论文部分内容阅读
摘要：联系京唐球团的实际情况，介绍京唐采用7.5米造球机的特点，分析了生产中影响造球的因素，对进一步提高现场造球水平提供实际经验。
关键词：球团;造球;圆盘造球机;造球操作
中图分类号： P335文献标识码： A
前言：造球是球团生产的关键工序，圆盘造球机造球的主要设备，生球产、质量的高低，将直接影响到球团各项技术经济指标。
1.圆盘造球机工作原理
圆盘造球机主要构件包括带边板的平底钢制圆盘、刮刀、给水管、传动装置和支承机构。工作时钢制圆盘绕中心线旋转，为了强化物料和利于生球的运动、分级和顺利排出生球，圆盘通常倾斜安装，倾角一般为45°-53°。
圆盘造球机工作时，成球物料沿盘底滚落，细粒物料散在潮湿的母球表面，从而使母球不断长大到规定的尺寸。圆盘造球机工作的特点是:可使物料形成有规律的运动，使较大的球粒和较小的球粒分别沿各自不同的轨道运行，因此按大小分级，排出的是尺寸合格的生球，所需的给料量相当于排出的生球量。根据物料在造球盘内受力状况及其运动规律，料球随盘面到一定高度后自动脱离盘边而下滑，产生自动分级的前提是料球具有不同的磨擦系数，因而具有不同的脱离角。脱离角越大，上升的高度越小，因而在滚动成型过程中，球按粒度发生偏析，在圆盘最左边缘形成静止层，物料在静止层按粒度分级，物料从静止层向下倾落，最大粒度的球先向下滚落,而后是小球。母球长大阶段发生在沿盘面滚落的时间内，所以单位时间内物料在盘内滚落的次数越多，球粒长大的速度越快，故造球机的工作效率正比于造球机的转速，为保持盘面的有效面积，在提高转速的同时，必须加大其倾角，但倾角增加后球粒滚动的末速度也相应增大，其向盘边和对其他球的冲击力也随之增大，所以转速与倾角应当合理地配置以达到最好的成球效果。
2.7.5米圆盘造球机设备工艺参数
2.1 造球盘边高
按边高计算公式：H=kD，式中 k—边径比,取k=0.07~0.15D—造球盘直径,mm，则H=(0.07~0.15)×7500=525~1125 mm，实际京唐球盘取H=650 mm。
2.2 造球盘转速
造球盘转速是决定能不能成球和造球好坏的主要因素之一。造球时圆盘内的物料均沿着圆形勃迹上升到一定高度(这个高度决定于造球盘转速)，然后受重力作用离开圆形轨迹，成抛物线抛滚，回到下方圆形轨迹上。查看已有文献，不同的圆盘造球机直径之比与其转速成反比，如图1[1]，即可根据6m的造球机的转速范围确定7.5m造球机的转速范围。现在在用的6m造球机的转速范围为6~9 r/min,所以可计算得7.5m造球机可取转速范围为5~8 r/min，实际京唐球盘转速为5～7.4 r/min.
