滚筒式混匀取料机特点及在钢铁企业中的应用

崔乾民 王 欣

(北京首钢国际工程技术有限公司 北京100043)

1 引言

随着现代钢铁工业的发展，混匀作业已经成为原料场中最主要的工序之一，也是稳定大型高炉和烧结生产行之有效的方法。为了获得较好的混匀效果，混匀料场应采用纵向平铺堆料—横向全断面取料工艺，为了实现横向全断面取料工艺，最理想的取料设备就是滚筒式混匀取料机。

2 混匀取料机类型

混匀取料机类型按其取料方向分为侧面式和端面式两大类。前者从料堆侧面挖取物料，作业能力较小，目前多在建材、化工等企业使用;后者从料堆端面取料，钢铁企业使用较多，按其取料机构的不同又分为单斗轮桥式、双斗轮桥式、多斗轮桥式、滚筒式、刮板式、圆盘式、螺旋笼式等，见图1。

最早诞生的具有混匀效果的取料机是单斗轮桥式混匀取料机，随着生产率的提高和对混匀效果的要求提高，逐步发展了双斗轮桥式、多斗轮桥式、及滚筒式混匀取料机。刮板式、圆盘式、螺旋笼式混匀取料机实际应用较少。

我国钢铁企业中使用较多的是滚筒式混匀取料机和双斗轮桥式混匀取料机。欧洲、印度等国钢铁企业多采用滚筒式混匀取料机，日本钢铁企业流行采用双斗轮桥式混匀取料机。

3 滚筒式混匀取料机

图1 混匀取料机主要机型

首钢京唐公司的混匀料场于2008 年8 月投产，设有两个混匀料条，采用一堆一取制，每个混匀料堆长约600m，宽38m，高14.32m，每个料堆贮量约37 万t，可供烧结使用10 天。设有一台混匀堆料机和两台滚筒式混匀取料机。滚筒式混匀取料机由蒂森克虏伯采矿物料搬运技术(中国)有限公司设计，大连华锐重工集团股份有限公司制造，为当时国内取料能力最大、轨距最宽、装备水平最高、自动化程度最先进的滚筒式混匀取料机。自投产以来，使用效果良好，年取料量达1200 万t，现场使用情况见图2。

图2 首钢京唐公司滚筒式混匀取料机现场图

以该设备为例，对滚筒式混匀取料机的技术参数、组成及结构特点、工作原理、混匀效果等进行介绍。

3.1 主要技术参数

整机采用重型工作制，工作级别为A8，设计寿命不少于30 年。

额定取料能力:2100t/h(最大取料能力2300t/h)

料堆宽度:38m

料堆高度:14.32m (轨上:13.82m，轨下:0.5m)

大车轨距:40m

大车走行距离:约680m

滚筒外径:4.2m

回转速度:3r/min(2r/min ～4r/min 变频调速)

工作状态下(风速20m/s)最大轮受力:300kN/轮

非工作状态下(风速55m/s)最大轮受力:350kN/轮

控制方式:采用机上无人自动运行，机上有人半自动运行，机上无联锁单项操作。

装机总功率:265kW

最大负荷功率:240kW

供电电压:10kV

设备总质量:约380t

设备外形尺寸(长×宽×高):约44m×13m×10m(不装料耙时)

3.2 组成及结构特点

滚筒式混匀取料机主要由箱型梁桥架、走行机构、回转滚筒、料耙机构、受料带式输送机、司机室、电气及控制系统、通讯系统、润滑系统、消防系统等组成，见图3。

图3 滚筒式混匀取料机的组成

箱型梁桥架由箱型梁、刚性门腿和柔性门腿组成。采用“三支点支承，四腿布置”的形式，有利于最大限度实现整机的稳定性。箱型梁内有带空调的变压器室和电气室。在刚性腿侧的桥架上面安装有司机室。

在每个门腿侧，门架装在四轮台车上，能够在沿料堆铺设的轨道上运行。走行机构由驱动装置、支承装置、车轮等组成。驱动装置采用由电动机、制动器、减速器等组成的三合一立式套装结构，采用交流变频无级调速，实现无级调速的作业速度和空返行程的快速调车。快速行走和慢速行走分别由两侧8 台快速电机和8 台慢速电机实现，采用子母锥形电机。设有二级极限限位和编码器，以便于位置检测和位置校正。两侧设置同步检测装置，自动纠正行走的不同步问题。

回转滚筒位于桥架下方，由回转支承和回转驱动装置两部分组成。滚筒由轮子组在两侧支撑，驱动装置由电动机、安全联轴器、制动器、减速器、外啮合的驱动小齿轮等组成。滚筒采用单壳的结构形式，外径为4.2m，料斗数量为48 个。为了适应料堆几何形状及实现输送机上的物料分布尽可能均匀，料斗的布置应是中间多两边少，圆周方向分布均匀，相邻区段上互相错开。

