鐵粉干燥新工藝探討

賈瑾瑜

（河北諾達化工設備有限公司，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，可以作為燒結礦的原料再利用。

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

2 回轉滾筒干燥機

目前鐵粉干燥大部分采用回轉滾筒干燥機，回轉滾筒干燥機是一種臥式放置的干燥器。主體是可回轉并略帶傾斜的圓筒體。在預定的范圍內可調轉速。由加料器等定量裝置，濕物料從較高一端上部進入旋轉的圓筒之中，在圓筒內通過筒內抄板（或類似的裝置）的翻動作用，使濕物料表面與熱載體表面盡可能接觸，物料從高到低移動，最后被干燥的物料由低端下部收集。回轉滾筒干燥機缺點：（1）由于該設備的物料填充系數小，因此圓筒的直徑和長度都較大，占地面積和空間都較大，內部抄板等結構復雜，安裝復雜。（2）因傳動部件多，所以需要經常維修保養。（3）熱載體一般為熱空氣、煙道氣或水蒸氣等。溫度較高，需要合適的熱風爐資源等，一次性投資較高。（4）因干燥介質出口溫度較高，設備整體熱容量偏小，熱源不能被充分的利用。（5）物料在筒內整體被干燥時間較長，物料顆粒之間在筒內停留時間存在差異，致使產品干燥程度不均勻。（6）干燥空氣溫度較高，易造成產品氧化。

鑒于以上原因，河北某公司鐵粉干燥項目通過實驗，采用了盤式連續干燥機作為鐵粉低溫干燥的主要設備。

圖1 盤式連續干燥機干燥工藝流程

3 盤式連續干燥機流程簡介

3.1 干燥工藝流程

盤式連續干燥機干燥工藝流程見圖1。

盤式連續干燥機干燥系統由加料機構，干燥設備，蒸汽加熱系統，除塵機構及成品輸送機構組成。被干燥物料由皮帶輸送機輸入盤式干燥機內，在耙葉的翻動和夾套地加熱作用下，從下部輸出，并由斗式提升機送至料倉。整個干燥過程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸汽，在真空泵的負壓下從盤式干燥機的放空口排出，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機引出再排空。

3.2 盤式連續干燥機的工作原理及總體結構

盤式連續干燥機是一種以熱傳導為主的連續立式干燥器，它主要由大小空心加熱盤、外殼、主軸、電機和減速機、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，大、小加熱盤在設備內按一定間距固定在筒體框架上，以水平層式交替布置。加熱盤內部通以飽和蒸汽作為加熱介質。每層加熱盤上均裝有耙臂，上下兩層交錯布置。每根耙臂上均裝有等距排列的耙葉若干個，保證物料的正常流動。電機通過減速機帶動干燥盤主軸轉動。干燥器外面的殼體，使整個干燥過程在一個密閉空間內進行。盤式連續干燥機結構如圖2 所示。

圖2 盤式連續干燥機結構簡圖

濕物料自頂部加料器或輸送帶運過來的物料連續地加入到設備上部的分布裝置上，減速機帶動主軸及耙臂和耙葉旋轉，加熱盤是靜止的。干燥盤內內通入加熱介質，介質可以使蒸汽，加熱盤被加熱。在第一層小盤的耙葉作用下物料從小盤外邊緣落到下面第二層大盤的外邊緣，大盤上的物料在大盤耙葉的作用下，從大盤的中間落料口落入下層的小盤中。以此類推反復運動，濕物料在干燥盤面呈阿基米德螺旋線軌跡運動，并且由耙葉翻動進行干燥，已干物料從最后一層干燥盤落入干燥機底部，從出料口排出。得到成品可直接包裝。

盤式連續干燥機的特點：干燥時間短，還可通過調整轉速，或者通過調整耙葉等參數，調整物料在設備內的停留時間，調控容易；干燥介質由于是相變放熱，傳熱系數大，熱效率高；操作環境好，整個過程是在密閉環境中進行的，粉塵飛揚少，既保證了產品的質量又不污染環境；轉速低，能耗小，運行成本低；因設備為立式，占地面積較小，設備投資少。

3.3 盤式連續干燥機的優點

（1）盤式連續干燥機屬于立式設備，干燥盤層式布置，即使干燥面積很大，占地面積也小，設備結構緊湊，基建投資小。（2）盤式連續干燥機是一種高效的傳導型連續干燥器，傳導系數大，傳熱效率高。物料從上部進入，下部排出，物料流向單一，調控容易，物料停留時間可精確調整，有利于產品干燥均勻。（3）物料所需熱量來源于燥盤的表面，屬于傳導式傳熱，從物料中逸出的濕氣不用氣體帶走，極大地減少了回轉滾筒干燥設備中被出口氣體帶走的熱量損失，提高了熱效率。沒有大量的熱空氣排放，是熱能節約的主要原因。（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）盤式連續干燥機轉速低，且轉速可調，攪拌器功率消耗小，所需動力為回轉滾筒干燥機的1/10 左右，配用的電機減速機均小于其他回轉型設備。系統配套少，用電設備少，所以能夠節約能耗，降低運轉成本。（7）各層干燥盤溫度可控，干燥冷卻并用，通過改變耙桿、耙葉數量及結構等參數來精確控制干燥時間，不用返混，即可獲得質量均勻穩定的合格產品。（8）物料機械輸送，連續生產，處理量可調。避免了繁重的裝卸料工作及人工翻盤工作，勞動強度輕，勞動條件好，管理方便。（9）單位體積換熱面積高于回轉滾筒干燥機，設備結構緊湊占地面積小，配置簡單，安裝方便，室內外均可就地使用。（10）設備整體到位，只需吊裝就位，安裝定位非常容易。（11）操作簡便，容易。開停車簡單；停止進料后，可以很快地排空干燥機內的物料；設有大規模的檢視門，可以對設備內部進行清洗和觀察。

實踐證明，用盤式連續干燥機作為干燥鐵粉的干燥設備，具有占地面積小，操作密閉，粉塵飛揚少，污染小，操作環境好，安裝方便，操作控制方便，可控性強，運轉平穩的特點，取得顯著的節能效果，同時也降低了勞動強度，改善了勞動條件。

4 結語

將盤式連續干燥機用于爐塵的鐵粉干燥取得了較好的干燥效果，降低了投資和運行成本。和回轉滾筒干燥機相比較，該設備具有熱效率高、能耗小、調控容易、操作方便、操作環境好、占地面積小、運行成本低、產品質量均勻等優點，屬于典型的環保、節能型設備。盤式連續干燥機的適應性強，應用范圍廣。除應用在冶金行業，還廣泛應用于化工、醫藥、食品、飼料等行業的干燥、反應和熱解、鍛燒等領域。