高洪鐵

(中冶北方(大連)工程技術(shù)有限公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

在燒結(jié)工藝生產(chǎn)過(guò)程中滾筒混合機(jī)主要用于物料的混勻和制粒，為了達(dá)到良好的混勻和制粒效果，適宜的水分無(wú)疑是其中的一個(gè)重要控制手段，可見(jiàn)在滾筒混合機(jī)設(shè)備中，噴水裝置是其重要組成部分，該裝置用以加入混勻料中適宜的水分，有利于造球，可改善燒結(jié)礦的透氣性，從而提高燒結(jié)機(jī)產(chǎn)、質(zhì)量。傳統(tǒng)的混合機(jī)給水均是采用噴頭向筒體內(nèi)噴射潔凈水的方式。眾所周知，在鋼鐵廠的燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量不潔凈的廢水，而這部分含有礦物的廢水，不經(jīng)處理是不能直接排放的，這無(wú)疑增加了運(yùn)營(yíng)成本，如果用回收的散料粉塵和水混合成的泥漿來(lái)部分代替噴水裝置中的潔凈水，則可消耗掉這部分廢水，避免了需進(jìn)一步凈化處理還要排放掉的情況，同時(shí)也可回收廢水中的有用成分，避免水資源浪費(fèi)的同時(shí)，也避免了廢水中有用資源的浪費(fèi)。理論上，污水中有小顆粒的粉塵，更有利于混合機(jī)里物料的潤(rùn)濕和粘結(jié)，還能提高散料的回收利用率，但是采用傳統(tǒng)的噴水設(shè)備卻無(wú)法完成將顆粒很粗的泥漿噴灑出來(lái)的功能，給泥漿的利用帶來(lái)困難。由此提出一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置，利用噴水、噴泥漿雙系統(tǒng)并行、互補(bǔ)的方式有效解決泥漿水的利用問(wèn)題。同時(shí)，針對(duì)噴水裝置的懸掛部分常常出現(xiàn)各個(gè)吊掛件受力相差較大，甚至個(gè)別吊掛件不受力的現(xiàn)象提出解決方案，對(duì)懸掛裝置中懸掛鋼絲繩和噴水管之間吊掛件利用不充分這一問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，提出一種可調(diào)節(jié)的吊掛件實(shí)施方案，該方案可實(shí)現(xiàn)設(shè)備安裝過(guò)程中吊掛件長(zhǎng)度的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，亦可降低設(shè)計(jì)、施工難度。最后對(duì)一些其他的改進(jìn)方案進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述。

1 改進(jìn)的混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置

1.1 裝置改進(jìn)的必要性

首先，能合理利用燒結(jié)廠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，既環(huán)保又節(jié)約能源。燒結(jié)廠廢水主要來(lái)自濕式除塵排水、沖洗地坪水和設(shè)備冷卻排水。濕式除塵排水含有大量的懸浮物，需經(jīng)處理后方可串級(jí)使用或循環(huán)使用，如果排放，必須處理到滿足排放標(biāo)準(zhǔn)；沖洗地坪水為間斷性排水，懸浮物含量高，且含大顆粒物料，經(jīng)凈化后方可循環(huán)使用。所以，燒結(jié)廠的廢水污染，主要是指含高懸浮物的廢水，如不經(jīng)處理直接外排則會(huì)有較大危害，且浪費(fèi)水資源和大量可回收的有用物質(zhì)。燒結(jié)廠廢水經(jīng)沉淀濃縮后污泥含鐵量較高，有較好的回收價(jià)值。一般情況，如果廢水回收則需要經(jīng)過(guò)泥漿脫水，處理成本高，直接排放則會(huì)污染環(huán)境。而改進(jìn)的混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置能夠直接利用上述廢水，不僅省去廢水凈化環(huán)節(jié)，又能將廢水中礦物質(zhì)合理利用起來(lái)。其次，用回收的散料粉和水混合成的泥漿來(lái)部分代替噴水裝置中的潔凈水更有利于混合機(jī)里物料的潤(rùn)濕和粘結(jié)，提高燒結(jié)礦質(zhì)量，為下一工序打好基礎(chǔ)，還能提高散料的回收利用率。所以，如果能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)初衷，則能在一定程度上將廠內(nèi)廢水循環(huán)起來(lái)，可以有利于減少用水量,維持水資源的可持續(xù)利用，達(dá)到節(jié)水減排的目的，節(jié)省相關(guān)污水處理負(fù)擔(dān)，節(jié)約建設(shè)資金和運(yùn)行費(fèi)用，亦緊扣大形勢(shì)下循環(huán)經(jīng)濟(jì)主題，現(xiàn)實(shí)意義重大。

