炼焦组配新型极细微破碎装置革新预设

　　1改造的原因与目的

　　我厂地处福建中部，烟煤缺乏，而无烟煤资源相对丰富，且两者价较大。1999年配加无烟煤炼焦成功，为我厂带来了巨大效益，成为三钢一项独特的核心技术。此项技术目前处于国内同行业**水平。由于既要符合炼焦工艺需要，又要达到配煤粒度要求，再加上煤本身水分影响，我厂配加无烟煤的量始终得不到提高，一直徘徊在3%～4%之间，成为我厂控制成本的一道瓶颈。因此，提高M P86型破碎机的生产能力，增加无烟煤配入量，成为我厂刻不容缓的技改项目。

　　该设备自1999年投入使用至这次改造前，主要存在以下问题：

　　（ 1） M P86型超细破碎机是单反击式，锤头正反转使用时的寿命不一样，增加了备件消耗。

　　（ 2）破碎机生产能力达不到新的工艺要求。现有破碎机在煤的水分为9%～12%时，每小时只有4～6 t.目前要求配比为5%～6% ，即每天配无烟煤100～120 t.按每天开机15 h计算，每小时只有大于7. 5 t，才能满足生产要求。

　　（ 3）破碎后粒度达不到工艺要求。现有破碎机破碎后的粒度为：≤1 mm85%～92%，≥3 mm1%～2. 5%.在配比提高到5%～6%时，粒度要求为：≤1 mm的占90%～95% ，≥3 mm的要≤1%.

　　综合以上原因，必须对原有超细破碎机进行彻底改造，以提高破碎机的生产能力和煤的细度。

　　2改造方案和步骤

　　2. 1重新设计破碎机的上盖

　　将原单反击式破碎改为双反击式，以提高锤头的使用寿命。同时设计下部溜槽，改变煤的落料点，减少溜槽积煤。（ 1）加大上盖容积，内衬改用合金耐磨板； （ 2）改造下部溜槽煤的落点。

　　2. 2重新设计、校核破碎机转子的转速

　　转子转速由1 200转/ min提高到1 480转/ min，以提高破碎动能和煤破碎后的细度。（ 1）转轴直径由110 mm提高到130 mm； （ 2）电机功率从55 kW提高到75 kW；（ 3）重新设计底座，配置新型减速机； （ 4）更换皮带轮，调整皮带轮与电机的间距。

　　2. 3提高破碎机的出料能力

　　采取如下方案： （ 1）提高动筛条的速度，由42转/ min提高到73转/ min； （ 2）将静动筛条减薄，筛条宽度减小5 mm，高度减小20 mm.这样就增加了出料槽数，使槽数由34条增加到43条； （ 3）把原静动筛条间隙4～6 mm增大到6～8 mm.通过以上3项改造，大大提高破碎机的出料能力，从而达到提高破碎机能力之目的。

　　2. 4改进原有锤头材质

　　将原有的45钢材质改为目前较先进的合金锤头，以降低工人劳动强度，减少检修时间。

　　2. 5对破碎机转子部的转轴进行校验

　　如所示，转子部分由转轴、外圆盘、内圆盘、隔环、长销轴及锤头组成。外圆盘和内圆盘通过键配合在转轴上。一共有6根长销轴穿过内外圆盘，把锤头固定在各圆盘的中间；锤头可以在长销轴上自由转动。

　　（ 1）轴的扭转强度校核。

　　根据文献1中P763公式： d 1≥A 3 P/ n查表得：A= 125

　　P= 75 kW

　　n= 1 480转/ min代入得： d 1≥46. 5 mm因为设计轴径为d= 130 mm，故转轴扭转强度符合设计要求。

　　（ 2）转轴刚度的校核。

　　查文献2中P321式（ 16. 9）得：d≥A 4 P/ n取< > = 0. 3/ mA= 123代入得： d= 58. 4 mm< 130 mm根据文献2中P321式（ 16. 8）得：/ l= T / （ GIp）≤< > / 57. 5把相关数据代入得：S= 25. 6根据较粗略的计算准则选取，查文献1中- 358得：< S> = 2. 5< S（ 3）轴的临界转速校核。

　　为简化计算，对受力进行近似转化，近似看成此轴只受均匀分布在轴上的载荷作用。根据文献4中P161公式得：

　　f= - 5ql 4 / （ 384EI）把查表所得及相关数据代入得：f max = 2. 23 mm根据文献3中P89式（ 5- 23）得：

　　n 0 = 300/ f 1/ 2 = 6 352转/ min显然，电机转速n= 1 480转/ min远小于此转轴的临界转速，并符合刚性轴n≤（ 0. 75～0. 8） n 0的要求。

