铁粉干燥新工艺探讨

贾瑾瑜

（河北诺达化工设备有限公司，河北 石家庄 050000）

1 概述

铁粉是粉末冶金的主要原料。钢厂的炉尘中含有较高比例的铁和锌，是一种值得回收利用的二次资源，从钢厂的炉尘（烟道灰）中提取的铁粉，可以作为烧结矿的原料再利用。

工业利用的铁粉含水率越低越好，铁粉干燥设备可将铁粉干燥后回收，干燥铁粉可增值为商品铁粉单独销售。

2 回转滚筒干燥机

目前铁粉干燥大部分采用回转滚筒干燥机，回转滚筒干燥机是一种卧式放置的干燥器。主体是可回转并略带倾斜的圆筒体。在预定的范围内可调转速。由加料器等定量装置，湿物料从较高一端上部进入旋转的圆筒之中，在圆筒内通过筒内抄板（或类似的装置）的翻动作用，使湿物料表面与热载体表面尽可能接触，物料从高到低移动，最后被干燥的物料由低端下部收集。回转滚筒干燥机缺点：（1）由于该设备的物料填充系数小，因此圆筒的直径和长度都较大，占地面积和空间都较大，内部抄板等结构复杂，安装复杂。（2）因传动部件多，所以需要经常维修保养。（3）热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。温度较高，需要合适的热风炉资源等，一次性投资较高。（4）因干燥介质出口温度较高，设备整体热容量偏小，热源不能被充分的利用。（5）物料在筒内整体被干燥时间较长，物料颗粒之间在筒内停留时间存在差异，致使产品干燥程度不均匀。（6）干燥空气温度较高，易造成产品氧化。

鉴于以上原因，河北某公司铁粉干燥项目通过实验，采用了盘式连续干燥机作为铁粉低温干燥的主要设备。

图1 盘式连续干燥机干燥工艺流程

3 盘式连续干燥机流程简介

3.1 干燥工艺流程

盘式连续干燥机干燥工艺流程见图1。

盘式连续干燥机干燥系统由加料机构，干燥设备，蒸汽加热系统，除尘机构及成品输送机构组成。被干燥物料由皮带输送机输入盘式干燥机内，在耙叶的翻动和夹套地加热作用下，从下部输出，并由斗式提升机送至料仓。整个干燥过程密闭操作，从物料中释放出的水蒸汽，在真空泵的负压下从盘式干燥机的放空口排出，被携带的固体颗粒从布袋除尘器中被分离，洁净的气体则由引风机引出再排空。

3.2 盘式连续干燥机的工作原理及总体结构

盘式连续干燥机是一种以热传导为主的连续立式干燥器，它主要由大小空心加热盘、外壳、主轴、电机和减速机、耙臂和装在耙臂上的若干耙叶等部件组成。干燥器的主要部件是空心加热盘，大、小加热盘在设备内按一定间距固定在筒体框架上，以水平层式交替布置。加热盘内部通以饱和蒸汽作为加热介质。每层加热盘上均装有耙臂，上下两层交错布置。每根耙臂上均装有等距排列的耙叶若干个，保证物料的正常流动。电机通过减速机带动干燥盘主轴转动。干燥器外面的壳体，使整个干燥过程在一个密闭空间内进行。盘式连续干燥机结构如图2 所示。

图2 盘式连续干燥机结构简图

湿物料自顶部加料器或输送带运过来的物料连续地加入到设备上部的分布装置上，减速机带动主轴及耙臂和耙叶旋转，加热盘是静止的。干燥盘内内通入加热介质，介质可以使蒸汽，加热盘被加热。在第一层小盘的耙叶作用下物料从小盘外边缘落到下面第二层大盘的外边缘，大盘上的物料在大盘耙叶的作用下，从大盘的中间落料口落入下层的小盘中。以此类推反复运动，湿物料在干燥盘面呈阿基米德螺旋线轨迹运动，并且由耙叶翻动进行干燥，已干物料从最后一层干燥盘落入干燥机底部，从出料口排出。得到成品可直接包装。

盘式连续干燥机的特点：干燥时间短，还可通过调整转速，或者通过调整耙叶等参数，调整物料在设备内的停留时间，调控容易；干燥介质由于是相变放热，传热系数大，热效率高；操作环境好，整个过程是在密闭环境中进行的，粉尘飞扬少，既保证了产品的质量又不污染环境；转速低，能耗小，运行成本低；因设备为立式，占地面积较小，设备投资少。

3.3 盘式连续干燥机的优点

（1）盘式连续干燥机属于立式设备，干燥盘层式布置，即使干燥面积很大，占地面积也小，设备结构紧凑，基建投资小。（2）盘式连续干燥机是一种高效的传导型连续干燥器，传导系数大，传热效率高。物料从上部进入，下部排出，物料流向单一，调控容易，物料停留时间可精确调整，有利于产品干燥均匀。（3）物料所需热量来源于燥盘的表面，属于传导式传热，从物料中逸出的湿气不用气体带走，极大地减少了回转滚筒干燥设备中被出口气体带走的热量损失，提高了热效率。没有大量的热空气排放，是热能节约的主要原因。（4）由于耙叶的输送搅拌作用，物料加热更新率高，暴露在外面的面积大，传热传质阻力小，提高了热效率，干燥效率60%以上。（5）热源温度低，饱和蒸汽即可，属于低温传导加热，单位蒸汽耗量小。且保温完善，热源和废热利用率高。（6）盘式连续干燥机转速低，且转速可调，搅拌器功率消耗小，所需动力为回转滚筒干燥机的1/10 左右，配用的电机减速机均小于其他回转型设备。系统配套少，用电设备少，所以能够节约能耗，降低运转成本。（7）各层干燥盘温度可控，干燥冷却并用，通过改变耙杆、耙叶数量及结构等参数来精确控制干燥时间，不用返混，即可获得质量均匀稳定的合格产品。（8）物料机械输送，连续生产，处理量可调。避免了繁重的装卸料工作及人工翻盘工作，劳动强度轻，劳动条件好，管理方便。（9）单位体积换热面积高于回转滚筒干燥机，设备结构紧凑占地面积小，配置简单，安装方便，室内外均可就地使用。（10）设备整体到位，只需吊装就位，安装定位非常容易。（11）操作简便，容易。开停车简单；停止进料后，可以很快地排空干燥机内的物料；设有大规模的检视门，可以对设备内部进行清洗和观察。

实践证明，用盘式连续干燥机作为干燥铁粉的干燥设备，具有占地面积小，操作密闭，粉尘飞扬少，污染小，操作环境好，安装方便，操作控制方便，可控性强，运转平稳的特点，取得显著的节能效果，同时也降低了劳动强度，改善了劳动条件。

4 结语

将盘式连续干燥机用于炉尘的铁粉干燥取得了较好的干燥效果，降低了投资和运行成本。和回转滚筒干燥机相比较，该设备具有热效率高、能耗小、调控容易、操作方便、操作环境好、占地面积小、运行成本低、产品质量均匀等优点，属于典型的环保、节能型设备。盘式连续干燥机的适应性强，应用范围广。除应用在冶金行业，还广泛应用于化工、医药、食品、饲料等行业的干燥、反应和热解、锻烧等领域。