1.2 混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置改進(jìn)方案

混合機(jī)噴水裝置為置于筒體內(nèi)部在筒體中心線附近的一組水管，多數(shù)情況該裝置的主體部分—水管，與筒體中心線平行，基本貫穿于筒體，在水管上靠近進(jìn)料端的的二分之一長(zhǎng)度上，均布一系列潔凈水噴頭，噴頭的數(shù)量和規(guī)格取決于給水的水量需求。在水管的正上方為一根懸掛于兩側(cè)支架上的鋼絲繩，該鋼絲繩負(fù)責(zé)將噴水管連同水管上的附屬件懸掛于指定位置，水管則是通過(guò)一組吊掛件懸掛在鋼絲繩上。推薦的混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置，是在原有噴水裝置基礎(chǔ)上改進(jìn)，見(jiàn)圖1。

該裝置包括縱向設(shè)在混合機(jī)筒體內(nèi)的一組吊掛裝置，該吊掛系統(tǒng)是一根固定于兩端設(shè)備機(jī)架上的鋼絲繩和固定在鋼絲繩上的吊掛板組成，其目的是通過(guò)吊掛板一端固定在鋼絲繩上，另一端固定在泥漿管段上，以防止泥漿管在自然狀態(tài)下中間點(diǎn)下?lián)线^(guò)大產(chǎn)生斷裂或者使噴水點(diǎn)過(guò)低。這里提到的泥漿管則是把外部泥漿輸送至筒體內(nèi)的主要載體，再通過(guò)泥漿分管和泥漿噴頭將泥漿管內(nèi)的泥漿噴射進(jìn)入混合機(jī)，特別注意的是由于泥漿內(nèi)含有一些雜質(zhì)，故泥漿噴頭與潔凈水的標(biāo)準(zhǔn)噴頭有所區(qū)別，比潔凈水噴頭的出口直徑要大，需根據(jù)泥漿介質(zhì)情況單獨(dú)設(shè)計(jì)，應(yīng)避免在工作中被泥漿中的雜質(zhì)堵塞。泥漿噴頭的噴射目標(biāo)與原有的噴水裝置的噴射目標(biāo)相一致，這樣生產(chǎn)過(guò)程中可隨時(shí)選擇噴水或噴灑泥漿。在以往的設(shè)計(jì)中泥漿管段常作為結(jié)構(gòu)管件出現(xiàn)，起到固定噴水管的作用，而在該方案中，相當(dāng)于充分利用了這一個(gè)現(xiàn)有的管道，使之成為噴泥漿的主要構(gòu)成部分。在生產(chǎn)中噴水裝置與噴泥漿管是兩組并行的系統(tǒng)，充分利用噴泥漿系統(tǒng)的廢水，不足部分再由潔凈水來(lái)補(bǔ)充，噴水裝置本身可通過(guò)裝置進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)，可對(duì)噴泥漿系統(tǒng)形成可調(diào)節(jié)變化的水量補(bǔ)充，兩系統(tǒng)相互配合，科學(xué)環(huán)保。

1—吊掛裝置；2—泥漿管段；3—噴水管；4—噴嘴保護(hù)板；5—噴嘴；6—泥漿分管；7—泥漿噴頭

泥漿管段、泥漿分管和泥漿噴頭是專為噴泥漿所設(shè)，是區(qū)別于其他形式的重要組成部分。其特點(diǎn)是充分利用了原有結(jié)構(gòu)管，將其開(kāi)發(fā)成泥漿管段；而泥漿噴頭對(duì)比噴潔凈水的標(biāo)準(zhǔn)噴頭，適應(yīng)性強(qiáng)，不會(huì)出現(xiàn)因阻塞而影響出水，高懸浮物的廢水尤其適合該結(jié)構(gòu)，而在此之前曾使用過(guò)另一種較為簡(jiǎn)易的噴頭形式，即將泥漿分管端部，通過(guò)一定加工手段，做成鴨嘴狀的扁口噴頭，其特點(diǎn)是實(shí)施方便，但其使用效果也相對(duì)較差，是一種簡(jiǎn)易形式。該技術(shù)方案或類似形式目前已在實(shí)踐應(yīng)用頻繁應(yīng)用，并且在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中得到很好的效果。

