi)推。目前，鲅魚(yú)圈煉焦部所用的三臺(tái)粉碎機(jī)皆為58個(gè)錘子排列方式。因此，以58個(gè)錘子排列方式為例進(jìn)行研究。

粉碎機(jī)錘子按照“螺旋方式”排列，粉碎機(jī)上轉(zhuǎn)子每列軸向有12個(gè)圓孔，在安裝錘子時(shí)，要求每個(gè)軸向的錘子數(shù)量都要對(duì)稱(chēng)，可以是 2、3、4、6、12 個(gè)。 以 2 個(gè)為例進(jìn)行說(shuō)明，轉(zhuǎn)子界面錘子安裝規(guī)律如圖2所示。

圖1 粉碎機(jī)轉(zhuǎn)子

圖2 轉(zhuǎn)子界面錘子安裝規(guī)律

由轉(zhuǎn)子軸向看，轉(zhuǎn)子每個(gè)截面一周的2個(gè)錘子與下一個(gè)截面一周的2個(gè)錘子依次排列，第1組圖代表第1列，第2組圖代表第2列，以此類(lèi)推，一直排到第29列，如果轉(zhuǎn)子持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從側(cè)面可看到錘子運(yùn)動(dòng)曲線是雙螺旋型。將轉(zhuǎn)子側(cè)面的29列當(dāng)做橫坐標(biāo)，軸向的12個(gè)圓孔當(dāng)做縱坐標(biāo)。粉碎機(jī)58個(gè)錘子排列方式示意圖如圖3所示。

從上圖中的58個(gè)錘子排列分布看，保證配重平衡要有兩個(gè)必要條件，一是每列2個(gè)錘子對(duì)稱(chēng)安裝，二是對(duì)稱(chēng)排的錘子數(shù)量相同。如對(duì)稱(chēng)的第一排與第七排錘子數(shù)量相同，對(duì)稱(chēng)的第二排與第八排錘子數(shù)量相同，然后以此類(lèi)推。

圖3 粉碎機(jī)原始58個(gè)錘子排列示意圖

2 PFCK1825型粉碎機(jī)錘子排列方式優(yōu)化

2.1 錘子排列方式的優(yōu)化原則

在滿足上述兩個(gè)必要條件基礎(chǔ)上，減少一定數(shù)量的錘子，不破壞配重平衡［4］，同時(shí)需要增加第三個(gè)配重平衡條件，即選取第15列作為轉(zhuǎn)子的左右平衡中心，則對(duì)稱(chēng)列為第1列與第29列，第2列與第28列，以此類(lèi)推。然后，同時(shí)減少左右兩側(cè)幾組對(duì)稱(chēng)列的錘子，以保證轉(zhuǎn)子的左右平衡。

2.2 錘子排列方式的優(yōu)化

2.2.1 44個(gè)錘子排列

選取一臺(tái)PFCK1825型粉碎機(jī)，將第1列與第29列，第6列與第24列，第10列與第20列以及第15列共計(jì)14個(gè)錘子減掉后，粉碎機(jī)44個(gè)錘子的排列方式示意圖如圖4所示。采用44個(gè)錘子排列，粉碎機(jī)運(yùn)行正常，配合煤粉碎后細(xì)度平均值達(dá)到76.8%，改善效果不明顯。

2.2.2 40個(gè)錘子排列

在44個(gè)錘子排列的基礎(chǔ)上，繼續(xù)將第13列與第17列共計(jì)4個(gè)錘子減掉。減掉后，粉碎機(jī)40個(gè)錘子的排列方式示意圖如圖5所示。采用40個(gè)錘子排列，粉碎機(jī)運(yùn)行正常，配合煤粉碎后細(xì)度平均值達(dá)到73.7%，指標(biāo)接近期望值（73%）。

