物料離析效應和菱形堆料工藝

劉紅力 杜海濱 張永麗 楊 韜

（1.北方重工集團有限公司裝卸設備分公司研究所，遼寧 沈陽 110860；2.遼寧軌道交通職業學院，遼寧 沈陽 110036）

原料預均化系統是一個現代化水泥廠、鋼廠生產達到優質，高產、低耗的重要條件之一。在一套完整的均化鏈中，原料預均化系統是基礎。而在原料預均化的過程中，由于不同的堆料工藝和不同的物料特性，會產生物料離析效應，離析效應不僅會使預均化效果變差，同時會對取料設備產生破壞。而菱形堆料工藝可以消除這種物料的離析效應。

1 山西通才項目實例分析

山西通才項目原料場采用一臺HDB800/20.5回轉堆料機配兩臺橋式取料機，回轉堆料機可回轉±100°達到兩側均可堆料。回轉堆料機采用“人”字形堆料方式，人字形堆料法是將堆料點設定在矩形料堆的縱向中心線上，堆料機只要沿著堆場的縱長方向，在兩端之間連續往復行走，就可以使橫截面為等腰三角形的料堆呈規律性地放大。由于每層物料的橫截面都呈“人”字形，所以被稱為“人”字形堆料。但在實際的工作過程中，物料產生了嚴重的離析效應（如圖1所示）。

圖1 物料的離析效應

2 原料在均化時產生離析效應的因素

2.1 原料的粒度：原料破碎后的顆粒總是有差別的。堆料時，物料從料堆頂部沿著自然休止角滾落（“人”字形），較大的顆粒總是滾到料堆的底部兩邊，而細料則留在上半部。

2.2 原料的成分：原料在進入堆場時是由多種原料混合而成，混合物料通過堆料機進行預均化時，由于不同物料本身的物理特性不同，物料的自然休止角也不同，導致在堆料的過程中物料分層現象。

2.3 物料含水率、堆料點的落料高度差等都回影響到物料的離析效應。

3 離析效應產生的現場問題

3.1 物料的離析效應導致料堆橫斷面上成分的波動，混勻效果差。

3.2 由于離析效應使得較大的顆粒總是滾到料堆的底部兩邊，導致取料機在取料的過程中，取料裝置在料堆不同部位受力不均勻，越往料堆兩邊受到的沖擊力越大，取料裝置的磨損越嚴重，現場出現了嚴重變形的現象。

3.3 物料的不均勻對受料皮帶機沖擊比較嚴重，托輥損壞嚴重。

4 解決離析效應的方案

4.1 將回轉堆料機的堆料臂架加長；

4.2 堆料工藝由“人”字形改為菱形堆料。

5 菱形堆料工藝

5.1 菱形堆料工藝料堆截面圖（如圖2所示）

圖2 菱形堆料工藝圖

5.2 菱形堆料工藝步驟：

5.2.1 第一層的第一堆：首先堆料機行走至一料場的開始堆料點，將臂架下俯到預定最低角度12°，懸臂與軌道夾角為21°（如圖3所示），堆料機開始堆料，此時為小“人”字形堆料，沿著預定的方向往復從料堆一端行走至另一端，當料位計探測到物料后，即堆完第一層的第一堆的堆料過程。

圖3 第一層的第一堆

5.2.2 第一層的第二堆：懸臂架開始向料場方向旋轉一角度，臂架下俯的角度不變，堆料機大車后退（逆著來料膠帶機）行走一距離，使落料點距第一條物料有個距離，開始堆料即堆第一層的第二堆（如圖4所示）。

圖4 第一層的第二堆

5.2.3 第一層的第n堆： 重復以上步驟，完成第一層的第三堆、第四堆……第n堆，直到臂架與軌道垂直，此時堆料端面成波峰波谷狀（如圖5所示）。

圖5 第一層的最后一堆

5.2.4 第二層的第一堆：重新調整堆料機位置，將懸臂膠帶機伸到第一層的第一堆和第一層的第二堆中間處（如圖6所示），重復堆第一層的步驟即堆完第二層（如圖7所示）。

圖6 第二層的第一堆

圖7 第二層的最后一堆

5.2.5 如此往復第一、第二層的步驟，直至臂架升至預定最高角度時懸臂膠帶機伸長至一合適位置，使落料點對準料堆中心線，這時堆料膠帶機不再回轉，將料堆區域堆滿為止（如圖8所示）。

6 改造后實際效果

6.1 改造后物料的離析效應明顯削弱，預均化效果顯著。

圖8 最后一層的最后一堆

6.2 取料機的取料裝置受沖擊力變形消失。

6.3 菱形堆料方式比“人”字形堆料方式控制復雜，設備采用自動控制時相差不大，但是如果采用人工手動控制，菱形堆料工藝更加需要操作工人技術的嫻熟程度。

7 結論

7.1 “人”字形堆料方式容易產生物料的離析效應。

7.2 回轉堆料機可以完成不同堆料工藝要求。

7.3 菱形堆料工藝可以大大消除物料的離析效應，提高均化比。

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