圓形混勻堆取料機的均化比與回轉機構功率的計算

（北方重工集團有限公司裝卸設備分公司研究所，遼寧 沈陽 110860）

圓形混勻堆取料機的均化比與回轉機構功率的計算

杜海濱 劉紅力

（北方重工集團有限公司裝卸設備分公司研究所，遼寧 沈陽 110860）

本文通過對圓型混勻堆取料機均化比和回轉速度與功率的介紹與計算，對圓形均化料場工藝的設計，有一定的參考價值。

圓形料場混勻堆取料機；均化比；回轉功率；速度；計算

概述

水泥工業在生產工藝過程中要力求生料質量的均齊，以保證燒出優質高產穩定的熟料。石灰石原料成分波動范圍的大小，除了與配料計量設備有關外，更主要的是取決于各種原料成分的相對穩定。然而，我國有相當一部分水泥廠的原料來源多而雜，成分波動大而又無變化規律。況且，隨著對充分利用礦產資源、盡可能地減少廢石棄土以及保護環境的呼聲越來越高，原料預均化的意義就更顯重要了。八十年代末九十年代初，部分水泥廠采用了生料均化庫，把均化比穩定在3～5，但隨著水泥行業對原料均化要求的提高，一般水泥廠的原料要求達到10～12，圓形預均化料場設備-圓形混勻堆取料機在水泥工業上的應用滿足了水泥工業的均化比要求。至于均化系統的控制，愈來愈多地采用自動計量、連續自動取樣、自動處理試樣、x-射線螢光分析和電子計算機等，使整個生料制備過程趨向自動化。

一、圓形料場混勻堆取料機的堆取料工藝

在水泥企業的圓形混勻料場中，懸臂回轉堆料機安裝于中柱上部的上中兩個回轉支承之間，即可以在360°范圍內回轉，又能在-15°～16°之間作變幅運動。在標準堆料程序中，堆料機在PC程控下，逆時針作108°往復回轉，同時堆料臂在一次往復回轉過程中需要完成從上升到下降的周期變幅運動。當幾次往復后，料堆的高度達到標準堆高時，堆料臂逆時針移動3°即從3°到111°范圍內繼續往復回轉加變幅不斷堆料，如此往復循環以實現連續人字形堆料法。堆料區域內的堆頂曲線始終呈拋物線狀，堆料層數大于400層，均化比大于10。料堆截面如圖1所示。

取料機通過動力驅動端梁圍繞中柱在圓形料場內運行，液壓驅動的料耙實施全斷面取料，采用料堆橫截面的全斷面取料工藝，這種縱向造堆橫向取料的堆取料工藝最大的優點在于提高混勻效果和效率，可使理化性能不同的一種或多種原料，經混勻處理后成為一種理化性能均一的混勻礦，從而簡化生產車間的工藝和操作，提高技術經濟指標，節約能源，獲得最佳的經濟效益。也可使某些品位低于工業標準的原料，通過混勻而得到利用，從而取得綜合的經濟效益。

二、堆料層數與均化效果

堆料層數直接影響預均化堆場的均化效果。堆料層數太少，均化作用不大；但堆料層數達到一定數量后，均化效果并不一定隨堆料層數的增加而提高。堆料層數主要取決于堆料能力，也與堆場容積和堆料速率等有關。在確定堆料層數時，可從下列幾方面考慮：

1 當堆料能力較小時，堆料層數應多些；反之則應少些。

2 堆場容積小則可能達到的堆料層數少。

3 堆場容積一定時，堆料層數多則堆料速率要大，故堆料層數與堆料機速度須互相適應。

4 物料成分渡動的短周期不應等于堆一層料所需時間的整倍數。以免物料在堆料時產生縱向成分波動的不利迭加。

5 每層厚度應與物料粒度相適應。（其實布料層數并不是越多越好，因為當層數達到一定值時，物料無法在“人”字型料堆的上表面形成一個完整的層面從而出現斷料，從圖中也可看出，越是到人字形的頂，面料層越薄）

三、 均化比的計算

當我們確保堆料層數n≥400時，是否就真正地滿足了均化比i≥10了呢？其實并不盡然，因為混勻料堆還有一個最重要的指標，即要求“混勻料堆每層每米長度的布料量（單位長層噸）相等”。所以要同時滿足n≥400，以及“混勻料堆每層每米長度的布料量（即單位長層噸）相等”。

下面便是推導均化比的過程：

Q—堆料能力t/h i—均化比（i≥10）v角—堆料機回轉角速度r/min

圖1 料堆截面模型

v線—堆料機回轉半徑的線速度m/ min ρ—物料密度t/m3

S—料堆截面積m2A—單元料層截面積m2R—回轉半徑m

n—層數 v線=2*π*R* V角

A=Q/（60* v線*ρ）

n=S/A

根據以上推導過程可以反過來求出回轉角速度

v角=*Q*i2/（30*π*R*S*ρ）

四、 回轉機構功率的計算

堆料機回轉機構驅動功率的計算和確定如下：

1 驅動功率NO

NO=ΣM·n/（975·η）

式中：ΣM—回轉阻力矩，

ΣM =M摩+M風

式中：M摩—摩擦阻力矩kg·m，

M風—風載阻力矩kg·m n—堆料機回轉速度m/s

由回轉角速度和回轉軸承直徑推導出n=2*π*R軸*v角/60

η—回轉機構傳動效率0.8

2 電機功率N

N=1.4 NO

考慮起、制動要求調速狀態下進行，選變頻調速電機。

[1]高長明.礦物原料預均化[M].中國建筑式業出版社，1983.

[2]石必孝高譯.國際先進水泥工藝裝備手冊[M].武漢工業大學出版社，1989.

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