滾筒式混勻取料機特點及在鋼鐵企業(yè)中的應用

崔乾民 王 欣

(北京首鋼國際工程技術有限公司 北京100043)

1 引言

隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，混勻作業(yè)已經(jīng)成為原料場中最主要的工序之一，也是穩(wěn)定大型高爐和燒結(jié)生產(chǎn)行之有效的方法。為了獲得較好的混勻效果，混勻料場應采用縱向平鋪堆料—橫向全斷面取料工藝，為了實現(xiàn)橫向全斷面取料工藝，最理想的取料設備就是滾筒式混勻取料機。

2 混勻取料機類型

混勻取料機類型按其取料方向分為側(cè)面式和端面式兩大類。前者從料堆側(cè)面挖取物料，作業(yè)能力較小，目前多在建材、化工等企業(yè)使用;后者從料堆端面取料，鋼鐵企業(yè)使用較多，按其取料機構的不同又分為單斗輪橋式、雙斗輪橋式、多斗輪橋式、滾筒式、刮板式、圓盤式、螺旋籠式等，見圖1。

最早誕生的具有混勻效果的取料機是單斗輪橋式混勻取料機，隨著生產(chǎn)率的提高和對混勻效果的要求提高，逐步發(fā)展了雙斗輪橋式、多斗輪橋式、及滾筒式混勻取料機。刮板式、圓盤式、螺旋籠式混勻取料機實際應用較少。

我國鋼鐵企業(yè)中使用較多的是滾筒式混勻取料機和雙斗輪橋式混勻取料機。歐洲、印度等國鋼鐵企業(yè)多采用滾筒式混勻取料機，日本鋼鐵企業(yè)流行采用雙斗輪橋式混勻取料機。

3 滾筒式混勻取料機

圖1 混勻取料機主要機型

首鋼京唐公司的混勻料場于2008 年8 月投產(chǎn)，設有兩個混勻料條，采用一堆一取制，每個混勻料堆長約600m，寬38m，高14.32m，每個料堆貯量約37 萬t，可供燒結(jié)使用10 天。設有一臺混勻堆料機和兩臺滾筒式混勻取料機。滾筒式混勻取料機由蒂森克虜伯采礦物料搬運技術(中國)有限公司設計，大連華銳重工集團股份有限公司制造，為當時國內(nèi)取料能力最大、軌距最寬、裝備水平最高、自動化程度最先進的滾筒式混勻取料機。自投產(chǎn)以來，使用效果良好，年取料量達1200 萬t，現(xiàn)場使用情況見圖2。

圖2 首鋼京唐公司滾筒式混勻取料機現(xiàn)場圖

以該設備為例，對滾筒式混勻取料機的技術參數(shù)、組成及結(jié)構特點、工作原理、混勻效果等進行介紹。

3.1 主要技術參數(shù)

整機采用重型工作制，工作級別為A8，設計壽命不少于30 年。

額定取料能力:2100t/h(最大取料能力2300t/h)

料堆寬度:38m

料堆高度:14.32m (軌上:13.82m，軌下:0.5m)

大車軌距:40m

大車走行距離:約680m

滾筒外徑:4.2m

回轉(zhuǎn)速度:3r/min(2r/min ～4r/min 變頻調(diào)速)

工作狀態(tài)下(風速20m/s)最大輪受力:300kN/輪

非工作狀態(tài)下(風速55m/s)最大輪受力:350kN/輪

控制方式:采用機上無人自動運行，機上有人半自動運行，機上無聯(lián)鎖單項操作。

裝機總功率:265kW

最大負荷功率:240kW

供電電壓:10kV

設備總質(zhì)量:約380t

設備外形尺寸(長×寬×高):約44m×13m×10m(不裝料耙時)

3.2 組成及結(jié)構特點

滾筒式混勻取料機主要由箱型梁橋架、走行機構、回轉(zhuǎn)滾筒、料耙機構、受料帶式輸送機、司機室、電氣及控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等組成，見圖3。