2 混合機(jī)噴水管的可調(diào)節(jié)，懸掛裝置

2.1 噴水管懸掛裝置問(wèn)題

噴水裝置是由兩端連接于固定機(jī)架的鋼絲繩懸掛起來(lái)的，鋼絲繩和泥漿管之間是通過(guò)一系列吊掛件實(shí)現(xiàn)連接。一般懸掛噴水管的吊掛件為帶有長(zhǎng)孔的鋼板焊在泥漿管之上，再通過(guò)螺栓螺母將這塊帶有長(zhǎng)孔的鋼板與另一塊固定在鋼絲繩上的鋼板連接，從而實(shí)現(xiàn)吊掛，理想中通過(guò)上述兩塊鋼板相對(duì)位置調(diào)節(jié)，使一系列吊掛件受力大致相等，將泥漿管平穩(wěn)吊在鋼絲繩下方。由于長(zhǎng)孔調(diào)節(jié)范圍有限，只能在很有限的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)吊掛件的長(zhǎng)度，而不同工況下的不同混合機(jī)這個(gè)吊掛件的長(zhǎng)度范圍是比較難確定的[1]。比如在不同工程中混合機(jī)噴水管直徑、長(zhǎng)度不相等，計(jì)算出一系列吊掛件的規(guī)格必然不同，并且同一工程中吊掛件的規(guī)格也是不同的，這就給設(shè)計(jì)制造和安裝包括使用中都帶來(lái)一系列困難，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都有可能導(dǎo)致吊掛件的規(guī)格使用不恰當(dāng)。帶有長(zhǎng)孔的鋼板如果過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都會(huì)導(dǎo)致鋼管受的吊掛力不均勻，如果鋼板過(guò)長(zhǎng)則此處吊掛可能因不受力而失去作用，而如果鋼板過(guò)短則會(huì)導(dǎo)致此處吊掛受力過(guò)大，從而導(dǎo)致其余位置有可能出現(xiàn)受力過(guò)小或不受力，那么將這些吊掛位置看成整體的話，是受力不均勻的。而在實(shí)際生產(chǎn)中也時(shí)常出現(xiàn)只是個(gè)別吊掛件受力較大情況，從而導(dǎo)致在受力較大的吊掛件附近的其他吊掛件則會(huì)受力很小或者不受力，由于調(diào)節(jié)范圍的限制部分吊掛件起不到應(yīng)有作用，自然導(dǎo)致設(shè)置的吊掛件利用率低，甚至造成噴水管產(chǎn)生向下的撓度過(guò)大，水管偏離設(shè)計(jì)位置，致使噴水管的噴水效果不理想。

2.2 噴水管懸掛裝置具體技術(shù)方案

1—鎖緊螺栓；2—鋼絲繩連接件；3—主鋼絲繩；4—副鋼絲繩；5—鋼絲繩夾；6—噴水管的連接板；7—噴水管

如圖2、3所示，混合機(jī)噴水管的可調(diào)節(jié)懸掛裝置，主要包括兩端連接于固定機(jī)架的主鋼絲繩、噴水管及噴水管的連接板。如果該裝置具有噴泥漿的組件，那么此處噴水管會(huì)被泥漿管段代替，而噴水管則固結(jié)在泥漿管段之上，見(jiàn)圖1。噴水管的連接板與主鋼絲繩是通過(guò)一個(gè)吊掛組件相連接，此吊掛組件便是本方案的核心部分，它是由副鋼絲繩、鋼絲繩夾、鋼絲繩連接件(一端連接主鋼絲繩一端連接副鋼絲繩)所組成；吊掛裝置安裝過(guò)程中可任意調(diào)節(jié)副鋼絲繩長(zhǎng)度，調(diào)整到合適長(zhǎng)度后通過(guò)鋼絲繩夾鎖緊，使得主鋼絲繩和噴水管的距離固定在這個(gè)合適的距離。在該方案中這個(gè)所謂合適距離范圍可任意設(shè)定，不受限制，適應(yīng)性強(qiáng)，這便解決了鋼板長(zhǎng)度有限，一般只能在較小的一定范圍內(nèi)通過(guò)長(zhǎng)孔調(diào)節(jié)的問(wèn)題。在每個(gè)鋼絲繩連接件上都設(shè)置了一個(gè)鎖緊螺釘，通過(guò)調(diào)整鎖緊螺釘可任意調(diào)整懸掛裝置的位置。通過(guò)調(diào)整吊掛組件的長(zhǎng)度，使主鋼絲繩的受力均勻，可避免個(gè)別吊掛組件受力過(guò)大的現(xiàn)象。通過(guò)上面描述可知，當(dāng)出現(xiàn)吊掛件受力過(guò)小而導(dǎo)致附近個(gè)別吊掛件受力過(guò)大現(xiàn)象時(shí)，可通過(guò)任意調(diào)整(縮短)鋼絲繩扣的長(zhǎng)度使受力過(guò)小的吊掛件繃緊受力，讓整個(gè)系統(tǒng)受力均勻，防止噴水管產(chǎn)生過(guò)大向下的撓度，從而加強(qiáng)噴水裝置的噴水效果，以保障生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

