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压块设备技术

2019-02-18 16:48:34 1658

  随着工业的发展,各种物料以及各种工艺的出现,如不同细度,不同水分、不同用途等,对压块机的要求也越来越高,要求其适应范围也越来越广。尤其是针对不同物料不同工艺的设备选型将变的更加重要,首先说并不是所有粉体都可造块,其次针对某种粉体造块所需线比压更是需要经过试验才能可靠确定。本文重点谈谈压块机的结构特点。
  一、概述
  压块机作为球团工艺中的主要设备之一,发展有100多年的历史了,压块机随着球团技术的发展而发展,也随着新材料,新工艺的出现而进步。本文根据笔者多年从事该技术的经验体会,重点谈谈压块设备的技术特点。
  压块机是由带有一定几何形状模具的辊皮相向转动而实现压块的,它还有必要的传动装置,压块机框架以及可能还需要的液压系统、预压机等组成,该设备的基本原理从开发伊始并没本质上的变化,但设备的结构却因用途不同以及新材料的出现变化较大。
  按压块机的适用温度不同分为冷压块设备和热压块设备,本文重点谈谈冷压块设备,有关热压块设备可参见本人的专利说明书,专利号:ZL200720089679.1。压块机可将各种可压缩粉体挤压成块,如可以加工:
  一、工业锅炉型煤、气化型煤、型焦以及其它各种粉体物料的压块,如:海绵铁、炼钢厂粉尘、铸铁厂粉尘,轧屑,铅废料、锌废料、转炉粉尘,镁砂、氧化镁、白云石、铸铁屑,铝屑、黄铜屑、滤尘、沉积泥等等;一些粉体的混合物,如:铁精粉与煤粉的混合物,铁精粉与粘结剂的混合物、碳素尘等。
  根据压块机用途不同,压块机的结构也可能不同,表征压块机压力的一个重要参数是线比压,线比压是指沿辊皮宽度方向上单位宽度的压力,一般工程单位是:t/cm,不同的物料,不同的用途所需要的压块机的线比压是不同的,该参数一般需要通过实验确定,对于成熟的工艺,其线比压也可根据经验确定。
  二、压块机的分类
  按线比亚的不同,压块机可分为:高压压块机、中压压块机、低压压块机,一般来说:高压压球机线比压为5t/cm以上,中压压球机线比压为2-5t/cm,低压压球机线比压为2t/cm以下。因为线比压不同,对于相同产能的设备其结构区别较大,大致有:
  1、相同压辊直径和宽度的压块机其功耗不同,高压压块机功耗一般在16-18KW/t,中压压块机功耗在4-12KW/t。
  2、主轴承的规格型号不同,以及主要零件的几何尺寸不同,从而造成设备重量不同。
  3、结构细节不同
  三、压块机的主要结构
  1、主机传动结构
  压块机主机的传动方式有以下几种:
  1.1、电动机—弹性联轴器—硬齿面双出轴减速器—齿形联轴器—两压辊
  对于大型压块机还需要用:
  双电机—液力耦合器—双进双出硬齿面减速器——齿形联轴器—两压辊或双电机—液力耦合器—行星减速器(或齿轮减速器)—带减速的硬齿面双进双出减速器—齿形联轴器—两压辊。
  对于有的物料和工况,电机需要用变频调速,该类传动一般适用于高压压块机,其有点是减速器为纯扭矩输出,且维修简练,但造价略高。
  1.2、电机—皮带传动(弹性联轴器)—齿轮减速器—带减速的双输出减速器—万向联轴器(齿轮联轴器)—两压辊
  或:电机—皮带传动(弹性联轴器)—带减速的双输出减速器—万向联轴器(齿轮联轴器)—两压辊
  电机—减速器—同步齿轮箱—两压辊(同步齿轮箱是悬挂于两压辊主轴上的)
  该类传动一般适用于中压压块机
  1.3、电机—减速器—联轴器—主动压辊—同步齿轮—被动压辊
