鞍鋼鲅魚圈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圈鋼鐵分公司，遼寧 營(yíng)口115007）

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司煉焦部的配煤工序采用最為常見的先配后粉工藝，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。開工初期，配合煤粉碎細(xì)度平均值達(dá)到88%左右，超過常規(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，以此類推。目前，鲅魚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，可以是 2、3、4、6、12 個(gè)。 以 2 個(gè)為例進(jìn)行說明，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)稱安裝，二是對(duì)稱排的錘子數(shù)量相同。如對(duì)稱的第一排與第七排錘子數(shù)量相同，對(duì)稱的第二排與第八排錘子數(shù)量相同，然后以此類推。

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)稱列為第1列與第29列，第2列與第28列，以此類推。然后，同時(shí)減少左右兩側(cè)幾組對(duì)稱列的錘子，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)超過半年，無(wú)異常現(xiàn)象發(fā)生。配煤細(xì)度指標(biāo)平均值達(dá)到73.05%，過細(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)稱安裝；二是對(duì)稱排的錘子數(shù)量相同；三是中心列兩側(cè)對(duì)稱列的錘子數(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。