预均化料场堆料机堆料层数和行走速度对均化比的影响

预均化料场堆料机堆料层数和行走速度对均化比的影响
周鸣非;周喻;杨俊
【摘要】According to the principle of herringbone stacking technique of lateral cantilever mixing stacker , the paper analyzes the relationship between the stacking layers , traveling speed and the mixing rate , and proposes that the good hom-ogenization effect can be obtained only when n≥400 and“material amount per meter per layer of homogenization stockpile ( tons per unit length per layer ) is equal” .The optimal solution of number of layers and actual speed is recommended for the engineering practice.%根据侧式悬臂混匀堆料机人字形堆料工艺的原理，分析了堆料层数和行走速度与混匀比的关系，提出满足n≥400及“混匀料堆每层每米长度的布料量（即单位长层吨）相等”这两个条件才能取得有效的均化效果。

在工程实践中推荐了层数和实际速度的最佳实际解。

【期刊名称】《起重运输机械》
【年(卷),期】2014(000)003
【总页数】3页(P56-57,58)
【关键词】堆料机;均化比;堆料层数;行走速度
【作者】周鸣非;周喻;杨俊
【作者单位】北方重工集团有限公司装卸设备分公司沈阳 110141;北方重工集团有限公司装卸设备分公司沈阳 110141;北方重工集团有限公司装卸设备分公司沈阳 110141
【正文语种】中文
【中图分类】U653.928.+5
自20世纪80年代初开始，侧式悬臂混匀堆料机在我国水泥、煤炭、冶金等行业
的原料预均化堆场得到广泛应用。

混匀堆料机作业时设备始终沿大车轨道往返运行，同时将地面带式输送机送来的物料经堆料带式输送机输送至料场。

随着科技的发展和工业水平的提高，原料堆场对混匀堆料机混匀效果的要求越来越高，而影响堆料机混匀效率的因素主要是物料的堆积层数和每层堆积的物料量。

足够的堆料层数、合理的堆料机运行速度及使每层物料的堆积量相等是堆料机取得理想混匀效果应该考虑的重要因素。

1 混匀均化比简介
在混匀料场作业中，混匀堆料机均采用“人”字形(chevron)堆料法的纵向平铺的
造堆工艺，见图1。

桥式斗轮混匀取料机采用料堆横截面的全断面取料工艺。

图1 人字形堆料示意图
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。

提高混匀效果，就是提高均化比。

均化比式中n为布料(也可称之为堆料)层数，一般情况下，要求均化比若要求i≥10，则布料层数要≥400层，这时常规认
为满足了物料布料时的混匀要求。

在实际生产中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。

采用“人”字形堆
料法，大颗粒物料易向两边滑移，而细粉状或粘滞性物料则容易聚集在料堆顶端，从而造成偏析。

布料层数n≥400也不一定能满足均化比i≥10，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”。

适当增加堆料层数，控制堆料量从小到大，可以降低混匀矿的粒度偏析。

但是，在比较和评价不同料场的混匀系统时，要考虑以下两方面的问题：1)输出料流的均匀性；2)混匀后物料特性的方差，也就是所取得的混匀效率。

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”这两个条件才能取得有效的均化效果。

2 混匀堆料机顺行和逆行速度关系式
如果堆料机与地面带式输送机运行方向顺行和逆行时都采用同一个速度，则会造成在料堆每层每米长度的布料量都不相等。

假设堆料机在顺行时与地面带式输送机的速度相同，则地面带式输送机运到尾车上的物料永远不能转卸给悬臂带式输送机，无法到达堆场，此时(顺行)层的厚度和堆料量都为0。

这虽然是从最极端的情况考虑问题，但说明了若堆料机顺行和逆行为同一个速度，则顺行时卸给悬臂带式输送机(即堆向堆场)的物料少于逆行时堆向堆场的物料，也就是说，顺行时布料量少于逆行时的布料量。

为了尽量使顺、逆行时的布料量一致，从上面举的例子来看，顺行的速度应该比逆行时要慢。

因为若顺逆(往复)走行长度(即路程)相等的话，速度越慢，则走完一个路程用的时间越长，时间越长，则布料量越大，这就是用降低顺行速度进而增加布料量来使顺行时的布料量与逆行时的布料量相等的原理。

“混匀料堆每层每米长度的布料量(即单位长层吨)相等”这一指标要求每层的横截面要相等，因为在单位长度上每层的横截面相等了，其体积(也就是布料量)就相等了。

这就必须使堆料机相对于地面带式输送机顺行和逆行时有数学关系式。

设地面带式输送机带速为vd，堆料机顺行速度为vs，逆行速度为vn，见图2。

1.悬臂带式输送机
2.尾车图2 堆料机运行示意图vs×ts=vn×tn=L
(1)
tn=vs×ts/vn
(2)
式中：L为料堆长度，ts为顺行时走完路程L所需的时间，tn为逆行时走完路程L 所需的时间。

混匀料堆每层每米长度的布料量(单位长层吨)相等，即每米长度的布料量相等，也就是往复布料的体积相等，那么单位长度上的截面积也是相应的。

设某个往复布料过程中单位长度的体积为In，其截面积为Sn，则有
Sn=Sn+1，In=In+1
当堆料机顺行完成一个行程后，物料到达料场的体积
In=(vd-vs)·Sn·ts
(3)
当堆料机逆行完成一个行程后，物料到达料场的体积
In+1=(vd+vn)Sn+1·ts
(4)
因为Sn=Sn+1，In= In+1，式(3)、(4)联立解得
tn=(vd-vs)/(vd+vn)ts
(5)
将式(2)代入式(5)得
vs/vn=(vd-vs)/(vd+vn)
解得
vn=(vd×vs)/(vd-2vs)
(6)
因为vd为已知，所以从数学角度来说，只要赋与vs或vn一个量，则另一个量便可求出。

所以此方案有解，但有无数解。

具体应用到实际工程上，则只能找出符合实际情况的实际解。

从前面可知，堆料机运行速度越快，则料堆层数越多；运行速度越慢，层数越少。

所以应赋与vs和vn一个合理的数值，使层数略大于400，
才是最佳的实际解。

根据经验，一般情况下vs及vn为15～25 m/min比较适中，不会给设备的启、制动带来较大的冲击。

参考文献
[1]中国冶金建设协会.钢铁企业原料准备设计手册[M].北京：冶金工业出版社，1997.
[2]崔红杰，宋宝华.侧式悬臂混匀堆料机行走速度与胶带运行速度的匹配[J].鞍山钢铁学院学报，2001(4)：104-106.
[3]吕顺，闵振东.堆料机行走速度的确定[J].解决方案，2011(9)：150.
[4]李毅民.混匀堆料机的走行速度与堆料臂皮带机带速的确定[J].烧结球团，
1992(3)：29.
[5]杨传举，李建沛.混匀堆料机行走速度与来料胶带运行速度的优化[J].钢铁研究，2006(6)：46，47.
[6]刘拥军，陈桂玲，陈旋.进一步提高二次料场混匀效果的对策[J].烧结球团，2000(7)：29-31.
[7]姜祖汉.一次料场堆料作业方式对矿石混匀效果的影响[J].炼铁，1996(6)：30-32.。