钢渣细碎首选设备

钢渣细碎首选设备—惯性圆锥破碎机唐威摘要：惯性圆锥破碎机是具有良好过铁性能的节能超细破碎设备，破碎机构和传动机构之间是柔性联结，过铁时不会损坏机器，破碎比大，可将钢渣破碎至一5mm占80%以上，“钢”和“渣”能充分解离，极大提高了钢渣中铁的回收率，能耗低，衬板使用寿命长，尾渣容易处理，是钢渣细碎的首选设备。使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程简洁高效，技术性能优异，运营成本低。实际工业应用证明该机在钢渣破碎领域具有极其广阔应用前景。1前言要变废为宝，实现钢渣的“零排放”，破碎是不必可少的工序之一。钢渣的初碎普通颚式破碎机就能适用，但以前一直没有理想的钢渣细碎设备，传统的钢渣破碎设备及工艺存在的主要问题是：⑴、由于钢渣中含有钢块，传统的破碎设备存在“卡钢”问题，无法保证设备的连续正常运转，严重时会导致破碎机损坏，生产效率低；⑵、传统的破碎设备很难将钢渣破碎到需要的粒度，将“钢”和“渣”充分解离，尾渣粒度大将导致磨矿能耗高，尾渣含铁量较高，造成资源的浪费，限制了尾渣使用范围，降低了尾渣的价值；⑶、传统的钢渣破碎采用三段甚至四段闭路循环工艺流程，循环量大，流程复杂，基建投资大，能耗高，易损件消耗快，运营成本高。传统的钢渣破碎设备主要有锤式破碎机、立式冲击破碎机、液压圆锥破碎机和棒磨机：⑴锤式破碎机破碎钢渣时锤头磨损十分严重，锤头使用寿命短，更换频繁，生产效率低，工人劳动强度高，而且锤头一旦磨损，产品粒度迅速变粗。⑵立式冲击破碎机电机功率大、能耗高，而且产品粒度大，要生产细粒级产品必须采用闭路循环工艺流程，循环量大，流程复杂，基建投资大。⑶液压圆锥破碎机产品粒度一般为一40mm，很难将钢渣破碎到需要的粒度，将“钢”和“渣”充分解离；液压圆锥破碎机破碎钢渣时存在破碎机“卡钢”的问题，经常发生传动齿轮损坏或者主轴断裂等事故，很难正常应用，如果想要减少此类事故，液压系统要调节得很灵敏，一旦过铁就得卸料，但钢渣中含有大量的铁块，这将导致液压圆锥破碎机不断卸料，无法正常工作，破碎产品中含有大量的大块物料。⑷棒磨机优点是可将钢渣破碎至一10mm，将“钢”和“渣”完全解离，得到很高品位的渣钢；棒磨机缺点是设备费用高，工艺流程复杂，基建投资大，工作时存在排料不畅即所谓“胀肚”的情况；棒磨机最大的问题是工作时能耗、钢耗极其巨大，在同样产量和产品粒度的情况下进行比较，棒磨机的能耗是破碎机的5倍以上，钢耗是破碎机的10倍以上，生产成本高昂。因此棒磨机适用于将钢渣中已经磁选出来的磁性料进行提纯，以得到高品位的渣钢，而不适合直接用来细碎钢渣。央企北京矿冶研究总院与俄罗斯合资成立的北京凯特破碎机有限公司引进俄罗斯先进技术，生产出在破碎领域具有革命性突破的新型节能细碎设备一一惯性圆锥破碎机，在过铁和产品粒度方面与传统破碎设备相比具有明显的优势，特别适合于钢渣的细碎。2惯性圆锥破碎机特点简介惯性圆锥破碎机的结构如图1所示。图1惯性圆锥破碎机结构原理图1-底架2-皮带传动装置3-隔振元件4-激振器5-外壳6-球面瓦7-衬板8-定锥9-动锥10-动锥支座11-轴套惯性圆锥破碎机机体通过隔振元件座落在底架上，破碎机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。动锥与传动机构之间是柔性联结。在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间是柔性联结，动锥的运动轨迹（振幅）不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机。当破碎腔内无物料时，动锥将和定锥发生碰撞，时间过长将损坏衬板和机器。所以，惯性圆锥破碎机要求带负荷启动和停车，运转过程中要求挤满给料，从工作原理上保证过铁时不会损坏机器。破碎钢渣时，钢渣中的小钢块被轧扁从破碎腔排出，一般的钢块如螺栓也会被轧扁从破碎腔排出。