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造球机械设备圆盘造球机任素波燕山大学机械工程学院将细粒物料预先在造球机中成球及球团固结，是球团生产的两大基本环节，因此，造球机是球团厂的重要设备之一。造球机工作的好坏，直接影响球团矿产量和质量及球团厂的技术经济指标。对于造球机械设备，一般有以下要求：①结构简单，工作平稳可靠；②设备重量轻，电能消耗少；③对原料的适应性强，易于操作和维护；④产量高，质量好。从上述要求出发，多年来国内外都进行了大量的试验研究工作，这对于球团矿的发展起了很好的促进作用。据报导，目前国内外有以下几种造球机械设备：圆筒造球机；圆盘造球机；圆盘型圆锥造球机；螺旋挤压－圆锥造球机；其他。一、圆盘造球机的工作原理图1圆盘造球机造球过程示意图１-加料；２-排球1.工作原理圆盘造球机的造球过程如上页图1所示。①它的主要部件系倾斜的带有周边的钢质圆盘，圆盘绕中心轴（或中心线〕按一定速度旋转；②通过皮带机向盘内加料区加入细粒的混合矿料；③从圆盘上方用喷水器加入适量水分，由于水的凝聚力的作用，使散料形成母球（见下页图2）；④物料在盘边、盘底产生的摩擦力的带动下向上提升，当矿料被带至一定高度时，即当其本身的重力分量大于摩擦力分量时，矿料将向下滚落，类似于“滚雪球”，细粒物料粘在潮湿的母球表面，不断滚粘散料而长大，不同大小的母球随圆盘作上向、下向滚动运动，不断搓压而密实，并长大到规定的尺寸；⑤不同尺寸的小球颗粒自然分级，小颗粒离开排料端，贴盘底沿大圆弧滚动，大颗粒集中往排料端（盘边）滚动，最后经盘边排出。图2圆盘造球机加水加料过程示意图2.圆盘造球机的工作特点①为了制造出质量良好的球团，对造球机要求不仅能产生滚动运动，使物料滚动成球，而且能使料球产生一定的压实力，这就要求圆盘的安装应倾斜一定的角度，当圆盘转动时，能使物料产生上向及下向的滚动运动，制出球团。②所需要的给料量相当于排出的生球量。③能按颗粒大小自动分级，排出的是尺寸合格的生球。3.圆盘造球机的自动分级原理所谓球粒的自动分级，即圆盘中物料能按其本身粒径大小有规律地运动，并且都有各自的运动轨迹。物料如图1所示的运动轨迹逐渐长大，且粒度大的，运动轨迹靠近盘边，且在料面上。相反，粒度小或未成球的物料，其运动轨迹贴近盘底和远离盘边。当球径大小到达要求时，则从盘边自行排出，粒度小的球贴近盘底运动，继续滚动长大。自动分级效果取决于是否能正确地选择圆盘造球机的工艺参数，以便最大限度地提高造球机的产量和质量。因此，对圆盘造球机中的物料运动规律进行分析是必要的。二、圆盘造球机的结构圆盘造球机是目前国内外广泛采用的造球设备，我国球团厂都采用这种设备。从结构上可分为：①伞齿传动圆盘造球机②内齿传动圆盘造球机1.伞齿传动圆盘造球机主要由圆盘、刮刀、刮刀架、大伞齿轮、小圆锥齿轮、主轴、调倾角机构、减速机、电动机、三角皮带和底座等组成，见图3。造球机的转速可通过改变皮带轮的直径来调整，圆盘的倾角可以通过螺杆调节。1-刮刀架2-刮刀3-圆盘4-伞齿轮5-减速机6-中心轴7-调倾角螺杆8-电动机9-底座图3伞齿轮传动的圆盘造球机结构图2.内齿轮传动的圆盘造球机内齿轮传动的圆盘造球机是在伞齿轮传动的圆盘造球机的基础上改进的。改造后的造球机主要结构为，圆盘连同带滚动轴承的内齿圈固定在支承架上，电动机、减速机、刮刀架均安在支承架上，支承架安装在机座上，并与调整倾角的螺杆相连，当调节螺杆时，圆盘连同支承架一起改变角度。1-圆盘2-刮刀3-刮刀架4-小齿轮5-减速机6-电动机7-调倾角螺杆8-底座9-内齿圈图4伞齿轮传动的圆盘造球机结构图3.