大型烧结厂烧结机的设计

大型烧结厂烧结机的设计

1次混合机混合混合机是制备困境工厂原料的重要设备。混合料的状态对烧结矿的质量,生产率有很大影响。现代国内外烧结厂中混合作业广泛采用圆筒混合机。经实践证明,圆筒混合机生产能力大,结构简单,操作方便,运转可靠,维修工作量少,并能同时满足混合、加水、成球要求。根据工艺要求分一次混合和二次混合,有一、二次混合分开型和一、二次混合合并型之分。其中分开型具有较大的灵活性和适合于生产工艺的专用性要求。故被国内外烧结厂广泛采用。一次混合机主要将混合料进行湿润和混合均匀。使水、粒度、料温及混合料各组成部分均匀分布。二次混合除继续混合外,主要是造小球,提高烧结矿的质量和产量,并保证混合料的最终湿润及预热。随着烧结机的大型化,圆筒混合机的规格也相应增大。我公司设计的大型混合机在国内各大烧结厂经过10多年的使用,设备运转可靠,性能良好,提高烧结矿的质量和产量。2筒体内的旋转烧结机用的各种原料组成的混合料由给料漏斗送入一次混合机内。混合机的筒体倾斜安装,传动装置中的电动机转动时,经舌簧联轴器、减速器、齿轮联轴器、小齿轮、大齿圈从而使筒体旋转。物料在筒体内因摩擦力的作用,使其随着筒体旋转方向向上运行,当提升到一定高度后由于物料自重作用又下来。并沿倾斜筒体的轴向朝低端移动。物料是在随筒壁反复提升和落下的过程中使物料中的各种成份和水分等混合均匀。物料经多次提升和抛落,形成一个螺旋状运动轨迹。向前推进至卸料端将物料排除出,整个一次混合过程完成。一次混合排出的混合料用皮带机运到二次混合机内,二次混合过程与一次混合相似。3挡辊、部给料及本料组成混合机的结构主要由传动部分、筒体、托辊、止推挡辊、头部给料、尾部排料、润滑、喷水、各部分罩子及底座组成。大型圆筒混合机比国内已采用的混合机在结构上有很多优点,在传动精度上要求也高。3.1建立微动态传递通过爪型离合器联接,用在安装及检修过程中使筒体正转或反转,便于操作和调整。3.2产品的制造原则筒体由滚圈和钢板制成的圆筒对焊而成,滚圈为整体锻造,滚圈为筒体的一部分。这种结构制造易,安装简单,筒体刚度大,避免滚圈与筒体之间在运转时产生滑动现象,滚圈寿命长。其断面采用实心矩形,形状简单,便于制造,但对滚筒精度要求很高,它直接影响设备的安装和运转要求。设计的高要求必须在制造中采取先进的工艺措施来实现,特别是为保证滚筒各段的同心度要求在组焊前各段在接头处设“定中心块”的方法定中心,调整好同心度后用螺栓联接固定后再进行焊接,这样保证滚圈,齿圈同心度要求,使端摆,径跳达到最小范围。大齿圈为铸钢分两半制造,用4个螺栓联接成一体,再由20个铰制配合螺栓和16个普通螺栓与筒体上的固定架联接,安装时根据筒体上设置的专用基准进行调整。3.3橡胶衬板和压条与筒体的轴线布置筒体内全部采用橡胶衬板,在入口1.5m段安装与混合机轴线成15°倾角的导料橡胶板,作为混合料向排料端移动导向装置,使给料端不堆料和散料,其余部分的橡胶衬板及压条与筒体轴线平行。橡胶衬板的安装必须在现场进行,严格按设计圆周等分先在筒体内焊好螺柱,将各衬板及压条就位后再拧紧螺母,这样安装能使各块衬板间予紧力相等。3.4润滑面喷油润滑控制为保证滚圈与托辊的接触处、大齿圈和小齿轮啮合处有良好的润滑面,采用自动喷油润滑系统,喷油润滑能自动定时、定量,使润滑经常进行,且油层均匀,设计要求每隔20mim喷油一次,每次持续喷油30s。3.5托辊主底和分散传统底的整体一对托辊的底座为一整体,便于安装调整,可保证安装精度。传动部分的底座是分开的,结构简单,制造方便,质量轻,安装调整方便。4计算工艺参数的传动能力，并确定主要工艺参数4.1基于圆柱形混合机的等效力计算基于圆柱形混合机的阻力力计算以一次混合机ϕ3.2×13m及二次混合机ϕ3.8×15m计算电机功率。(1)托辊与辊内共方式mM空=fkG(R′+r+R′r′)/Rcosϕ(N·m)式中:R′为滚圈半径,m;r为托辊半径,m;r′为托辊轴颈半径,m;2ϕ为托辊中心与筒心连线间的夹角,(°);fk为总的阻力系数取fk=0.008;G为回转筒体重量,N。表1为摩擦力矩值表。(2)充填率对摩擦阻力式中:G0为筒体内料重,N;G0=1/4πD2Lγψ;D为筒体直径,m;L为筒体长度,m;γ为混合料堆比重,t/m3;ψ为混合机充填率,%。表2为摩擦阻力力矩值表。