烧结机板辊联合布料器的试验研究

烧结机板辊联合布料器的试验研究

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发表日期：2007年12月11日 作者：张松 汪琦 孙家富((辽宁科技大学材料科学与工程学

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摘要 通过对现有布料器的分析和对比，提出了一种新型的偏析布料方法一板辊联合偏析布料法，通过模拟试验，研究了反射板、多辊对混合料偏析的影响。研究结果表明：板辊联合布料器优于反射板和多辊的布料效果，从而为均匀烧结，节约烧结能耗创造了条件。

关键词 布料器 偏析 反射板 多辊布料器

1 前言

烧结混合料粗粒级中固定碳含量较低，而细粒级中固定碳含量偏高，采用偏析布料技术使料层从上至下混合料粒度分布逐渐变粗，燃料分布逐渐减少，可以减少烧结过程中料层的“自动蓄热”作用造成的料层下部热过剩现象，提高料层透气性、改善烧结矿质量、降低烧结能耗。 目前国内外烧结机偏析布料器大致可以分为四大类：磁辊类、空气流偏析类、反射板类和多辊类。国内烧结厂多数采用的是反射板类和多辊类。反射板布料器的优点是料层的垂直偏析效果好，排料粒度范围大，可承受给料柱压力，给料均匀可靠，可以实现混合料粒度和燃料的有益偏析，其缺点是易积料，料流不均匀，料面不平整，拉沟严重。多辊类布料器的优点是布料量大，布料面较宽，可以避免崩料，混合料沿台车宽度方向均匀性好，但齿轮传递，零部件多，耗能多，辊对小球破坏严重，辊体过细过长易变形和磨损，设备相对复杂，多辊上部靠近点火器，易烤干润滑油，上部第一辊的利用率低，上部下料对辊的冲击大，不能很好解决沿混合料层高度方向混合料粒度及碳的合理分布。为了克服反射板类和多辊类布料器的缺点，杨东进提出一种组合式布料器即在圆辊给料机右下方的机架上经转轴安装有倾斜的辊式布料器和在辊式布料器下面的机架上固定安装有倾斜的反射板。

本文作者将反射板和多辊布料器相结合，提出一种反射板在上，多辊在下的板辊联合布料器，并进行了这种布料器的布料模拟试验研究。

2 试验研究方法

2·1试验用沙粒代替烧结混合料作为试样，粒度按鞍钢二烧混合料粒度组成配制，见表1。

2.2试验装置

布料器试验装置尺寸按烧结机1：1比例制作，见图1

。给料槽出口边缘至台车拦板距离固

定，反射板布料器、多辊布料器、皮带给料器的角度和位置均可调整。多辊布料器辊的数量。

2．3试验方法

试样(沙粒)从矿槽(6)里经皮带给料器(5)均匀拉出，落到反射板(4)或多辊布料器(3)上，然后布料器将试样布到运行的台车(1)上。台车上料层厚度保持。试验时分别调整试样落点到反射板下沿的距离L、反射板角度α、多辊布料器的角度β和多辊的转速r。

完成布料后，将料层分上、中、下三层取样、筛分，测定料层偏析度，即料层垂直方向上部与下部平均粒径差与试样平均粒径的比值

P=（d下－d上）/d (1)

式中p一偏析度，无量纲；d上、d下--上、下料层试样的平均粒径，mm；d一试样平均粒径，mm。

3 试验结果与分析

3．1 板辊联合布料器的布料试验结果

图2示出反射板布料器（L=1150mm,α=450）、多辊布料器（β=400，n=7,r=46.67r/min)、板辊联合布料器1（L=600mm,α=450,β=400,n=7,r=46.67r/min）和板辊联合布料器2

