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

破碎機利用破碎機構(gòu)直接作用于物料，使之破開碎裂，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)過程中對物料的粒度有著嚴(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。破碎機在燒結(jié)工藝的應(yīng)用過程中，受物料濕度、硬度及破碎機原有設(shè)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(jìn)燒結(jié)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(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，實現(xiàn)首次破碎；隨后，破碎顆粒進(jìn)入主破碎倉進(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(jié)構(gòu)分為轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子、短型銷軸、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優(yōu)點：一是打擊強度大；二是產(chǎn)品質(zhì)量高；三是維護(hù)修理易，四是部件壽命長。錘式破碎機的主軸承為合金鋼制，材料、技術(shù)運用成熟；錘頭部分為組合結(jié)構(gòu)，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(yù)的必要。

2.2 對輥式破碎機

對輥式破碎機靠輥子進(jìn)行破碎工作，適用于中硬物料均勻細(xì)致磨碎，構(gòu)造上主要由輥子、傳動器件、調(diào)節(jié)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(jìn)口處設(shè)擋板，前后設(shè)有檢修孔。根據(jù)產(chǎn)品需求，機器運用調(diào)解平排料口大小產(chǎn)生不同力度產(chǎn)品。為了防止機器損壞，一般裝有保險設(shè)備，主要通過安放不同規(guī)格墊片，通過改變墊片數(shù)量調(diào)解排料口寬度，防止過載。

3 燃料破碎系統(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)工藝允許范圍之內(nèi)，唯一的辦法就是不斷對輥面進(jìn)行修補，但是費用高、耗時長，影響生產(chǎn)。

3.2 錘式破碎機的優(yōu)點

（1）排料間隙可調(diào)。

（2）無篩條，克服了物料濕度大、易堵塞的問題。

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

（4）錘頭耐磨性能強，使用壽命長。

3.3 燃料粒度對于燒結(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，焦粉的燃燒特性對燃料的消耗、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)過對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，燃燒時間越短。可是，燒結(jié)過程中的燃燒復(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。實驗發(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。實驗結(jié)果表明小于1mm（特別是小于0.315mm）的焦炭末對降低燒結(jié)效率有顯著影響，而將焦粉粗化則會改善燒結(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)料層中的分布對燒結(jié)過程十分重要。

經(jīng)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(diào)試

4.1 機械安裝

對原有對輥式破碎機進(jìn)行拆除后，發(fā)現(xiàn)新的錘式破碎機體積比較大，導(dǎo)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(jīng)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(fā)現(xiàn)，新式錘式破碎機可沿用部分原有電氣控制系設(shè)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(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(shè)備調(diào)試

空載手動機旁啟動調(diào)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(fù)荷啟動調(diào)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(zhuǎn)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(fù)荷故障調(diào)試時，在正常上料運行后，急停系統(tǒng)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(xù)啟動兩次后軟啟報過熱故障，帶負(fù)荷故障調(diào)試未成功。

4.4 控制程序的優(yōu)化

原有對輥破碎機由于內(nèi)部殘留部分物料經(jīng)常導(dǎo)致對輥電機過載調(diào)停，只能在手動條件下先單獨啟動對輥破碎機，等破碎機內(nèi)部物料排空減輕負(fù)擔(dān)后，再順序啟動流程。不僅需要大量人工，而且需要多次重復(fù)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(tài)(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(wěn)定之后，及時發(fā)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(zhuǎn)。利用軟啟動器檢測電流穩(wěn)定的功能實際對錘式破碎機內(nèi)物料是否排空做自行判斷，避免了人工判斷的局限性，確保了流程正常開啟。同時整個設(shè)備流程也進(jìn)行了優(yōu)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(wěn)定后，流程允許啟動。物料經(jīng)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(jìn)行再次破碎，產(chǎn)出的焦末收集至燃料倉，供給燒結(jié)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(nèi)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(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(wěn)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(jié)燃料供應(yīng)。

6 結(jié) 論

綜上所述，在對破碎粒度有較高要求的燒結(jié)生產(chǎn)工藝中，錘式對比輥式破碎機能夠提供更穩(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(chǎn)實際出發(fā)選擇合適的應(yīng)對辦法，才能達(dá)到更好的生產(chǎn)效能。