在滚筒一侧装有液压驱动的料耙，料耙横向移动。料耙用于松动堆积的混匀矿，使其从料堆面滑下后，料斗可从下面取料。

被料斗取到的混匀矿通过滚筒开口处落入回转滚筒内的带式输送机上，通过安装于刚性门腿侧的转运溜槽，转运到沿料堆布置的料场固定带式输送机上，供给烧结厂使用。

受料带式输送机带宽:1400mm ，带速:2.4m/s，槽角:35°，托辊直径:159mm，出料:2300t/h。拉紧方式采用液压拉紧。

3.3 工作原理

滚筒式混匀取料机的工作原理是:从垂直料堆的整个断面上取料，依靠带料斗的滚筒旋转实现横行取料。在前面的料耙横向移动，松动被堆积的混匀矿，使其从料堆面滑下后，料斗可从下面取料。由大车走行速度控制取料量，随着带料斗滚筒的旋转，料斗截取的混匀矿落入滚筒内正在运行的带式输送机中，通过安装于取料机刚性支腿侧的转载溜槽，混匀矿被转送到堆场布置的固定带式输送机上，最后运到烧结厂的配料室。

3.4 混匀效果

滚筒式混匀取料机是从料堆的整个断面上把料截取，在整个断面内的原料成分比较均匀;双斗轮桥式混匀取料机两个斗轮的间距大约是料堆底度的一半(实际上略小于料堆底度之半)，在取料时斗轮横向移动的位置不同，斗轮所挖取的量在该位置与其它位置也不同，当一个斗轮在料堆横向断面的中部时该斗轮取料量最大，移到横向断面的边部时取料量最小，则在同一时刻另一个斗轮的取料量与其相反，出现了断面内原料成分不均匀的问题。所以，滚筒式混匀取料机的混匀效果远远高于其他形式的混匀取料机的混匀效果，如双斗轮桥式等。

4 在钢铁企业中的应用

滚筒式混匀取料机在我国钢铁企业中的首次应用是在1987 年，当时唐山钢铁公司扩建炼铁工程，原料车间的混匀料场配置了两台滚筒式混匀取料机。其额定取料能力为800t/h，轨距30m。由原北京起重运输机械研究所设计(参考PWH 公司产品)，原大连起重机厂制造。

1992 年，武汉钢铁(集团)公司工业港第一混匀料场的第一混匀料条投入使用，配置了两台滚筒式混匀取料机。其额定取料能力为1500t/h，轨距40m，由原哈尔滨重型机器厂设计制造;1995 年第二混匀料条投入使用，设备配置及技术参数与第一混匀料条相同。

1999 年，邯郸钢铁集团公司原料场扩容改造时，混匀料场南侧料条采用了从卢森堡引进的滚筒式混匀取料机(系二手设备)，其额定取料能力为1500t/h，轨距40m，见图4。

图4 邯钢滚筒式混匀取料机现场图

鞍钢炼铁总厂的混匀料场1989 年投产，设有2 台双斗轮桥式混匀取料机，规格型号为QLH 900－34 型，由于经常出现故障，在2006 年将其中1 台更换为滚筒式混匀取料机，规格型号为QLG1000－34，额定取料能力为1000t/h，轨距34m。

2014 年，包钢综合原料场改扩建过程中，混匀料场配置两台滚筒式混匀取料机，其额定取料能力为1800t/h，轨距40m。由美卓矿机(天津)国际贸易有限公司设计，北方重工集团有限公司制造。

正在建设中的宝钢湛江钢铁有限公司原料场，其混匀料场设有两台滚筒式混匀取料机，其额定取料能力为2500t/h，轨距37m。

日照钢铁控股集团有限公司600 m2烧结机配套料场改造工程中，第三混匀料场设置四台滚筒式混匀取料机，其额定取料能力为1500t/h，轨距40m。目前，该项目正在进行中。

综上所述，在钢铁企业中运行及在建的滚筒式混匀取料机数量总计18 台，汇总见表1。

滚筒式混匀取料机的混匀效果很好，取料能力大，作业效率高，但与双斗轮桥式混匀取料机的大量使用相比，显然其数量还较少。但从表1 中可看出，近几年新建或改造的钢铁项目中，均采用了滚筒式混匀取料机，应用前景广阔。影响其使用的主要原因有两个:一是价格昂贵，是相同能力、相同轨距的双斗轮桥式混匀取料机价格的几倍，关键技术掌握在少数国外制造商手中，即使采用联合制造方式，价格也较高;二是国产设备质量不稳定，故障率高。但随着国产化率的提高，以及国内厂商对关键技术的掌握、制造水平的提高，设备价格会逐渐降低，用户选择的范围会更广，有利于滚筒式混匀取料机的普及使用。

表1 滚筒式混匀取料机用户一览表

5 结语

目前，钢铁企业的发展已进入新常态，过去以产量为中心，在原料的使用上考虑如何有利于增加钢铁产量，而现在转变为以增加经济效益为中心，所以对原料的使用更多考虑经济合理。这就使得原料混匀的作用更加重要，对混匀效果的要求将会更高，滚筒式混匀取料机以其独特的机型、良好的混匀效果，将会在新建及改扩建项目中得到越来越广泛的应用。

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