該方案最大特點(diǎn)是吊掛件的適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)整范圍大，因此在不同工程的不同混合機(jī)中可以不再單獨(dú)計(jì)算吊掛板長(zhǎng)度范圍，通過(guò)無(wú)限制的調(diào)節(jié)，絕大多數(shù)混合機(jī)都可適用。這一方案也可和傳統(tǒng)的長(zhǎng)孔調(diào)節(jié)的吊掛板共同使用，即設(shè)置幾個(gè)主要承力的傳統(tǒng)形式的吊掛板，而其前后幾處設(shè)置成本方案的可調(diào)節(jié)吊掛組件，將每個(gè)吊掛板和其前后幾處可調(diào)節(jié)的吊掛件視為一段吊掛系統(tǒng)，如此形成若干個(gè)小的吊掛系統(tǒng)。在每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)通過(guò)可調(diào)節(jié)的吊掛件實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)節(jié)來(lái)平衡本系統(tǒng)內(nèi)吊掛板的受力，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)噴水裝置的吊掛平衡受力。

3 其他改進(jìn)方案

從燒結(jié)工藝可以看出，給水裝置是混合機(jī)中重量占比不大，但是作用非常重要的部分，也應(yīng)是被重點(diǎn)關(guān)注的部分。除兩種混合機(jī)噴水裝置的改進(jìn)方案之外，混合機(jī)的噴水管吊掛鋼絲繩受力也是十分復(fù)雜的。在生產(chǎn)使用過(guò)程中，鋼絲繩撓度很難精確計(jì)算和控制，所以幾乎所有噴水管的吊掛鋼絲繩都有一個(gè)拉力調(diào)節(jié)裝置，而這個(gè)調(diào)節(jié)裝置絕大多數(shù)原理相同，即通過(guò)一個(gè)彈簧裝置，一端與設(shè)備固定機(jī)架連接，另一端與鋼絲繩連接，從彈簧裝置讀數(shù)，大致能了解鋼絲繩所受拉力，并且可通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)整螺母，在一個(gè)較小范圍內(nèi)調(diào)整鋼絲繩長(zhǎng)度，從而調(diào)整鋼絲繩所受內(nèi)力。但是該裝置存在一個(gè)弊端便是調(diào)節(jié)能力有限，鋼絲繩所受拉力不恒定。對(duì)此可采用對(duì)鋼絲繩施加配重的形式，來(lái)代替彈簧裝置，其原理并不復(fù)雜，即將一個(gè)配重箱通過(guò)定滑輪在排料端與噴水管的吊掛鋼絲繩連接，因配重的質(zhì)量恒定，所以鋼絲繩所受拉力，即其內(nèi)部張力基本恒定，并且無(wú)需調(diào)節(jié)。在其功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，若配重體積較大，可通過(guò)一組或者多組動(dòng)滑輪將配重體積縮小至理想程度，這是通過(guò)動(dòng)滑輪省力原理實(shí)現(xiàn)的，即每多增加一組動(dòng)滑輪，便可使配重體積減小至原來(lái)二分之一。該改進(jìn)方案原理簡(jiǎn)單，系統(tǒng)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)性強(qiáng)。

除此之外，對(duì)于混合機(jī)其他位置根據(jù)工藝或者業(yè)主需要，也存在較多可改進(jìn)之處，比如可以在混勻料進(jìn)入燒結(jié)機(jī)之前增設(shè)預(yù)熱裝置的混合機(jī)的噴水噴蒸汽裝置，其原理與噴水噴泥漿裝置類似。將噴水管吊掛裝置的鋼絲繩替換成鏈條，也可有效地控制吊掛裝置的撓度變大現(xiàn)象，從而也可有效排除由于生產(chǎn)中吊掛裝置撓度變大而影響混合機(jī)噴水效果的可能。

4 結(jié)語(yǔ)

混合機(jī)作為將燒結(jié)的原料有效的混合、潤(rùn)濕、粘結(jié)制粒的一種設(shè)備，噴水裝置是其重要組成部分，對(duì)混合機(jī)的噴水噴泥漿裝置進(jìn)行的改進(jìn)方案，不但能合理利用燒結(jié)廠產(chǎn)生的廢水，環(huán)保節(jié)能，又能利用回收散料粉和水混合成的泥漿來(lái)代替噴水裝置中的水提高燒結(jié)礦質(zhì)量。另一種混合機(jī)噴水管的可調(diào)節(jié)懸掛裝置，則可以使鋼絲繩的受力均勻，也可避免個(gè)別吊掛組件受力過(guò)大的現(xiàn)象，防止噴水管產(chǎn)生向下的撓度，提高噴水管的噴水效果?；旌蠙C(jī)給水管吊掛鋼絲繩的配重裝置，原理簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)能力卻是很大。這幾種方案都有一個(gè)共同特點(diǎn)：既可以用于新建項(xiàng)目，也可對(duì)現(xiàn)有工程進(jìn)行改造，尤其是在這些方面出現(xiàn)過(guò)問(wèn)題的混合機(jī)設(shè)備，改造更換比較簡(jiǎn)單，屬于局部改動(dòng)，并不對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)做出實(shí)質(zhì)性改變，極易實(shí)現(xiàn)。