圆形混匀堆取料机的均化比与回转机构功率的计算

（北方重工集团有限公司装卸设备分公司研究所，辽宁 沈阳 110860）

圆形混匀堆取料机的均化比与回转机构功率的计算

杜海滨 刘红力

（北方重工集团有限公司装卸设备分公司研究所，辽宁 沈阳 110860）

本文通过对圆型混匀堆取料机均化比和回转速度与功率的介绍与计算，对圆形均化料场工艺的设计，有一定的参考价值。

圆形料场混匀堆取料机；均化比；回转功率；速度；计算

概述

水泥工业在生产工艺过程中要力求生料质量的均齐，以保证烧出优质高产稳定的熟料。石灰石原料成分波动范围的大小，除了与配料计量设备有关外，更主要的是取决于各种原料成分的相对稳定。然而，我国有相当一部分水泥厂的原料来源多而杂，成分波动大而又无变化规律。况且，随着对充分利用矿产资源、尽可能地减少废石弃土以及保护环境的呼声越来越高，原料预均化的意义就更显重要了。八十年代末九十年代初，部分水泥厂采用了生料均化库，把均化比稳定在3～5，但随着水泥行业对原料均化要求的提高，一般水泥厂的原料要求达到10～12，圆形预均化料场设备-圆形混匀堆取料机在水泥工业上的应用满足了水泥工业的均化比要求。至于均化系统的控制，愈来愈多地采用自动计量、连续自动取样、自动处理试样、x-射线萤光分析和电子计算机等，使整个生料制备过程趋向自动化。

一、圆形料场混匀堆取料机的堆取料工艺

在水泥企业的圆形混匀料场中，悬臂回转堆料机安装于中柱上部的上中两个回转支承之间，即可以在360°范围内回转，又能在-15°～16°之间作变幅运动。在标准堆料程序中，堆料机在PC程控下，逆时针作108°往复回转，同时堆料臂在一次往复回转过程中需要完成从上升到下降的周期变幅运动。当几次往复后，料堆的高度达到标准堆高时，堆料臂逆时针移动3°即从3°到111°范围内继续往复回转加变幅不断堆料，如此往复循环以实现连续人字形堆料法。堆料区域内的堆顶曲线始终呈抛物线状，堆料层数大于400层，均化比大于10。料堆截面如图1所示。

取料机通过动力驱动端梁围绕中柱在圆形料场内运行，液压驱动的料耙实施全断面取料，采用料堆横截面的全断面取料工艺，这种纵向造堆横向取料的堆取料工艺最大的优点在于提高混匀效果和效率，可使理化性能不同的一种或多种原料，经混匀处理后成为一种理化性能均一的混匀矿，从而简化生产车间的工艺和操作，提高技术经济指标，节约能源，获得最佳的经济效益。也可使某些品位低于工业标准的原料，通过混匀而得到利用，从而取得综合的经济效益。

二、堆料层数与均化效果

堆料层数直接影响预均化堆场的均化效果。堆料层数太少，均化作用不大；但堆料层数达到一定数量后，均化效果并不一定随堆料层数的增加而提高。堆料层数主要取决于堆料能力，也与堆场容积和堆料速率等有关。在确定堆料层数时，可从下列几方面考虑：

1 当堆料能力较小时，堆料层数应多些；反之则应少些。

2 堆场容积小则可能达到的堆料层数少。

3 堆场容积一定时，堆料层数多则堆料速率要大，故堆料层数与堆料机速度须互相适应。

4 物料成分渡动的短周期不应等于堆一层料所需时间的整倍数。以免物料在堆料时产生纵向成分波动的不利迭加。

5 每层厚度应与物料粒度相适应。（其实布料层数并不是越多越好，因为当层数达到一定值时，物料无法在“人”字型料堆的上表面形成一个完整的层面从而出现断料，从图中也可看出，越是到人字形的顶，面料层越薄）

三、 均化比的计算

当我们确保堆料层数n≥400时，是否就真正地满足了均化比i≥10了呢？其实并不尽然，因为混匀料堆还有一个最重要的指标，即要求“混匀料堆每层每米长度的布料量（单位长层吨）相等”。所以要同时满足n≥400，以及“混匀料堆每层每米长度的布料量（即单位长层吨）相等”。

下面便是推导均化比的过程：

Q—堆料能力t/h i—均化比（i≥10）v角—堆料机回转角速度r/min

图1 料堆截面模型

v线—堆料机回转半径的线速度m/ min ρ—物料密度t/m3

S—料堆截面积m2A—单元料层截面积m2R—回转半径m

n—层数 v线=2*π*R* V角

A=Q/（60* v线*ρ）

n=S/A

根据以上推导过程可以反过来求出回转角速度

v角=*Q*i2/（30*π*R*S*ρ）

四、 回转机构功率的计算

堆料机回转机构驱动功率的计算和确定如下：

1 驱动功率NO

NO=ΣM·n/（975·η）

式中：ΣM—回转阻力矩，

ΣM =M摩+M风

式中：M摩—摩擦阻力矩kg·m，

M风—风载阻力矩kg·m n—堆料机回转速度m/s

由回转角速度和回转轴承直径推导出n=2*π*R轴*v角/60

η—回转机构传动效率0.8

2 电机功率N

N=1.4 NO

考虑起、制动要求调速状态下进行，选变频调速电机。

[1]高长明.矿物原料预均化[M].中国建筑式业出版社，1983.

[2]石必孝高译.国际先进水泥工艺装备手册[M].武汉工业大学出版社，1989.

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