圖5 粉碎機(jī)40個(gè)錘子排列示意圖

2.2.3 36個(gè)錘子排列

在40個(gè)錘子排列的基礎(chǔ)上再減掉4個(gè)錘子，變?yōu)?6個(gè)，考慮到減掉錘子過(guò)程中均勻性變差，另選一臺(tái)58個(gè)錘子的粉碎機(jī)，將第1列與第29列，第4與第26列，第7與第23列，第10與第20列，第13與第17列，第15列共計(jì)22個(gè)錘子減掉后，粉碎機(jī)36個(gè)錘子的排列方式示意圖如圖6所示。采用36個(gè)錘子排列，粉碎機(jī)運(yùn)行正常，2018年三季度，配合煤粉碎后細(xì)度平均值達(dá)到73.05%，指標(biāo)達(dá)到期望值。

圖6 粉碎機(jī)36個(gè)錘子排列示意圖

3 PFCK1825型粉碎機(jī)錘子排列優(yōu)化評(píng)定

3.1 技術(shù)指標(biāo)評(píng)定

鲅魚(yú)圈煉焦部陸續(xù)將三臺(tái)粉碎機(jī)全部改為36個(gè)錘子排列方式，設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)半年，無(wú)異?，F(xiàn)象發(fā)生。配煤細(xì)度指標(biāo)平均值達(dá)到73.05%，過(guò)細(xì)顆粒的質(zhì)量百分率低至35%，降低了動(dòng)力消耗、備件成本與員工勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了運(yùn)輸、裝運(yùn)過(guò)程揚(yáng)塵，增加了裝煤堆比重，提高了焦炭產(chǎn)量等。

3.2 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評(píng)定

與58個(gè)錘子排列方式進(jìn)行對(duì)比，36個(gè)錘子排列方式的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：

（1）年節(jié)約電費(fèi)29.2萬(wàn)元。

三臺(tái)粉碎機(jī)2用1備運(yùn)行，58個(gè)錘子運(yùn)行電流為38 A，36個(gè)錘子運(yùn)行電流為30 A，每天運(yùn)行按 10 h計(jì)算，電單價(jià)為 0.5元/（kW·h）。

年節(jié)約電費(fèi)：2×（38-30） A×10 kV×10 h×365 d×0.5 元/（kW·h）=29.2 萬(wàn)元

（2）年降低備件成本8.1840萬(wàn)元。

錘子使用周期為半年，單價(jià)為930元/個(gè)。

每年降低備件成本：

2×2×（58-36）×930/10 000=8.184 萬(wàn)元

3.3 其它指標(biāo)評(píng)定

粉碎機(jī)內(nèi)空間狹小，人站立、行動(dòng)非常不便，需要將重約30 kg的錘子逐個(gè)端起安裝在轉(zhuǎn)子上。每次減少更換22個(gè)錘子，更換周期由3～4天減少為2天，減少了更換時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和傷害事故發(fā)生率。

4 結(jié)論

（1）鞍鋼股份有限公司鲅魚(yú)圈分公司煉焦部依據(jù)配合煤粉碎細(xì)度及粒度要求選擇相適應(yīng)的粉碎機(jī)錘子排列方式是完全可行的。

（2）PFCK1825型粉碎機(jī)配重達(dá)到平衡需滿足三個(gè)必要條件：一是每列2個(gè)錘子對(duì)稱(chēng)安裝；二是對(duì)稱(chēng)排的錘子數(shù)量相同；三是中心列兩側(cè)對(duì)稱(chēng)列的錘子數(shù)量相同。

（3）PFCK1825型粉碎機(jī)采取 36個(gè)錘子的排列方式后，配煤細(xì)度指標(biāo)平均值達(dá)到73.05%，過(guò)細(xì)顆粒的質(zhì)量百分率低至35%。正常使用2臺(tái)粉碎機(jī)時(shí)，年節(jié)約電費(fèi)29.2萬(wàn)元，年降低備件成本8.184萬(wàn)元。改進(jìn)后，不但降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，還減少了傷害事故的發(fā)生率。