如果物料中混入了不可破碎的物体如铲齿，由于动锥与传动机构之间是柔性联结，动锥被卡住不动，激振器将绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动机构和主机。此时只要停机，从破碎机四周的观察孔中找到此物体，用气割割掉即可继续开机运行了，不需要清空破碎腔，因为惯性圆锥破碎机是可以挤满给料带负荷启动的。在惯性力的作用下，动锥将尽可能靠近定锥，从而将物料破碎得更细，其产品最大粒度只有排料间隙的1/4〜1/5左右。惯性圆锥破碎机动锥的旋摆频率远大于偏心圆锥破碎机动锥的摆动频率，物料在破碎腔中被破碎达几十次。而且，由于惯性圆锥破碎机的动锥振幅可变，动锥沿物料层每滚动一周都伴随有100多次的振动，由附加的这种强烈脉冲振动加强了破碎作用。因此，惯性圆锥破碎机具有很大的破碎比，可以将钢渣破得更细。由于惯性圆锥破碎机是挤满给料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以使破碎腔内物料层被压实，使物料承受全方位的冲击挤压，全部颗粒都受力，物料的破碎不仅发生在物料颗粒和衬板之间，同时主要发生在颗粒与颗粒之间，从而减少了衬板的磨损，延长了衬板的使用寿命，实现了“料层粉碎”“料层粉碎”能充分利用破碎能量，提高破碎效率，单位破碎比功耗极低。在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒之间不断改变方位，物料颗粒相互作用，强度大的颗粒破碎强度小的颗粒，从而实现了物料的“选择性破碎”。施加适当的惯性力可轻松破碎抗压强度高达1500MPa的物料。钢渣抗压强度为169〜306MPa，莫氏硬度为5〜8，相对于惯性圆锥破碎机来说只是中等硬度物料，很容易破碎。由于钢渣中“钢”和“渣”的颗粒强度不同，在选择性破碎时钢渣中的“渣”被破碎，而“钢”由于具有压延性，在破碎力的作用下被轧扁，随同破碎的“渣”一同排出。由于惯性圆锥破碎机破碎比大，能把钢渣破碎到较细的粒度，使钢渣中的“钢”和“渣”充分解离。惯性圆锥破碎机挤满给料，无需给料机，产品粒度细，无需振动筛构成闭路，能简化碎磨流程，减少辅助设备台数，大大节省设备和基建投资。除此之外惯性圆锥破碎机还具有安装方便、维护简单、工作噪音小等优点。应用于钢渣破碎的惯性圆锥破碎机主要有三种规格，其技术参数见表1。 表1惯性圆锥破碎机技术参数 型号GYP-600GYP-900GYP-1200产量/t・hT15〜2530〜5070〜100给料尺寸/mm<50<70<80P80产品粒度/mm<5.0<10.0<10.0装机功率/kW55110185因为惯性圆锥破碎机是带负荷启动，启动力矩较大，所以启动时瞬间电流较大。为了保证破碎机安全平稳的启动，选用了较大功率的电机，实际上，破碎机工作时所耗功率只有电机额定功率的2/3左右。3高效钢渣破碎工艺流程相对于传统的钢渣破碎工艺流程，使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程十分高效、简洁，如图2所示。

2514图2高效钢渣破碎工艺流齿1-颚式破碎机2-磁滚筒2514图2高效钢渣破碎工艺流齿1-颚式破碎机2-磁滚筒I3-振动筛4-惯性圆锥石产品进入惯性圆锥破碎机细碎，筛下产品和惯性圆锥破碎机细碎产品合并进行磁选和分级。滚筒II品由振动筛分级，筛上钢渣经颚式破碎机初碎后，通过磁滚筒I选出磁性钢块，彳磁选可根据产品的要求选择一段磁选或两段磁选甚至是多段磁选，磁选的钢和分离出的尾渣可根据需要筛分分级，以满足不同应用的要求。与传统钢渣破碎工艺流程相比，新高效钢渣破碎工艺流程具有如下特点：⑴流程配置简单：开路细碎，流程简洁，辅助设备少，基建投资低。⑵技术性能优异：对应于GYP-600、GYP-900、GYP-1200三种不同的破碎工艺流程，产品粒度80%以上分别为一5mm、一10mm、一10mm，“钢”和“渣”充分解离，详细参数见表2。 