图1 圆盘直径、倾角与临界转速的关系
当造球机倾角一定时,转速只能在一定范围内波动,如果转速过低,物料上升不到圆盘垂直径的顶点,造成成球区空料,球在盘的下部地区滑动,一方面使盘的利用率低,影响产量;另一方面,由于母球上升高度不够,其动能不足,当母球向下滚动时得不到必要的紧密。如果转速过大,盘内物料就会被甩到盘边,造成盘心“空料”,不能按粒度分开,甚至停止母球的滚动成型过程。
2.3 造球盘倾角
造球盘中物料滚动的速度大，母球就成长得快，并长得致密。在造球过程中，为了使母球和物料的滚动速度大，必须有大的圆盘倾角。但圆盘倾角的增大，又受到下列因素限制:(1)要使造成的球坚硬，母球在倾斜的圆盘内从上方到下方的运动，必须是滚动，而不是抛落。母球的运动要达到这一点，应保持母球对盘底有比较强的正压力。否则会因盘底不平和机器运动所产生的振动，而使母球发生大的跳跃抛落现象，就起不到充分的滚动作用。(2)要使母球粗过造球过程滚得很紧密结实，不但要保持母球从上方到下方的运动是滚动状态，而且滚动过程中必须有足够强的压力起压密作用，压密作用要好，正压力必须大。只有在圆盘倾斜角度小的情况下，正压力才可能大。所以，造球机的盘体倾角应按照生产条件、物料性质等不同因素的变化而调整,实际生产中,京唐球团球盘可调范围为43°-55°。
当转速一定时,倾角必须和最适宜值一致,当角度小于最适宜值时,母球的滚动性能变坏,盘内物料几乎全部沿盘边运动,造成盘心“空料”,因而滚动成型条件恶化;当角度大于最适宜值时,盘内物料带不到母球形成区,造成圆盘的工作面积缩小。
3.造球操作
3.1 加水加料方法
造球盘加水加料应保证母球生产速度和小球长大速度相协调，否则会引起生球粒度波动。母球生产速度过快时，用于小球长大的物料不足，生球未长大到要求的尺寸就排出盘外，生球粒度变小；母球生产速度过慢则生球粒度变大。因此，合理的加水方式是在母球生产区滴水，加快母球的生产；在小球长大去喷水，加速小球长大。合理的加料方式应使物料呈散布状进入造球机，并使落入母球生产区和小球长大去的料量比例恰当，保证母球生产和小球长大相协调。
为了保证生球粒度适中，应稳定给料速度，造球工随时注意料量变化（定量给料机赫兹数），及时调节。球盘内水分偏低时粒度变小，应及时增大给水量；反之则减少给水。造球工应关注造球料的水分波动及球团粒度变化情况，及时调节加水量和加水位置。
3.2 布料点位置
在圆盘造球机内,布料位置的设置应在圆盘上方90°处偏右,其理由是:布入圆盘上方的物料比盘中的料球水分低,矿粉在刮刀的作用下很快被湿球所粘附,并随同小母球一起再次通过加水点而得到线状水或滴状水,有利于小球的长大和母球的形成。这种正向操作,更符合物料成球长大进行不断循环运动的规律。
3.3 加水方式和位置
造球生产过程中加水量的多少,要视物料原始水分的含量大小来调节。目前,国内造球加水的方式较多,有单一喷嘴、多喷嘴、单喷枪、多喷枪和管式加水等,而且加水位置也不统一。京唐球团采用了双管复合均匀滴水器专利技术。如图2，该滴水器内水流由小直径均匀布水横管經多个竖管向大直径横管均匀给水，均匀布水同时降低水压，水流在大直径滴水横管内容积变大，水流压力进一步降低，避免水流以线状喷出，最终使水流以滴状水性状经加水孔喷洒向盘内物料。实现料流在横截面方向实现均匀滴状给水。采用双管复合均匀滴水器后，物料受水面积大，球盘内滴水成球区实现均匀滴状给水，而且在打水量较大时仍能达到滴水效果，滴水性状均衡稳定，母球成球均匀，成球率明显提高，返矿率降低约3-5%。
不管采用何种加水方式,其加水位置必须固定在圆盘中心线附近,在此处加水,有利于刚刚粘附干矿粉的中、小球再次获得补充水,然后进行自由滚动和密实,这对提高生球的强度与母球的形成非常有利。
图2 双管复合均匀滴水器示意图
4.结束语
圆盘造球机在球团工业中占有重要地位,随着经济的发展,对球团质量和产量的要求越来越高,文中根据造球选项原则，对京唐7.5m球盘的几个关键参数进行了推导,总结了部分造球操作经验 ,可为大直径圆盘造球机设计、生产提供参考。
参考文献
[1] 黄国风.圆盘造球机的圆盘转速及圆盘倾角的研究。有色金属:p29-32. [2] 邱坤、白明华.7.5m圆盘造球机的设计。起重运输机械,2009,4:p28-30.
