關于混勻堆料機相對于地面膠帶機順行和逆行時采用不同速度的意義及公式的推導

李婷婷 韓 峰 張海寬

北方重工裝卸設備分公司

關于混勻堆料機相對于地面膠帶機順行和逆行時采用不同速度的意義及公式的推導

李婷婷 韓 峰 張海寬

北方重工裝卸設備分公司

橋式斗輪混勻取料機采用料堆橫截面的全斷面的取料工藝，這種縱向造堆布料橫向切取取料的堆取料工藝最大的作用就是提高混勻效果和效率。如果堆料機與地面膠帶機前進方向順行和逆行時都采用同一個速度，則會造成在料堆每層每米長度的布料量都不相等。

混勻堆料機；地面膠帶機

1.概述

在鋼鐵企業的混勻料場中，混勻堆料機均采用“人”字形（國際上稱為CHEVRON堆料法，見下圖）堆料法的縱向平鋪的造堆工藝，而橋式斗輪混勻取料機采用料堆橫截面的全斷面的取料工藝，這種縱向造堆布料橫向切取取料的堆取料工藝最大的作用就是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。提高混勻效果，從數學觀點來說，就是提高均化比，均化比的代號為i，其公式為，一般情況下，要求均化比≥10，式中n為布料（布料也可稱之為堆料）層數，很明顯，若要求i≥10，則布料層數要≥400層，這時常規認為滿足了物料布料時的混勻要求（其實布料層數并不是越多越好，因為當層數達到一定多的時候，物料并非能在“人”字型料堆的上表面形成一個完整的層面而出現斷料，這與物料的粒度有著直接的關系，因為當粒度大于層高時，是不可能形成完整的料層的，所以均化比的公式近來亦不應用了。從圖中也可看出，越是到人字形的上面料層越薄）。

那么，當我們保證布料層數比較多的時候，是否就真正地滿足了均化的要求了呢？其實并不盡然。因為混勻料堆還有一個最重要的指標就是要求“混勻料堆每層每米長度的布料量（即單位長層噸）相等”。所以不但要有較多的層數，還要滿足“混勻料堆每層每米長度的布料量（即單位長層噸）相等”。

如果堆料機與地面膠帶機前進方向順行和逆行時都采用同一個速度，則會造成在料堆每層每米長度的布料量都不相等。

這個問題怎么理解呢？我們假設堆料機在順行時與地面膠帶機的速度相同，則可馬上就能認識到地面膠帶機運到尾車頭部卸料滾筒上的物料便永遠不能轉卸給懸臂膠帶機上交給堆場，此時的（順行的）層的厚度和堆料量都為0，這雖然從極端的出發點考慮問題，但說明了一個道理，即若堆料機順行和逆行為同一個速度，則順行時從尾車頭部卸料滾筒卸給懸臂膠帶機（即堆向堆場）的物料少于逆行時的堆向堆場的物料（因為逆行時尾車頭部卸料滾筒得的料多），也就是說，順行時布料量少于逆行時的布料量，這也使得順行與逆行堆料的層厚是不一致的，那怎能說會獲得一個很好的勻化效果呢。那么，如何盡量使順逆行時的布料量一致呢？從定性上說，很明顯，從上面舉的例子來看，順行的速度應該比逆行時要慢。為什么要慢呢？因為若順逆（往復）走行長度（即路程）相等的話，速度越慢，則走完一個路程用的時間越多，時間越多，則布料量越大，這就是用降低順行速度進而增加布料量來使順行時的布料量與逆行時的布料量相等的道理。那么慢多少呢？二者的關系是如何呢？下面便是推導的過程。

2.求解混勻堆料機順行和逆行速度的關系式

“混勻料堆每層每米長度的布料量（即單位長層噸）相等”這一指標要求的意思是：每層的橫截面要相等，因為在單位長度上每層的橫截面相等了，其體積也就是布料量就相等了。這就必須使堆料機相對于地面膠帶機順行和逆行時有數學關系式。

推導如下：

設：地面膠帶機的帶速為V地（m/s,m/min）

堆料機行走與地面膠帶機運行方向一致時，即順行速度為V順

堆料機與地面膠帶機運行方向相反，即逆行速度為V逆

很明顯

式中L-----料堆長度

T順-----順行時走完路程L時所需的時間

T逆-----逆行時走完路程L時所需的時間

因為“混勻料堆每層每米長度的布料量（即單位長層噸）相等”這名話本身就是一個方程。每米長度的布料量相等，也就是往復布料的體積相等，那么單位長度上的截面積也是相等的，設某個往復布料過程中單位長度的體積為In，其截面積為Sn，按照上面的說法有：Sn=Sn+1，In=In+1。

當堆料機順行完成一個行程后，物料到達料場的體積

當堆料機逆行完成一個行程后，物料到達料場的體積

因為Sn=Sn+1，In=In+1，③、④聯立解得：

⑥式為所求，因為V地為已知，所以從數學角度來說，只要賦給V順或V逆一個量，則另一個量便可求出。所以此方案有解，但有無數解。對于具體應用到實際工程上，則只能找出符合實際情況的實際解。從前面可知，當堆料機運行速度過快，則料堆層數越多；運行速度越慢，層數越少，所以應賦給V順或V逆一個合理的數值，使層厚數大于粒度并保有較多的層數且堆料機速度不要太快，才是最佳的實際解。

3.結論

根據經驗一般情況下并控制V順及V逆在12～25m/min之間，這個速度比較適中，不會給設備的啟制動帶來較大的沖擊。