表2不同系统破碎工艺流程技术参数 系统类型IIIm颚式破碎机250X1000250X1200300X1300配配惯性圆锥破碎机置GYP-600GYP-900GYP-1200其他设备振动筛、磁滚筒、皮带、电葫芦系统处理量/t・h一18〜2836〜5680〜110技最大给料尺寸/mm210210260术参 P80产品粒度/mm一5一10一10数 额定总功率/kW90140240实际总功率/kW60100170⑶系统稳定性高：破碎机构和传动机构之间是柔性联结，过铁不会损坏机器，生产效率高。⑷运营成本低：能实现24小时连续工作，单位破碎比功耗低，衬板使用寿命长，有效处理量大，运营成本仅为使用其他设备细碎时的1/2〜1/3。⑸尾渣利用好：尾渣粒度细，尾渣中磁性铁的含量小于1%,便于磨矿，满足冶金、建材、农业等的使用要求，附加值高。4应用情况惯性圆锥破碎机已广泛应用于钢渣细碎，在唐山地区就有十几条钢渣处理生产线采用了使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程，传统的钢渣细碎设备如液压圆锥破碎机、锤式破碎机、立式冲击破碎机已基本上被淘汰。因惯性圆锥破碎机的大量应用，运营成本降低，利润大幅度提高，钢渣已变废为宝成为唐山地区的紧俏商品。目前大型国有企业如首钢、邯钢、唐钢、莱钢、本钢、济钢、湘钢、凌钢、天铁、北满特钢，大型民营企业如晋钢、中天钢铁、山西建邦、浙江元立、泰山钢铁，还有更多的中小型企业都在使用惯性圆锥破碎机细碎钢渣，已有上百条钢渣处理生产线使用惯性圆锥破碎机，年细碎钢渣超过1500万t。4.1邯郸钢铁集团附属企业钢渣厂邯郸钢铁集团的钢渣都由其附属企业处理。邯郸钢铁集团附属企业钢渣厂于2011年3月购买了两台GYP-600惯性圆锥破碎机细碎钢渣，细碎产品经磁选后，磁性料直接回转炉；-8mm尾渣作为烧结原料，在烧结混合料中配3%〜4%的钢渣尾渣，不但可以提高炼钢生产率，改善烧结矿强度，降低原料成本，而且可以降低固体燃料消耗；+8mm尾渣用于铺路，所有钢渣百分之百得到利用。新钢渣处理生产线开路破碎产品粒度近90%在5mm以下，磁性铁回收率在98%以上，回收的磁性料品位也得以提高，生产效率高，成本费用大大降低，使用效果良好，经济效益突出。该厂钢渣破碎工艺流程取样筛分结果见表3,两条钢渣生产线产量为35〜40t・hT，一天产量为800〜1000t。表3GYP-600惯性圆锥破碎机细碎钢渣取样筛分结果粒度/mm +5 —5〜+3 —3〜+1 —1产率/% 12.5 20.5 40.5 26.5图3为钢渣原料、颚式破碎机产品和惯性圆锥破碎机产品粒度对比图，其中标注的小圆圈中为惯性圆锥破碎机轧扁的小钢块。图3原料和产品粒度对比

因为惯性圆锥破碎机细碎钢渣效果很好，为了扩大产量，邯郸钢铁集团附属企业钢渣厂于2011年7月又购买了一台GYP-1200惯性圆锥破碎机，该机生产取样筛分结果见表4。表4GYP-1200惯性圆锥破碎机细碎钢渣取样筛分结果排料间隙mm产量t-h-1粒度mm+10—10〜 一8〜 一5〜—3〜 一1〜+1+0.18—0.18+8+5+34069产率/%7.414.439.58.815.89.24.957108产率/%16.918.929.48.713.88.73.6经实测，GYP-1200惯性圆锥破碎机把钢渣从一80mm破碎到一8mm单位功耗为1.2〜1.6kW・h.t-1,远低于其它钢渣破碎设备。GYP-1200惯性圆锥破碎机产量为69〜108t・h-1，破碎产品粒度十分理想，充分满足了邯郸钢铁集团生产的需要。GYP-1200惯性圆锥破碎机排料口尺寸可达60mm，一般的渣钢、螺栓等硬物进入破碎腔都会被轧扁排出，基本上不会出现动锥被卡住的情况。图4为GYP-1200惯性圆锥破碎机轧扁的渣钢块，轧扁的渣钢块大约半个巴掌大，厚约25mm。图4GYP-1200惯性圆锥破碎机轧扁的渣钢块4.2山东泰山钢铁集团有限公司山东泰山钢铁集团有限公司采用一台GYP-900惯性圆锥破碎机细碎钢渣，在不同排料间隙时，测试GYP-900惯性圆锥破碎机的破碎产品，两次取样，筛分结果见表5,产量为38〜42t・h-1。表5GYP-900惯性圆锥破碎机细碎钢渣取样筛分结果粒度/mm+8—8〜+5—5〜+3—3〜+1—1〜+0.15—0.15112.09.530.02