圖3 滾筒式混勻取料機的組成

箱型梁橋架由箱型梁、剛性門腿和柔性門腿組成。采用“三支點支承，四腿布置”的形式，有利于最大限度實現(xiàn)整機的穩(wěn)定性。箱型梁內(nèi)有帶空調(diào)的變壓器室和電氣室。在剛性腿側(cè)的橋架上面安裝有司機室。

在每個門腿側(cè)，門架裝在四輪臺車上，能夠在沿料堆鋪設的軌道上運行。走行機構由驅(qū)動裝置、支承裝置、車輪等組成。驅(qū)動裝置采用由電動機、制動器、減速器等組成的三合一立式套裝結(jié)構，采用交流變頻無級調(diào)速，實現(xiàn)無級調(diào)速的作業(yè)速度和空返行程的快速調(diào)車。快速行走和慢速行走分別由兩側(cè)8 臺快速電機和8 臺慢速電機實現(xiàn)，采用子母錐形電機。設有二級極限限位和編碼器，以便于位置檢測和位置校正。兩側(cè)設置同步檢測裝置，自動糾正行走的不同步問題。

回轉(zhuǎn)滾筒位于橋架下方，由回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置兩部分組成。滾筒由輪子組在兩側(cè)支撐，驅(qū)動裝置由電動機、安全聯(lián)軸器、制動器、減速器、外嚙合的驅(qū)動小齒輪等組成。滾筒采用單殼的結(jié)構形式，外徑為4.2m，料斗數(shù)量為48 個。為了適應料堆幾何形狀及實現(xiàn)輸送機上的物料分布盡可能均勻，料斗的布置應是中間多兩邊少，圓周方向分布均勻，相鄰區(qū)段上互相錯開。

在滾筒一側(cè)裝有液壓驅(qū)動的料耙，料耙橫向移動。料耙用于松動堆積的混勻礦，使其從料堆面滑下后，料斗可從下面取料。

被料斗取到的混勻礦通過滾筒開口處落入回轉(zhuǎn)滾筒內(nèi)的帶式輸送機上，通過安裝于剛性門腿側(cè)的轉(zhuǎn)運溜槽，轉(zhuǎn)運到沿料堆布置的料場固定帶式輸送機上，供給燒結(jié)廠使用。

受料帶式輸送機帶寬:1400mm ，帶速:2.4m/s，槽角:35°，托輥直徑:159mm，出料:2300t/h。拉緊方式采用液壓拉緊。

3.3 工作原理

滾筒式混勻取料機的工作原理是:從垂直料堆的整個斷面上取料，依靠帶料斗的滾筒旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)橫行取料。在前面的料耙橫向移動，松動被堆積的混勻礦，使其從料堆面滑下后，料斗可從下面取料。由大車走行速度控制取料量，隨著帶料斗滾筒的旋轉(zhuǎn)，料斗截取的混勻礦落入滾筒內(nèi)正在運行的帶式輸送機中，通過安裝于取料機剛性支腿側(cè)的轉(zhuǎn)載溜槽，混勻礦被轉(zhuǎn)送到堆場布置的固定帶式輸送機上，最后運到燒結(jié)廠的配料室。

3.4 混勻效果

滾筒式混勻取料機是從料堆的整個斷面上把料截取，在整個斷面內(nèi)的原料成分比較均勻;雙斗輪橋式混勻取料機兩個斗輪的間距大約是料堆底度的一半(實際上略小于料堆底度之半)，在取料時斗輪橫向移動的位置不同，斗輪所挖取的量在該位置與其它位置也不同，當一個斗輪在料堆橫向斷面的中部時該斗輪取料量最大，移到橫向斷面的邊部時取料量最小，則在同一時刻另一個斗輪的取料量與其相反，出現(xiàn)了斷面內(nèi)原料成分不均勻的問題。所以，滾筒式混勻取料機的混勻效果遠遠高于其他形式的混勻取料機的混勻效果，如雙斗輪橋式等。

