燒結燃料破碎系統改造

劉海霞

（常州鐵道高等職業技術學校軌道交通系，江蘇 常州213011）

1 引言

破碎機利用破碎機構直接作用于物料，使之破開碎裂，再經篩選生產出符合粒度標準的物料。破碎機在燒結工藝也有著廣泛的應用，一般用于燒結輔料的破碎。由于燒結過程中對物料的粒度有著嚴格要求，符合粒度標準的物料能提升燒結效果，反之會導致燃耗上升、燒結率下降、反礦量增加及燒結質量下降等不良后果。破碎機在燒結工藝的應用過程中，受物料濕度、硬度及破碎機原有設計缺陷等因素影響，物料破碎粒度會有波動。為了保持物料粒度，促進燒結過程，需要加強物料的把控，更重要的是選擇合適的破碎機。

2 破碎機簡介

2.1 錘式破碎機

錘式破碎機依靠沖擊破碎物料，其原理是物料進入界口后被高速旋轉錘頭擊打落入進口可調耐磨齒板，實現首次破碎；隨后，破碎顆粒進入主破碎倉進行二次破碎，并反沖入鋸齒襯板進行循環破碎；最終，物料由料口排出形成產品。機器主要由主體、電動機、偶合裝置、液壓裝置、減震裝置五個部分組成。整體結構分為轉動轉子、短型銷軸、組合工錘、調節裝置、耐磨齒板等。新型錘式破碎具有四項優點：一是打擊強度大；二是產品質量高；三是維護修理易，四是部件壽命長。錘式破碎機的主軸承為合金鋼制，材料、技術運用成熟；錘頭部分為組合結構，連接處采用加強筋裝置，按照螺旋線排列，安全性和耐用性得到大幅提升；機器主機、電機采用液壓偶合連接，啟動時間短、電流平緩，減少了人工干預的必要。

2.2 對輥式破碎機

對輥式破碎機靠輥子進行破碎工作，適用于中硬物料均勻細致磨碎，構造上主要由輥子、傳動器件、調節器件、殼體、基座等組成。輥子基本可分為固定與移動兩種；傳動器分為固定與活動兩種；殼體一般固定于基座，進口處設擋板，前后設有檢修孔。根據產品需求，機器運用調解平排料口大小產生不同力度產品。為了防止機器損壞，一般裝有保險設備，主要通過安放不同規格墊片，通過改變墊片數量調解排料口寬度，防止過載。

3 燃料破碎系統改造的必要性

3.1 對輥式破碎機燃料破粒度控制的缺點

（1）雙輥縫隙易產生物料下漏。

（2）機器表面易磨損，造成間隙增大。

（3）為了使破碎粒度控制在生產工藝允許范圍之內，唯一的辦法就是不斷對輥面進行修補，但是費用高、耗時長，影響生產。

3.2 錘式破碎機的優點

（1）排料間隙可調。

（2）無篩條，克服了物料濕度大、易堵塞的問題。

（3）轉子可是實現正向、反向轉調解。

（4）錘頭耐磨性能強，使用壽命長。

3.3 燃料粒度對于燒結的影響

將焦粉添加到鐵礦粉燒結混合料中，產生的能量可以加熱燒結混合料和氣體，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，最后制成燒結礦?？梢?，焦粉的燃燒特性對燃料的消耗、燒結的速度和燒結的成品質量都有很大的影響。經過對固體燃料顆粒燃燒特性的研究發現，氣體擴散速率和燃燒反應能力與焦粉顆粒粒度成反比，也就是顆粒越小，燃燒越快，燃燒時間越短?？墒?，燒結過程中的燃燒復雜，焦粉顆粒能與燒結混合料顆粒相融合，限制了氧氣與碳的接觸。實驗發現，焦粉燃燒效率隨著焦粉粒度減小而下降，導致廢氣中一氧化碳濃度升高，提供燒結的熱量也因此減少，從而降低燒結料層溫度。實驗結果表明小于1mm（特別是小于0.315mm）的焦炭末對降低燒結效率有顯著影響，而將焦粉粗化則會改善燒結性能和質量。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料層中的分布對燒結過程十分重要。