[3]谭金琨.圆盘造球机操作分析。河北冶金，1989，5：p46
关键词：球团;造球;圆盘造球机;造球操作
中图分类号： P335文献标识码： A
前言：造球是球团生产的关键工序，圆盘造球机造球的主要设备，生球产、质量的高低，将直接影响到球团各项技术经济指标。
1.圆盘造球机工作原理
圆盘造球机主要构件包括带边板的平底钢制圆盘、刮刀、给水管、传动装置和支承机构。工作时钢制圆盘绕中心线旋转，为了强化物料和利于生球的运动、分级和顺利排出生球，圆盘通常倾斜安装，倾角一般为45°-53°。
圆盘造球机工作时，成球物料沿盘底滚落，细粒物料散在潮湿的母球表面，从而使母球不断长大到规定的尺寸。圆盘造球机工作的特点是:可使物料形成有规律的运动，使较大的球粒和较小的球粒分别沿各自不同的轨道运行，因此按大小分级，排出的是尺寸合格的生球，所需的给料量相当于排出的生球量。根据物料在造球盘内受力状况及其运动规律，料球随盘面到一定高度后自动脱离盘边而下滑，产生自动分级的前提是料球具有不同的磨擦系数，因而具有不同的脱离角。脱离角越大，上升的高度越小，因而在滚动成型过程中，球按粒度发生偏析，在圆盘最左边缘形成静止层，物料在静止层按粒度分级，物料从静止层向下倾落，最大粒度的球先向下滚落,而后是小球。母球长大阶段发生在沿盘面滚落的时间内，所以单位时间内物料在盘内滚落的次数越多，球粒长大的速度越快，故造球机的工作效率正比于造球机的转速，为保持盘面的有效面积，在提高转速的同时，必须加大其倾角，但倾角增加后球粒滚动的末速度也相应增大，其向盘边和对其他球的冲击力也随之增大，所以转速与倾角应当合理地配置以达到最好的成球效果。
2.7.5米圆盘造球机设备工艺参数
2.1 造球盘边高
按边高计算公式：H=kD，式中 k—边径比,取k=0.07~0.15D—造球盘直径,mm，则H=(0.07~0.15)×7500=525~1125 mm，实际京唐球盘取H=650 mm。
2.2 造球盘转速
造球盘转速是决定能不能成球和造球好坏的主要因素之一。造球时圆盘内的物料均沿着圆形勃迹上升到一定高度(这个高度决定于造球盘转速)，然后受重力作用离开圆形轨迹，成抛物线抛滚，回到下方圆形轨迹上。查看已有文献，不同的圆盘造球机直径之比与其转速成反比，如图1[1]，即可根据6m的造球机的转速范围确定7.5m造球机的转速范围。现在在用的6m造球机的转速范围为6~9 r/min,所以可计算得7.5m造球机可取转速范围为5~8 r/min，实际京唐球盘转速为5～7.4 r/min.
