攀钢烧结二次混合机多速传动系统应用研究

攀钢烧结二次混合机多速传动系统应用研究

何木光  郑家树  于天齐

(攀钢炼铁厂)

摘要   本文通过对混合机制粒相关参数分析，找出了转速对混合机制粒的影响；实施多速传动，可以根据不同的混合料量水平，通过调速，使混合机的制粒效果达到较佳。

关键词   二次混合机  多速传动  研究

1前言

    在二次混合机的简体尺寸、安装倾角、加水方式、混合机内衬板等参数确定后，确定适宜的混合机转速，达到强化混合机的制粒效率、提高混合料成球率的效果，是强化烧结的措施之一。为此，攀钢在6号烧结机的二次混合机安装了多速传动系统装置和进行了二次混合机转速优化试验。

2混合机制粒性能相关参数的技术分析

2．1圆筒混合机内料粒运动形态与制粒性能分析

2．1．1  圆筒混合机内料粒运动形态诊断

    圆筒制粒机内料粒运动形态模式见图1。圆筒制粒机内物料运动形态分为：料粒靠制粒机内壁摩擦而上升运动的输送区和料粒靠重力而向下滚流的滚动区、料粒在滚动区内制粒后进入输送区。因此，要分析制粒效果，必须求出料粒在滚动区内的移动路程，即滚动距离。

    混合机的转速决定着物料在圆筒内的物料运动状态，混合机内物料的运动状态分为3种——滑动、滚动、翻动(翻动状态包括瀑布式落下、抛射坠落等剧烈运动状态)。

2．1．2圆筒混合机制粒性能参数诊断

    在实验室用圆筒混合机为攀钢烧结混合料所做的制粒模型实验结果如图2所示。3个区域交于M点。根据M点所对应的弗劳德数和填充率，就可推算圆筒混合机合适的参数。实验研究认为M点的位置应在填充率为13％～16％，弗劳德数为3．8x10-3 5．8×10。的地方。也就是说，在此参数范围内制粒效果较佳。见图2^【1】。

    适宜的混合机转速还要考虑混合机的填充率，填充率是影响混合料混匀、制粒的一个重要参数。填充率过小时，产量低，且物料相互作用力小，对混匀制粒不利。填充率过大，在混合时间不变时，能提高产量，但由于混匀层增厚，物料运动受到限制，对混匀制粒也不利。

    二次混合机制粒时间不低于3min、超过4min则效果不明显^【3】。

    混合机制粒性能相关参数公式如下。

弗劳德准数按下式计算：

    混合机尺寸：φ3×14m、安装角度2．3°，混合料动安息角37°(注：实验室检测)，混合料堆比重取1．75t／m³。6号烧结机生产中混合机料量变化369~431t／h，正常生产时40lt／h。调速情况下尤其是赶产量时，可以长时间上46kg／m新料、23kg／m的返矿，加上热返矿和除尘灰，总料量可以达到43l t／h。

    因混合料从混合机进口漏子至混合机简体参与混合有0．5m的抛射距离，混合机出料口有0．5m混合料未参与混合，所以混合机有效长度取14-0．5-0．5=13m：检测表明，由于现在的混合料粘性强，简体壁沾料约0．07m，所以有效半径取1．5-0．07=1．43m。

假设混合机转速分别为6、6．5、7，7．5r／min时的理论计算结果见表l。

    理论计算结果表明，混合机转速在6～7．5rpm范围内，随着混合机转速增加、混合机制粒时间缩短，当混合机转速达到7．5rpm时制粒时间低于3min。

    根据参考文献^【1】的结论——-土直充率为13％～16％，弗劳德数为3．8×10^-3～5．8×l0^-3，只有转速为7rpm或7．5rpm时满足条件。而且如果烧结赶产量，料量长时间达到46kg／m新料+23 kg／m返矿，那么混合机在7．5rpm时填充率达到16．37%，也就是说混合机转速必须提高，已达到最佳制粒效果。

2．2混合料制粒性能测定

2．2．1混合料的平均粒度计算方法

以混合料的平均粒度dcp、+3mm粒级的增量和-1．0mm粒级的减少量来评价其制粒效果。混合料的平均粒度：

    以制粒后+3mm粒级的增量η₊₃来表示制粒效率，η₊₃值越大，表明制粒效果越好。

式中：B₁—混合料中制粒前+3mm粒级含量(％)；

    B₂—混合料中制粒后+3mm粒级含量(％)。

3二次混合机多速传动系统装置

3．1  6号二次混合机的慨况

    攀钢炼铁厂6号烧结机二次混合机于2002年大修改造后，烧结面积由130平方米改为173．6平方米，成为炼铁厂目前为止设计最先进，烧结面积最大的烧结机，主要为新三高炉和四高炉供应烧结矿。二次混合机简体设计为¢3×14米，减速机型号为PGH800，传动比为56．25，中心距为1615mm，电机为Y355L3-6，电机功率为250KW。随着高炉高产对烧结矿产质量的要求，根据上料量的波动情况，如何提高混匀制粒效果及混合机造球效率，是比较迫切的问题。根据以上分析，为此，我厂与长沙星轮传动有限公司合作，采用FPW700-57．1／592．4型星轮减速机对混合机运转速度进行调节，实现二次混合机的多速传动。

3．2 6号二次混合机多速传动装置的结构特点

    FPW700-57．1／592．4型星轮减速机是在大功率电机驱动机械的调速传动领域，采用双功率流、合成运动、以小调大的传动原理，将机械调速技术与电机传动技术有机结合而研发的一种高效节能型机电综合调速通用设备。分别用大功率主电机和小功率调速电机驱动，大功率主电机不必直接调速，在不停机状态下利用小功率调控电机的正反转、停机制动等运行状态与主电机传动进行功率和运动的分解或合成，即可使主机实现与工况相适应的调速运行：主要特点是：

    (1)以小调大：通过控制低压小功率电机旋向和转速，实现大功率电机驱动设备调速运行。

    (2)双向调速：根据现场实际工况和性能实现最合理的设备转速，既可以使设备筒体转速高于额定转速(7r／min)。也可以低于额定转速，实现双向调速。

    (3)具有慢速盘车功能。改变了以往的盘车方式，这种盘车方式可靠、简单。

    (4)高效节能。由行星传动直接输出，标准传动效率在95％以上，适用调速可节能5％以上。

    与圆筒混合机常用调速方式性能相比，设备费用低，运行费用更低。在一定范围设备转速不受电机转速的限制，实现恒转矩输出。且产品采用硬齿面齿轮，调速核心部件传动过程为多齿啮合，齿轮在正常工况下可免修使用，使用寿命长。

3．3  多速传动装置工作原理

    其原理是：通过大功率主电机和小功率调控驱动电机形成双功率流。工作时大功率主电机始终按照工况需要单方向不停地旋转，利用小功率调控电机的正反转、停机制动等运行状态与主电机传动进行功率和运动的分解或合成。见下图星轮调速技术工作示意图3。

    l一主功率输入轴  2一太阳轮  3一行星轮  4—外齿  5一内齿  6—行星架  7—输出轴

8—传力轴    nc一输出转速     PK一调控电机输出功率     P—主电机输出功率     Pc—调速器输出功率