三维造型及实物图机架圆盘侧刮刀传动装置动力装置传动方式：大型滚动轴承内齿传动三、圆盘造球机的参数为了制取合格的生球，圆盘造球机的参数，如圆盘转速、圆盘倾角、盘边高度、填充率以及物料停留时间等，均应根据不同的圆盘规格而定，圆盘直径是圆盘机的最主要参数。1.圆盘直径圆盘造球机的圆盘直径，①决定着圆盘面积的大小。其面积对生球质量没有影响，但对造球机的产量却具有决定性的意义。②直径D增大，加入盘中物料增多，物料在盘内碰撞的几率增大，有利于母球的形成、长大和密实。根据对圆盘造球机的运动特性分析，其产量是与圆盘面积或圆盘直径的平方成正比的。圆盘直径的大小，主要依据造球规模的大小而定。我国规定的造球机圆盘直径系列规格有2000、2500、2800、3200、3500、4000、4500、5000、5500、6000ｍｍ十种。国外的圆盘直径有高达7500mm的。表1列举了我国常用圆盘造球机的技术参数，表2为国外圆盘造球机的技术参数。表1我国已系列化的圆盘造球机基本参数2.圆盘边高随着直径增大，边高也应相应增大，边高可按直径的0.1~0.2倍考虑。边高与圆盘倾角和圆盘直径有关，它的大小直接影响着造球机的容积填充率。倾角越小，边高越大，则填充率越大。但填充率过大，部分粉料不能形成滚动运动，造球机生产率反而下降，所以圆盘边高是有一定限度的。当圆盘直径和倾角都不变时，边高还与原料的性质有关。如果物料的粒度粗、粘度小，盘边应取得高些；反之就可取得低些。布雷尼（Bhrany）曾提出：h＝CD（1）式中：ｈ———边高，ｍ；Ｄ———圆盘直径，ｍ；Ｃ———常数。皮契（Pietsch）和邦布莱德（Bombled）认为该常数Ｃ为0.2。克拉特（Klatt）则认为常数0.2只适宜于直径为4m以下的圆盘。直径再大时，该常数值应逐渐减小。西德鲁奇公司提出的计算圆盘边高的公式为h＝0.07Ｄ＋0.217（2）此公式对于计算大直径圆盘的边高较合适，对于小直径圆盘，按此公式算出的边高值偏大。通常情况下：直径1000mm的造球机，α＝45°，边高为180mm；直径5000mm的造球机，α＝45°～47°，边高为600～650mm。在1000～5500mm之间的圆盘直径和边高，可用插入法求得。大于5500mm的圆盘，推荐用德国鲁奇公式的计算公式。3.圆盘倾角圆盘倾角与物料性质和圆盘转速有关。不同物料其安息角不同，用于不同物料的圆盘，其倾角必须大于物料的安息角。否则，物料将形成一个相对于盘底静止的粉料层，与圆盘同步运动，此时，可借助刮刀强迫物料下落而滚球，成球后安息角自然减小了。否则，无法进行造球。单纯考虑倾角时，减小倾角，增大成球粒度；增大倾角，减小成球粒度。取值一般在45°~60°。转速高的圆盘，其倾角可取大值，否则应取小值。倾角过大，则物料对盘底压力减小，物料的提升高度降低，盘面不能充分利用，使圆盘造球机的产量下降。倾角的大小由经验确定，一般为40°～50°。对于某些物料，在某种转速下，倾角也有大到60°的。4.圆盘充填率数值太大，会破坏物料的运动性，不能按粒度分层，其值一般在10~20%之间。5.造球时间从物料进入圆盘到制成合格生球的时间为造球时间。造球时间与成品球的粒度和质量要求、原料成球的难易、原料的粒度等有关，时间的长短可由调整圆盘的转速和倾角来控制。一般情况下，造球时间为６～８min。实验表明，随造球时间的延长，生球的抗压强度、落下强度均提高。6.圆盘转速n①当圆盘直径、倾角一定时，转速n只能在一定范围内变动。②转速过大，离心力过大，物料甩到盘边，造成圆盘中心空料，不能分级；③转速过小，离心力不够，物料不能上升到盘顶，造成母球区形成空料区。④一般以圆盘边线速度计，约1.0~2.0m/s。或以最佳转速为临界转速的60~70%来控制。朝阳仁泽冶金机械制造有限公司设备参数：湖北腾飞铸造设备有限公司设备参数：