图1 圆盘直径、倾角与临界转速的关系
当造球机倾角一定时,转速只能在一定范围内波动,如果转速过低,物料上升不到圆盘垂直径的顶点,造成成球区空料,球在盘的下部地区滑动,一方面使盘的利用率低,影响产量;另一方面,由于母球上升高度不够,其动能不足,当母球向下滚动时得不到必要的紧密。如果转速过大,盘内物料就会被甩到盘边,造成盘心“空料”,不能按粒度分开,甚至停止母球的滚动成型过程。
2.3 造球盘倾角
造球盘中物料滚动的速度大，母球就成长得快，并长得致密。在造球过程中，为了使母球和物料的滚动速度大，必须有大的圆盘倾角。但圆盘倾角的增大，又受到下列因素限制:(1)要使造成的球坚硬，母球在倾斜的圆盘内从上方到下方的运动，必须是滚动，而不是抛落。母球的运动要达到这一点，应保持母球对盘底有比较强的正压力。否则会因盘底不平和机器运动所产生的振动，而使母球发生大的跳跃抛落现象，就起不到充分的滚动作用。(2)要使母球粗过造球过程滚得很紧密结实，不但要保持母球从上方到下方的运动是滚动状态，而且滚动过程中必须有足够强的压力起压密作用，压密作用要好，正压力必须大。只有在圆盘倾斜角度小的情况下，正压力才可能大。所以，造球机的盘体倾角应按照生产条件、物料性质等不同因素的变化而调整,实际生产中,京唐球团球盘可调范围为43°-55°。
当转速一定时,倾角必须和最适宜值一致,当角度小于最适宜值时,母球的滚动性能变坏,盘内物料几乎全部沿盘边运动,造成盘心“空料”,因而滚动成型条件恶化;当角度大于最适宜值时,盘内物料带不到母球形成区,造成圆盘的工作面积缩小。
3.造球操作
3.1 加水加料方法
造球盘加水加料应保证母球生产速度和小球长大速度相协调，否则会引起生球粒度波动。母球生产速度过快时，用于小球长大的物料不足，生球未长大到要求的尺寸就排出盘外，生球粒度变小；母球生产速度过慢则生球粒度变大。因此，合理的加水方式是在母球生产区滴水，加快母球的生产；在小球长大去喷水，加速小球长大。合理的加料方式应使物料呈散布状进入造球机，并使落入母球生产区和小球长大去的料量比例恰当，保证母球生产和小球长大相协调。
为了保证生球粒度适中，应稳定给料速度，造球工随时注意料量变化（定量给料机赫兹数），及时调节。球盘内水分偏低时粒度变小，应及时增大给水量；反之则减少给水。造球工应关注造球料的水分波动及球团粒度变化情况，及时调节加水量和加水位置。
3.2 布料点位置
在圆盘造球机内,布料位置的设置应在圆盘上方90°处偏右,其理由是:布入圆盘上方的物料比盘中的料球水分低,矿粉在刮刀的作用下很快被湿球所粘附,并随同小母球一起再次通过加水点而得到线状水或滴状水,有利于小球的长大和母球的形成。这种正向操作,更符合物料成球长大进行不断循环运动的规律。
3.3 加水方式和位置
造球生产过程中加水量的多少,要视物料原始水分的含量大小来调节。目前,国内造球加水的方式较多,有单一喷嘴、多喷嘴、单喷枪、多喷枪和管式加水等,而且加水位置也不统一。京唐球团采用了双管复合均匀滴水器专利技术。如图2，该滴水器内水流由小直径均匀布水横管經多个竖管向大直径横管均匀给水，均匀布水同时降低水压，水流在大直径滴水横管内容积变大，水流压力进一步降低，避免水流以线状喷出，最终使水流以滴状水性状经加水孔喷洒向盘内物料。实现料流在横截面方向实现均匀滴状给水。采用双管复合均匀滴水器后，物料受水面积大，球盘内滴水成球区实现均匀滴状给水，而且在打水量较大时仍能达到滴水效果，滴水性状均衡稳定，母球成球均匀，成球率明显提高，返矿率降低约3-5%。
不管采用何种加水方式,其加水位置必须固定在圆盘中心线附近,在此处加水,有利于刚刚粘附干矿粉的中、小球再次获得补充水,然后进行自由滚动和密实,这对提高生球的强度与母球的形成非常有利。
图2 双管复合均匀滴水器示意图
4.结束语
圆盘造球机在球团工业中占有重要地位,随着经济的发展,对球团质量和产量的要求越来越高,文中根据造球选项原则，对京唐7.5m球盘的几个关键参数进行了推导,总结了部分造球操作经验 ,可为大直径圆盘造球机设计、生产提供参考。
参考文献
[1] 黄国风.圆盘造球机的圆盘转速及圆盘倾角的研究。有色金属:p29-32. [2] 邱坤、白明华.7.5m圆盘造球机的设计。起重运输机械,2009,4:p28-30.
[3]谭金琨.圆盘造球机操作分析。河北冶金，1989，5：p46