  该类传动一般适用于低压压块机,其造价低,但维修比较繁琐。
  2、压力调整方式
  2.1  油缸形式:由液压站和单作用液压缸完成,独立液压站给液压缸提供足够压力,并通过液压缸顶紧压球机浮动轴承座,通过压力表显示来控制和反馈物料成型时的实际压力。
  2.2  弹簧形式:采用螺旋式或碟型弹簧顶紧浮动轴承座,通过调整弹簧的压缩量,控制物料成型时的实际压力。
  2.3、螺杆固定形式:予先设定螺杆的强度,机器运转时不能反映和控制物料的实际压力,这种设备结构简单,制造成本低,售价便宜。
  实际生产中以油缸形势应用最多,一般高压压块机和中压压块机均用油缸形似,低压的可用弹簧形式和螺杆固定形式。
  3、 压球机辊套形式
  3.1、无键装配形式
  无键装配形式其中分为两种: 大过盈配合热装法和胀套装配法,大过盈配合热装法是把带球窝的辊套加热后装到轮毂上,这种装配形式加工精度高,加工温度控制严格,更换时必须有专用装置,一般用于高压压球机;胀套装配法是采用标准胀套来连接辊套与主轴,该方法有利于现场更换辊皮,但之际应用中胀套的预紧力不好掌握。这两种方法都可应用与高、中压压块机,实际应用中高压压块机以大过盈配合为主,中压压块机一胀套装配法为主。
  3.2、键联结装配方式
  即轴和辊套均有键槽,利用键把轴套联接,由于轴上开有键槽和螺纹,故主轴直径比无键装配形式的轴径略粗大。该方法一般用于低压设备。
  3.3、其它方法
  如胀套与键连接配合使用的装配方法,还有部分过盈与胀套配合装配方法等。
  4、进料装置
  进料在装置是压块设备不可或缺的一部分,其目的是为给主机提供足够稳定的用有一定致密度的料流。目前常用的有三种结构,它们分别是:预压机、料柱、进料斗。
  4.1、预压机
  预压机有自己单独的传动系统,是通过螺旋实现对物料的预先压缩的,其目的是排除物料之间的空气,针对不同的物料,该预压螺旋从设计上也有一些不同,其不同之处有:螺旋螺距的不同,螺旋形式的不同,如有的要增加必要的锥螺旋段或者设计成变螺距螺旋,其目的是更有利于对物料的压缩。
  一般对于高压压块机需要预压螺旋,实践中很多预压螺旋并没起到真正应该起到的作用,这主要与其设计水平与制造精度有关。
  4.2、料柱
  像高压辊磨机一样,料柱的目的能形成有一定致密度的物料,它是通过有一定高度的料管实现的,此外它也有必要的控制物料流量装置,一般通过单板阀解决,像预压机一样,它也必须有防止物料从压辊侧边溢出的结构。料柱的高度与物料性质与其工艺而定,一般情况下不低于1.5m。用料柱作为进料装置的一般可应用于中压压块机,在有个高压压块机中也可应用。
  4.3、进料斗
  进料斗是最简单普通的进料装置,实际就是一方便工艺接口的容器,此外也有简单的防止物料从压辊侧边溢出的结构。它一般在低压压块机上应用。
  5、机架
  随着总压力的不同,压块机的机架结构也是有着区别的,其主要区别并不在于结构上的区别而在于强度上的区别,一般通用的结构有箱式结构和方梁铰接结构。
  四、压块机的选型
  压块机的选型一般分三个步骤:1、看所压物料是否有可成球性;2、要达到合适强度所需要的压块机的线比压;3、总体产能要求。这里最重要的是线比压的要求。
  当弄清楚以上情况后再根据工艺配置要求,以及对配套设备的认知选择其配置。因此压块机的选型一般要通过试验来确定,不同的物料区别很大,及时相同的物料不同的工艺也有一定的区别,为得到合理的选型和配置,试验是必须的。

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