（L=800mm,α=450,β=400,n=4,r=46.67r/min）四种布料方式与料层偏析度的关系。由图2可见，板辊联合布料1的料层偏析度最大，其次是板辊联合布料2，再其实是多辊布料器，反射板布料器最差。板辊联合布料1的料层偏板度比多辊布料的料层偏析度提高0。20，比反射板布料的料层偏析度提高0。29。证明板辊联合布料与单独的反射板布料器或我辊布料器比较，在获得较好的料层偏析度方面具有明显的优势。辊的数量增加对料层偏析度的提高有益，7辊布料比4辊布料的料层偏析度提高0。13，4辊布料的料层偏析度好于单独的反射板布料器或多辊布料器的料

层偏析度。

3．2布料器结构参数对布料偏析度的影响

(1)多辊的转速对料层偏析度的影响

图3示出了板辊联合布料多辊的转速与料层偏析度的关系。由图3可见，随多辊的转速的增加，料层偏析度提高。

多辊的转速高低决定了其转动时带动的沙粒混合料的多少。多辊的转速高时，辊带动的混合料就多，料流层薄，无积压现象，反之，多辊的转速低时，料流层厚，混合料积压严重，偏析效果差。但是辊的转速过高，设备损耗、生产成本也随之增加。因此，在以后的试验中，辊的转速定为46．67r／min。

(2)反射板角度对料层偏析度的影响

图4示出了板辊联合布料时反射板角度与料层偏析度的关系。由图4可见，α=450时料层偏析度最高。

反射板的角度小时，颗粒之间的相互作用以有利于渗透作用的摩擦挤压为主，大小颗粒的渗透作用明显，但是混合料在反射板上运动或停留时间增加，混合料离开反射板的水平速度降低，

而且粘料现象增加，因此偏析作用减弱；反射板的角度大时，沙粒混合料在反射板上运动或停留时间减少，颗粒之间的相互作用以碰撞为主，大小颗粒之间的扩散作用明显，即促使颗粒混合，因此反射板的偏析作用减弱.

(3)多辊布料器角度对料层偏析度的影响

图5示出了板辊联合布料时多辊布料器的角度与料层偏析度的关系。由图5可见，β=400时布料偏析度最高。

多辊布料器的角度大时，混合料流在多辊上的停留时间减少，料流与多辊的实际接触面积也减少，试样在辊上运动距离很短就飞离圆辊，因此对混合料的偏析作用也明显减弱。当多辊的角度小时，试样在辊上的停留时间增加，料流与多辊的实际接触面积也增大，多辊的渗透和筛分作用明显。但是试样在辊缝之间爬行时间、高度增加，速度缓慢使较小颗粒滞留在辊缝和辊体表面，增加了布料辊卡涩的几率。

3．3反射板和多辊布料器对料层偏析度的作用

为了检验反射板布料器和多辊布料器料层的偏析作用，对上、下料层的试样进行了取样筛分，并与原始试样的粒度组成进行比较。评价标准为：在上部，细粒级的质量分数越大越好，粗粒级的质量分数越小越好，在下部，细粒级的质量分数越小越好，粗粒级的质量分数越大越好。

图6，图7分别示出了布料方式不同的上、下部料层的粒度分布与试样(沙粒)粒度的关系。由图6可见，多辊布料器、反射板、板辊联合布料器对粒级沙粒的偏析作用接近一致；对于粒级，多辊布料器、反射板偏析布料效果相同，而板辊联合布料器偏析布料效果最好；对于粒级混合料，多辊布料器对其偏析作用明显，而反射板和板辊联合布料器次之；对于粒级，反射板对小颗粒沙粒偏析作用好于多辊布料器的偏析布料效果，板辊联合布料器的偏析布料效果最好。

由图7可见，对于粒级，多辊布料器对大颗粒沙粒偏析作用明显好于反射板偏析布料效果，板辊联合布料器偏析布料效果最好；对于粒级，多辊布料器和反射板的偏析布料效果优于板辊联合布料器；对于粒级，多辊布料器和板辊联合布料器对其偏析作用明显，而反射板次之；对于粒级，多辊、板辊联合布料对沙粒偏析作用好于反射板对沙粒的偏析作用。