物料离析效应和菱形堆料工艺

刘红力 杜海滨 张永丽 杨 韬

（1.北方重工集团有限公司装卸设备分公司研究所，辽宁 沈阳 110860；2.辽宁轨道交通职业学院，辽宁 沈阳 110036）

原料预均化系统是一个现代化水泥厂、钢厂生产达到优质，高产、低耗的重要条件之一。在一套完整的均化链中，原料预均化系统是基础。而在原料预均化的过程中，由于不同的堆料工艺和不同的物料特性，会产生物料离析效应，离析效应不仅会使预均化效果变差，同时会对取料设备产生破坏。而菱形堆料工艺可以消除这种物料的离析效应。

1 山西通才项目实例分析

山西通才项目原料场采用一台HDB800/20.5回转堆料机配两台桥式取料机，回转堆料机可回转±100°达到两侧均可堆料。回转堆料机采用“人”字形堆料方式，人字形堆料法是将堆料点设定在矩形料堆的纵向中心线上，堆料机只要沿着堆场的纵长方向，在两端之间连续往复行走，就可以使横截面为等腰三角形的料堆呈规律性地放大。由于每层物料的横截面都呈“人”字形，所以被称为“人”字形堆料。但在实际的工作过程中，物料产生了严重的离析效应（如图1所示）。

图1 物料的离析效应

2 原料在均化时产生离析效应的因素

2.1 原料的粒度：原料破碎后的颗粒总是有差别的。堆料时，物料从料堆顶部沿着自然休止角滚落（“人”字形），较大的颗粒总是滚到料堆的底部两边，而细料则留在上半部。

2.2 原料的成分：原料在进入堆场时是由多种原料混合而成，混合物料通过堆料机进行预均化时，由于不同物料本身的物理特性不同，物料的自然休止角也不同，导致在堆料的过程中物料分层现象。

2.3 物料含水率、堆料点的落料高度差等都回影响到物料的离析效应。

3 离析效应产生的现场问题

3.1 物料的离析效应导致料堆横断面上成分的波动，混匀效果差。

3.2 由于离析效应使得较大的颗粒总是滚到料堆的底部两边，导致取料机在取料的过程中，取料装置在料堆不同部位受力不均匀，越往料堆两边受到的冲击力越大，取料装置的磨损越严重，现场出现了严重变形的现象。

3.3 物料的不均匀对受料皮带机冲击比较严重，托辊损坏严重。

4 解决离析效应的方案

4.1 将回转堆料机的堆料臂架加长；

4.2 堆料工艺由“人”字形改为菱形堆料。

5 菱形堆料工艺

5.1 菱形堆料工艺料堆截面图（如图2所示）

图2 菱形堆料工艺图

5.2 菱形堆料工艺步骤：

5.2.1 第一层的第一堆：首先堆料机行走至一料场的开始堆料点，将臂架下俯到预定最低角度12°，悬臂与轨道夹角为21°（如图3所示），堆料机开始堆料，此时为小“人”字形堆料，沿着预定的方向往复从料堆一端行走至另一端，当料位计探测到物料后，即堆完第一层的第一堆的堆料过程。

图3 第一层的第一堆

5.2.2 第一层的第二堆：悬臂架开始向料场方向旋转一角度，臂架下俯的角度不变，堆料机大车后退（逆着来料胶带机）行走一距离，使落料点距第一条物料有个距离，开始堆料即堆第一层的第二堆（如图4所示）。

图4 第一层的第二堆

5.2.3 第一层的第n堆： 重复以上步骤，完成第一层的第三堆、第四堆……第n堆，直到臂架与轨道垂直，此时堆料端面成波峰波谷状（如图5所示）。

图5 第一层的最后一堆

5.2.4 第二层的第一堆：重新调整堆料机位置，将悬臂胶带机伸到第一层的第一堆和第一层的第二堆中间处（如图6所示），重复堆第一层的步骤即堆完第二层（如图7所示）。

图6 第二层的第一堆

图7 第二层的最后一堆

5.2.5 如此往复第一、第二层的步骤，直至臂架升至预定最高角度时悬臂胶带机伸长至一合适位置，使落料点对准料堆中心线，这时堆料胶带机不再回转，将料堆区域堆满为止（如图8所示）。

6 改造后实际效果

6.1 改造后物料的离析效应明显削弱，预均化效果显著。

图8 最后一层的最后一堆

6.2 取料机的取料装置受冲击力变形消失。

6.3 菱形堆料方式比“人”字形堆料方式控制复杂，设备采用自动控制时相差不大，但是如果采用人工手动控制，菱形堆料工艺更加需要操作工人技术的娴熟程度。

7 结论

7.1 “人”字形堆料方式容易产生物料的离析效应。

7.2 回转堆料机可以完成不同堆料工艺要求。

7.3 菱形堆料工艺可以大大消除物料的离析效应，提高均化比。

[1]陈书起，安宝军，刘良富，孙素贞.水泥原料预均化方式的综合评述[J].中国建材科技，2001（05）.

[2]雷鸣，刘志强.原料预均化的选择和应用[J].水泥技术，2004（02）.

[3]戴忠鑫.堆取料机在水泥工业中的应用[J].水泥技术，2001（06）.