　　通过以上校核计算，所设计的尺寸与条件均符合要求。

　　2. 6对破碎机转子部进行动平衡调试

　　对以上转轴的数据校验后，接着就对转子部整体部件进行动静平衡试验。根据力学公式F离= - F向= - m2r可知：在转子各部件尺寸不变情况下，离心力大小随转速的提高而成几何级平方倍数增长；而离心力大小又直接影响到转子各部件的机械性能，特别是转轴的挠度。在转轴高速运转情况下，离心力随偏心质量的位置而改变方向，从而对设备产生较大振动，加大对设备及地基的损害。为尽量降低离心力对设备的不利影响，安装转子前，对转子的动平衡调试必不可少。经过3次平衡试验及调整，在转速为1 480转/ min时，离心力F离控制在300 kgf以下，可满足使用要求。

　　3使用效果及效益

　　今年1月投入运行以来，其技术指标有了明显改善。

　　（ 1）生产能力从4～6 t/ h提高到8～10t/ h，可完全满足配入量5%以上的要求。

　　（ 2）破碎后煤的粒度（≤1 mm）由85%～92%提高到90%～97% ，为提高焦炭质量提供有力保障。

　　（ 3）采用双反击式破碎、改变锤头材质及采用复合式锤头后，其寿命由6 d提到12 d.这样，锤头备件消耗降低了50%.减少一半的检修次数，亦减轻工人劳动强度。

　　改造后，无烟煤量由4%提高到5. 5%.

　　按年平均提高1. 5% ，全年用煤62×10 4 t计算，可多配无烟煤62×1. 5%= 0. 94×10 4 t。

　　煤价差按150元/ t计，可创效益141万元/ a.

　　另外，通过改造，节约备件及维修费用6万配无烟煤炼焦的试验研究及工业应用福建三钢（集团）公司焦化厂高哲发公司焦化厂现有JN43-80型65孔焦炉一座，年产焦45×10 4 t.本厂炼焦所需烟煤全部从省外调入（约60×10 4 t/ a）。铁路运距长，区间费用高，入炉煤成本长期居高不下。

　　1998年，配合煤成本为445元/ t，焦炭成本521. 65元/ t.比全国平均成本约高100元/ t.

　　从成本构成看，入炉煤成本占焦炭成本85. 31% ，而运价成本占入炉煤成本的36. 63% ，占焦炭成本的31. 24%.

　　为降低入炉煤成本，提升企业经济效益，1997年开始，我们逐步开展了炼焦配无烟煤的试验研究。

　　1对无烟煤资源调查参阅相关的地质资料并深入实地抽样化验，本区域内无烟煤资源分布、性质作了详细调查分析。

　　（ 1）高煤化度、高含碳量， V daf≤3. 5% ，H daf≤2. 0% ，为典型的01号无烟煤（ GB5751 - 86） ，是烟煤中惰性物的理想替代物和高炭化的优质抗裂补强剂。

　　（ 2）无烟煤在厂区周边资源丰富，运距短，成本低。1998年，烟煤与无烟煤价差约200元/ t，有代替部分烟煤入配炼焦，降低入炉煤成本的比价优势。

　　（ 3）无烟煤配入炼焦过程中，本身不熔融、软化，仅提供拉裂和增碳作用。区域内无烟煤A d < 9. 0% ， S t， d < 0. 60%.为工业配入而不增加入炉煤A d和S t， d提供了较好条件。

　　（ 4）区域内无烟煤可磨性好，进厂时，< 1 mm占63. 3%，可有效降低制粉成本。

　　2试验研究

　　2. 1实验室研究

　　（ 1）对进厂无烟煤和烟煤进行反射率测定，建立进厂煤质档案。分析后认为，本厂配合煤R- ran为0. 9%～1. 0%，可加入适量高惰性、高含碳无烟煤炼焦，控制R -ran在1. 1%～1. 20%范围，可满足冶金焦质量要求。

　　（ 2）开展多批次20 kg小焦炉、铁箱试验，确定无烟煤炼焦*佳配比，找寻*佳工艺参数。见～3.

　　对、2冶金焦质量和筛分分析说明，配入3%～10%无烟煤，相应调整主体煤配比后，冶金焦质量M 30为74. 8%～76. 2%，M10为10. 43%～11. 82% ；冶金焦筛分，随无烟煤配比量增加， > 80 mm大块焦量明显上升，成焦率亦随无烟煤配比而增加。从S 1～S四个配比看， S 2～S 3配比的各项指标能满足冶金焦要求，特别是S 2、S3配比的焦块均匀，利于应用。

　　从结果看，相同配比时，无烟煤粒元/ a.这样，可实现效益147万元/ a，为我厂降低冶金焦成本提供了可靠保障。