筒内料重在回转状态下与筒体之间所引起的摩擦阻力矩及功的消耗:当转速和料量一定,筒体在回转时,上升料和下降料流量必然保持平衡等量,设上升料量为G0上,下降料量为G0下,则G0上=G0下=1/2G0,因G0上与G0下在筒内的运动情况不一致,必须分别计算。筒体内最大以运作方式为M摩=RfG0上nR/900+RfG0上cosβ式中:第一项为物料G0上在n转速下的离心力对筒壁摩擦阻力矩,第二项为G0上径向力所引起的摩擦阻力矩,上式适用于最高点时。最低点β=0,则cosβ=1,取平均值则上式应为:M摩=RfG0上nR/900+RfG0上(cosβ+1)/2=RfG0上[nR/900+(cosβ+1)/2]式中:R为筒体内半径,m;f为物料内摩擦系数(f=tg35°=0.7);G0上为G0上=G0/2筒体内存重力之半,N;n为筒体转速,r/min;β为物料升角,(°)。令:升角与摩擦角之差β-α=θ则:sinθ=nR/900xsinα因为α=35°,所以sin35°=0.574sinθ=0.574xnR/900,θ=sin-10.574xnR/900β=35°+sin-1(0.574xnR/900)则各部项数据统计如表3所示。混合机传动效率从高点下降的物料最终落至低点,经上升料滚传至筒体的摩擦阻力矩,不以力矩计算,而以高点所丧失的位能代替。即:A=mgh=0.5G0/g×gh=0.5G0h(N·m)因为h=R-Rcosβ=R(1-cosβ)则:A=0.5G0R(1-cosβ)=G0下R(1-cosβ)表4为数据统计表,表5为总阻力矩表。总阻力矩:M总=M空+M料+M摩+A电机功率的计算:N=M总n/(975×9.8×η1×η2)(kW)式中:N为电动机功率(kW);M总为混合机总阻力矩(N·m);n为滚筒转速,r/min;η1为减速机传动效率,取η1=0.94;η2为开式齿轮传动效率,取η2=0.9。电动机功率计算如表6所示。4.2混合机有效长度计算其混合时间验算表如表7所示。式中:t为混合时间,min;n为混合机转速,r/min;Le为混合机的有效长度,m;Le=L-0.5,m;L为混合机的实际长度,m;De为混合机的有效内径,m;De=D-0.1m;D为混合机的实际内径,m;υ为前进角度(°)tgυ≈sinα/sinϕ;α为混合机倾角,(°);一混α=2°二混α=1.5°;ϕ为物料安息角度(°);ϕ=35°。4.3混合机填充率的计算其混合机充填率的计算如表8所示。式中:ψ为混合机充填率,%;Q为混合机的给料量,t/h;γ为混合料堆比重,t/m3。5混合装置的改进5.1胶带机头轮的传统设计由皮带机给料改用给料溜槽给料,某企业450m2烧结机配用的一、二次混合机是采用可移动的皮带给料方式。这种给料是胶带的头部伸进筒体里面,并移动500mm距离。胶带机给料方式设备结构复杂,整个给料设备在动态下工作。维护检修工作量大,特别是撒料多处理麻烦,根据该企业烧结厂的使用情况,由于胶带机头轮伸入混合机内,混合机回转过程中物料抛撒在胶带机头轮的轴承座上堆积起来,影响头轮的正常运转,并有物料粘在胶带上带出撒落在地。国内所用原料多是精矿、颗粒细、粘性大、易粘结。则在设计时不用胶带给料,改为溜槽给料,在溜槽的底板上,设有两段活动溜板,上边是悬挂的衬板,上部通过挂钩挂在侧壁上;下边靠自重和物料的作用压在安有振动器的活动溜板上,活动溜板可绕回转轴转动。当给料粘在溜板上时,因振动器的振动带动上部活动溜板与下部活动溜板一起振动,使粘料下落。滚圈端部密封采用分块密封环,用螺栓固定在圆板上。圆板套在溜槽外侧,圆板与座板焊在一起,通过座板用螺栓安装在给料溜槽的支架上。密封环与密封板之间留有10mm间隙,采用给矿溜槽比胶带机给料结构简单,布置紧凑,去掉原有给料口罩和散料车。5.2普通钢板混合刀表某企业450m2烧结机原配用的一、二次混合机,在给料端4m长一段上设厚35mm橡胶衬板和扬料板,其余部分为焊接高50mm,厚8mm的普通钢板,以形成料衬。为防止粘料在一次混合机内设置螺旋刮刀。这种结构复杂,螺旋刮刀在筒体里易挂料,严重受力不均,尤其是带料起动容易把刮刀折弯甚至折断。改用全部橡胶衬板后,筒体不粘料,去掉了螺旋刮刀,减轻筒体磨损和噪音,提高混合效率。5.3入节点两组齿耦合系数在减速机的设计中,对每对齿轮变位系数的确定,引入节点两对齿啮合系