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1、第 五 讲,工艺设备的选择与计算,5 工艺设备的选择与计算,概述 5.1 概述 5.2 原料接受设备的选择与计算 5.3 堆料与取料设备的选择 5.4 熔剂、燃料破碎筛分设备的选择与计算 5.5 配料设备的选择与计算 5.6 混合设备的选择与计算 5.7 烧结机及附属设备的选择与计算 5.8 烧结风机的选择及除尘器的选择 5.9 热烧结矿破碎筛分设备的选择与计算 5.10 烧结矿冷却设备的选择与计算 5.12 烧结矿整粒设备的选择与计算 5.13 胶带运输机的选择与计算 思 考 题,一般概述,重点：在了解各类设备的特点和性能的基础上，根据实践情况及流程特点，确定设备的台数和规格型号的方法。 难
2、点：烧结机主体设备的选择和计算。 目的和要求：掌握各类设备的特点和性能，掌握设备规格型号的计算方法。 授课特点：以第章物料平衡计算的结果为基础数据，以设计一个年产万t烧结矿的烧结厂为例，进行相应设备的选择和计算，从而掌握各类设备选择和规格型号计算的方法。部分例题请学生课上或课下练习，并结合毕业设计过程中学生经常出现的错误共同讲解，从而加强学生的记忆和理解。,5.1 概述,5.1.2 设备台数的确定 （1） 烧结厂设备台数的确定取决于工作制度、总产量、设备的台时生产能力以及设备的作业率；,（2） 烧结厂为连续工作制，但熔剂、燃料制备系统，由于劳动条件较差， 每班按6h选用设备台数；,5.1.1
3、选择原则 （1）所选择的设备应能满足既定的生产能力要求，并且适应工艺操作特点（高温作业）； （2）设备的型号、规格、台数应适应于所建厂的规模及自然条件； （3）设备要便于操作、易于维修、工作可靠、最大限度节省投资和经营费用； （4）尽量采用“I”产品。,烧结厂主要设备的作业率,5.1.3 备用系数 为了保证烧结厂的正常生产和设备的必要检修，在决定设备台数时，必须考虑备用系数。,5.2 原料接受设备的选择与计算,5.2.1 原料接受方式 （1）年产150200万t 烧结厂、球团厂 翻车机：接受精矿、富矿粉、块状石灰石、白云石等 受矿槽：冶金废料（高炉灰、轧钢皮）；生石灰、膨润土等数量小或易起灰的
4、物料 水分大、数量较多翻车机 碎焦、无烟煤 料干或量小-受矿槽,（2）年产100万t 烧结厂、球团厂 原料仓库接受全部原料 原料数量大，品种较多，可根据实际情况，考虑用受矿槽，接受量小和易起灰的原料槽。其它用原料仓库。 （3）年产20万t 可根据具体情况，因地制宜，采用电动手扶拉铲卸车,5.2.2 原料接受设备 铁路：翻车机、门型御料机、螺旋卸料机 公路：翻车汽车 水路：卸船机 （1）翻车机 1）特点 生产能力大，效率高； 适合于各种散状物料； 机械化程度高，易于实现自动化操作。,式中：Q翻车机连续运转的生产能力，t/k； G 铁路车辆平均载重量，一般46.4t计算； t 翻车循环时间，min
5、；,2）翻车机分类 侧翻式翻车机 （卸车不干净） 二支座转子式翻车机 转子式翻车机 三支座转子式翻车机（使用较多） 3）生产能力的计算 翻车机生产能力可概略计算，并参照类似企业翻车机实际操作的先进平均指标综合分析后选定。,（2）门型卸车机 多用于仓库接受和存贮原料的中、小型烧结厂或球团厂 特点： 适应的物料粒度范围较宽，卸车能力大； 但经门型卸车机卸料后，车辆还需进行人工清料。,翻车机翻车循环时间，min,5.3 堆料与取料设备的选择,斗轮堆取料机 种类 混匀堆料机 取料机,5.3.1 斗轮堆取料机 （1）是冶金、港口、建材等部门原料场高效连续装卸的现代装备之一。 目前已有取料能力为20020