4 在鋼鐵企業(yè)中的應用

滾筒式混勻取料機在我國鋼鐵企業(yè)中的首次應用是在1987 年，當時唐山鋼鐵公司擴建煉鐵工程，原料車間的混勻料場配置了兩臺滾筒式混勻取料機。其額定取料能力為800t/h，軌距30m。由原北京起重運輸機械研究所設計(參考PWH 公司產(chǎn)品)，原大連起重機廠制造。

1992 年，武漢鋼鐵(集團)公司工業(yè)港第一混勻料場的第一混勻料條投入使用，配置了兩臺滾筒式混勻取料機。其額定取料能力為1500t/h，軌距40m，由原哈爾濱重型機器廠設計制造;1995 年第二混勻料條投入使用，設備配置及技術參數(shù)與第一混勻料條相同。

1999 年，邯鄲鋼鐵集團公司原料場擴容改造時，混勻料場南側(cè)料條采用了從盧森堡引進的滾筒式混勻取料機(系二手設備)，其額定取料能力為1500t/h，軌距40m，見圖4。

圖4 邯鋼滾筒式混勻取料機現(xiàn)場圖

鞍鋼煉鐵總廠的混勻料場1989 年投產(chǎn)，設有2 臺雙斗輪橋式混勻取料機，規(guī)格型號為QLH 900－34 型，由于經(jīng)常出現(xiàn)故障，在2006 年將其中1 臺更換為滾筒式混勻取料機，規(guī)格型號為QLG1000－34，額定取料能力為1000t/h，軌距34m。

2014 年，包鋼綜合原料場改擴建過程中，混勻料場配置兩臺滾筒式混勻取料機，其額定取料能力為1800t/h，軌距40m。由美卓礦機(天津)國際貿(mào)易有限公司設計，北方重工集團有限公司制造。

正在建設中的寶鋼湛江鋼鐵有限公司原料場，其混勻料場設有兩臺滾筒式混勻取料機，其額定取料能力為2500t/h，軌距37m。

日照鋼鐵控股集團有限公司600 m2燒結(jié)機配套料場改造工程中，第三混勻料場設置四臺滾筒式混勻取料機，其額定取料能力為1500t/h，軌距40m。目前，該項目正在進行中。

綜上所述，在鋼鐵企業(yè)中運行及在建的滾筒式混勻取料機數(shù)量總計18 臺，匯總見表1。

滾筒式混勻取料機的混勻效果很好，取料能力大，作業(yè)效率高，但與雙斗輪橋式混勻取料機的大量使用相比，顯然其數(shù)量還較少。但從表1 中可看出，近幾年新建或改造的鋼鐵項目中，均采用了滾筒式混勻取料機，應用前景廣闊。影響其使用的主要原因有兩個:一是價格昂貴，是相同能力、相同軌距的雙斗輪橋式混勻取料機價格的幾倍，關鍵技術掌握在少數(shù)國外制造商手中，即使采用聯(lián)合制造方式，價格也較高;二是國產(chǎn)設備質(zhì)量不穩(wěn)定，故障率高。但隨著國產(chǎn)化率的提高，以及國內(nèi)廠商對關鍵技術的掌握、制造水平的提高，設備價格會逐漸降低，用戶選擇的范圍會更廣，有利于滾筒式混勻取料機的普及使用。

表1 滾筒式混勻取料機用戶一覽表

5 結(jié)語

目前，鋼鐵企業(yè)的發(fā)展已進入新常態(tài)，過去以產(chǎn)量為中心，在原料的使用上考慮如何有利于增加鋼鐵產(chǎn)量，而現(xiàn)在轉(zhuǎn)變?yōu)橐栽黾咏?jīng)濟效益為中心，所以對原料的使用更多考慮經(jīng)濟合理。這就使得原料混勻的作用更加重要，對混勻效果的要求將會更高，滾筒式混勻取料機以其獨特的機型、良好的混勻效果，將會在新建及改擴建項目中得到越來越廣泛的應用。

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