經過前面的論述可以看出，對輥式破碎機與錘式破碎機比較，在物料粒度控制方面有著先天劣勢，而且機械磨損較高，更加容易受到物料形狀濕度等因素的影響，因此考慮將原有對輥式破碎機改為錘式破碎機。

4 錘式破碎機安裝調試

4.1 機械安裝

對原有對輥式破碎機進行拆除后，發現新的錘式破碎機體積比較大，導致燃破-4皮帶尾部下料口過于接近錘式破碎機。必須把燃破-4皮帶輸送機抬高，以保證下料口至錘式破碎機之間有較大的緩存。

4.2 電氣安裝

經過對原有對輥式破碎機安裝條件和錘式破碎機安裝要求對比發現，新式錘式破碎機可沿用部分原有電氣控制系設備。由于對輥式破碎機由2臺45kW的電機組成而錘式破碎機的電機有315kW。電機容量增大，相對應原有的控制電柜和主電纜必須全部更換只保留控制電纜。電機啟動方面也由原先的直接啟動改為軟啟切旁路啟動。

4.3 設備調試

空載手動機旁啟動調試時，由于錘式破碎機電機有315kW，啟動后電流有2400A左右，啟動時間到50S之后電流才會下降，并切換至旁路運行，正常運行電流為280A左右。帶負荷啟動調試時按原有流程啟動，從焦炭倉到燃破-4輸送機依次到錘式破碎機、燃破-7輸送機、四輥破碎機、燃破-10輸送機、轉1-1、配-2、配-4，最后至焦粉倉為正常上料運行，正常上料后，錘式破碎機的工作電流為400A左右。由于錘式破碎機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。帶負荷故障調試時，在正常上料運行后，急停系統使得焦炭堆積在錘式破碎機里面，再次啟動錘式破碎機，啟動后電流接近3000A，電流過大，未能切旁路運行，軟啟報過流故障，連續啟動兩次后軟啟報過熱故障，帶負荷故障調試未成功。

4.4 控制程序的優化

原有對輥破碎機由于內部殘留部分物料經常導致對輥電機過載調停，只能在手動條件下先單獨啟動對輥破碎機，等破碎機內部物料排空減輕負擔后，再順序啟動流程。不僅需要大量人工，而且需要多次重復操作才能運行正常。為了避免原有窘境，改變了錘式破碎機啟動方式。在外部電氣狀態(電源正常、自動位正常、無過載信號)等條件滿足的情況下，畫面控制軟啟動器啟動，待檢測到電機運行電流穩定之后，及時發出信號：旁路合閘。允許旁路合閘信號被程序檢測到后，合閘自鎖、退出運轉。利用軟啟動器檢測電流穩定的功能實際對錘式破碎機內物料是否排空做自行判斷，避免了人工判斷的局限性，確保了流程正常開啟。同時整個設備流程也進行了優化，將錘式破碎機改為畫面單獨啟動，先啟動錘式破碎機，待錘式破碎機運行穩定后，流程允許啟動。物料經膠帶機投入錘式破碎機破碎后，由膠帶機輸送至主破碎倉進行再次破碎，產出的焦末收集至燃料倉，供給燒結混料使用。流程停止時，錘式破碎機不隨流程停止，需操作人員畫面單獨停止，保證了錘式破碎機內積料排出，有利于下次正常開啟。

5 改造效果

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

（2）減少了人工和啟動故障，不需要人工手動排料，流程啟動流暢。

（3）程序控制更合理，錘式破碎機故障率低，運行穩定。

（4）降低了下級四輥破碎機壓力，由于上級破碎粒度得到保障，四輥破碎機壓力變小，故障率下降。

（5）增加了燃料破碎量，保障了燒結燃料供應。

6 結 論

綜上所述，在對破碎粒度有較高要求的燒結生產工藝中，錘式對比輥式破碎機能夠提供更穩定物料，提高燒結的質量。燃料破碎不僅對機械性能及電氣控制方面有著較高要求，而且存在著其他問題需要解決，只有從生產實際出發選擇合適的應對辦法，才能達到更好的生產效能。