6、00t/h，能取40余种物料的各种堆料机。向大型化、连续化、自动化方向发展。 （2）作用原理 1）取料： 斗轮体转动（铲头装在斗轮体上），铲斗从下部开始切取；, 装满物的铲斗转到轮体上部时，铲斗内的物料靠自重卸到装在臂架内的受料胶带运输机上。 从铲斗卸下的物料，由受料胶带机运送到平台上并卸料漏斗中； 物料通过卸料斗转到主胶带机上然后半物料运送到用料点。 2）堆料：斗轮体不旋转，受料胶带机转。尾车上的主胶带机头部滚筒升高，物料经主胶带机卸入料半中，将物料供给受料胶带机实现堆料作业。 （3）斗轮堆取料机生产能力可分为： 小型生产能力为200800t/h 中型生产能力为12503150t/h 大型生
7、产能力为40006300t/h,5.3.2 混匀堆料机 （1）堆料机主要分卸船、卸车、料场输入胶带机配套，并与料场带式输送机相连接。 （2）分类： 悬臂俯仰式堆料机：只能上下俯仰而不能回转。主要用于侧 面推料。 分为：单翼式、双翼式 固定悬臂式堆料机：既不能回转，也不能仰俯，卸料点始终在某一圈定位置上，堆料 时矿石落差大，粒度偏析，使用较少。 回转式悬臂带式堆料机：两侧堆料波浪形、小人字形、人字形或鳞形操作灵活， 使用于各种堆料方工，整机高度大，结构复杂。,（3）混匀、堆料机任务与要求 1）任务：主要完成原料场各种原料混匀中和的堆料作业 2）要求 式中： V进料主胶带机速度，m/s； V1正向
8、输送堆料机速度，m/s； V2反向输送堆料机速度，m/s； 5.3.3 取料机 悬臂式斗轮取料机 桥式斗轮取料机 滚筒式混匀取料机,5.4 熔剂、燃料破碎筛分设备的选择与计算,5.4.1 破碎设备的选择与计算 锤式破碎机 （1）种类： 反击式破碎机 四辊破碎机（双辊破碎）,（2）考虑的因素 1）原料的物理性能 硬度：a. =500010000N/cm2 硬矿石 b. =10005000N/cm2 中硬矿石 c. 1000N/cm2 软硬矿石, 水分：锤破3% 粒度：a. 粗碎：矿石的最大粒度不应大于破碎 机给矿口宽度的0.80.85倍； b. 中、细碎：矿石的最大粒度不应大于破碎机给矿口宽度的
9、0.850.9倍； 2）生产能力与粒度要求 3）设备配置 （3）破碎机的选择 1）锤式破碎机：可逆式 不可逆式（定义） 适用范围：脆性、中硬、软硬矿物（石灰石、白云石、蛇纹石）中、细碎（30mm），很少用于粗碎。 例如：武钢用于破蛇纹石。, 作用原理；冲击作用（锤头） 特点： a. 优：生产能力大、破碎比大；构造简单、结构紧凑，功率消耗少，易维护。 b. 缺：锤头、破碎板磨损大，水分高时易堵料。 生产能力计算 a. 理论计算：,t/h,式中：Z破碎机篦条缝隙系数； L篦条格筛的长度（即转子长度），m； C篦条格筛缝隙的宽度，m; d排矿粒度，m； u松散系数和排矿非均匀系数， 一般取u=0.0
10、150.07，小破碎机往小值方向取，大型破碎机往大值方向取；,k转子周围方向的锤头排数，一般K=36； n转子每分钟的转速；r/min； 破碎产品的堆积密度，t/m3， 理论计算公式较复杂，一般采用经验公式。,b. 经验公式： 首先计算经过破碎后，产品中30mm石灰石的数量。 式中： 按破碎后30mm级别计算的石灰石产量，t/h； N电动机功率，kw； a破碎单位重量成品石灰石所需要的平均电耗，(kw.h)/t a=2.53.5 kw.h/t, 考虑到石灰石筛分时的效率，以及烧结对石灰石成品中30mm级别的要求为90%， 破碎机时产量为： 筛分效率，%，一般取70% c烧结要求成品石灰石中30
11、mm的含量，一般为90%。 所需破碎机台数 设计需要的破碎机台数； Q破碎作业的设计产量，t/h 选择Q值时，需考虑破碎机作业率一般70%。,2）反击式破碎机 适用范围：脆性、中硬矿物（非金属：煤炭） 烧结厂（石灰石、白云石（宝钢）、粗破焦炭（武钢） 作用机理；冲击作用 特点： 优：a.粒度均匀，过粉碎少； b. 重量轻，耗电少； c. 生产能力大，破碎比大（1525） d. 振动大，噪音大，灰尘大，磨损大。, 生产能力计算 式中：Q破碎机的生产能力，t/h； K1理论生产能力与实际生产能力 的修正系数，一般取0.1； S板锤与反击板间的距离，m； d排矿粒度，m；,b板锤宽度，m； m转子板
12、锤数目； h板锤高度，m； n转子的转速，r/min 矿石堆积密度，t/m3,3）四辊（对辊）破碎机 适用范围：广泛应用于烧结厂的燃料破碎 对辊：粗碎 四辊：细碎+粗碎 作用机理：挤压作用 特点： a. 一次可以完成中、细碎，不需筛分分级，工艺简单； b. 辊子磨损不均匀（一般每7天车削一次）,4）棒磨机 适用范围：宝钢采用棒磨机作为焦炭的第二段破碎设备； 作用机理：用钢棒作为磨矿介质 特点： a. 过粉碎少 原因：棒与棒之间线接触，首先粗破碎； 破粗粒时，棒与棒形成条筛，准粗颗粒带到磨矿强度最大的外层， 细粒物料可以沿着棒的间隙往下落。 粗颗粒物料轴向运动速度比细粒物料小得多，相应地增加了粗
13、粒物料磨矿的时间。 b. 电耗高、产量低，设备笨重,5.4.2 筛分设备的选择与计算 （1）种类： 固定筛（焦粉粗筛） 偏心振动筛 纯惯性振动筛 振动筛 惯性振动筛 自定中心振动筛 共振筛 直线振动筛,（2）计算（筛分面积） 1）用振动筛的生产能力计算 （偏小） 式中：q筛子的筛下产物产量，t/h； q1单位筛分面积的筛下物产量，t/(h.m2) 当给料中30mm占50%以上，筛分效率为70%，筛下产品中30mm达90%， 原料含水小于3%时：,2）考虑破碎机（主要是锤式破碎机）与振动筛的筛能力的平衡，筛分面积按下式计算 式中：N破碎机的电动机功率，kw； 筛分效率，% a破碎单位重量成品石灰
14、石的平均电耗，2.53.5kw.h/ t； c烧结要求产品中30mm含量，取90%； 单位筛分面积的筛下产物产量，取 78t/h.m2。,（3）一般计算公式（设计多用）,式中： A振动筛筛分面积，m3； 物料堆积密度，t/m3； q单位筛面平均生产能力，m3/(m2.h) KLMNOP为校正系数（书P79表5-6 5-7,例如：烧结厂每小时需破石灰石47.35t(30mm,90%)，选择用锤式破碎机破碎 14301300mm，（转小规格）N=520kw，计算筛分面积。 解：,选SZE15004000型3台（其中1台备用）,选SZE15004000型 4台（其中1台备用）, 取,选SZE1500
15、4000型，4台（其中1台设备用）,5.4.3 流程计算,（1）燃料破碎流程 常用流程有以下几种：,250mm,四辊,产品,30mm,800mm或400mm,150mm 或反击式,产 品 30mm,（2）熔剂破碎流程,800mm Q1,Q2,-3mm +3mm,成品 30mm,Q4,Q3,Q4已知 按破碎后30mm级别计算的石灰石产量，t/h； C2破碎后30mm粒级含量，一般为5070%。 筛分效率，一般按70%计算； C4成品中30mm含量，一般90%。,5.5 配料设备的选择与计算,配料仓 种类 配料设备 称量设备,5.5.1 料仓 （1）作用： 1）保证烧结机连续生产各种原料任配料仓内有一定的贮存时间，其贮存时间根据 原料处理设备的运行和检修情况决定，一般不小于8h，保证烧结机的连续供料。 2）保证烧结矿化学成份稳定（下料量稳定）。,（2）计算 1）原料所需料仓的总容积： 式中： Q干每小时需要干料量，kg/h； t贮存时间，h；一般各种物料存贮时间均不少于8小时。 r原料堆积密度，kg/m3； w原料水分含义，%，用小数表示； 料仓容积有效系数，取0.80.85。,2）格数 料仓格数的确定应考虑下列因素： 配料设备发生
