包文琦，蔡祥奎，徐洪源

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼有限公司，山東 萊蕪 271104）

摘 要：燒結(jié)混合料的粒度分布、混合機(jī)的制粒效果直接關(guān)系到燒結(jié)過(guò)程的料層透氣性和生產(chǎn)效率，因此混合過(guò)程的制粒效果對(duì)燒結(jié)生產(chǎn)具有十分重要的意義。試驗(yàn)通過(guò)模擬混合機(jī)內(nèi)真實(shí)的加水設(shè)施，對(duì)噴頭的霧化直徑、霧化區(qū)域內(nèi)的水量分布進(jìn)行測(cè)量研究，并繪制出水量分布圖，展現(xiàn)了混合機(jī)內(nèi)加水潤(rùn)濕的場(chǎng)景，同時(shí)也為研究噴頭的霧化性能提供了一種方法。

關(guān)鍵詞：混合機(jī)；噴頭；水量；噴水壓力

1 前 言

燒結(jié)生產(chǎn)中，混合料混勻和制粒效果的好壞直接影響到燒結(jié)料層的透氣性和垂直燒結(jié)速度，影響到燒結(jié)礦的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，煉鐵及燒結(jié)廠都重視對(duì)混合機(jī)加水設(shè)施的研究，以期達(dá)到最佳的混合料制粒效果，實(shí)現(xiàn)提高燒結(jié)礦產(chǎn)質(zhì)量和降低成本的目的。本試驗(yàn)通過(guò)模擬生產(chǎn)實(shí)際情況，建立專門試驗(yàn)場(chǎng)地，對(duì)一次混合機(jī)內(nèi)加水噴頭進(jìn)行噴水試驗(yàn)，測(cè)量該噴頭各流量條件下的噴水壓力、霧化直徑以及水量分布等參數(shù)，找出最優(yōu)工藝參數(shù)，并繪制出水量分布圖，展現(xiàn)混合機(jī)內(nèi)加水場(chǎng)景，指導(dǎo)生產(chǎn)。

2 試驗(yàn)方法

2.1 主要試驗(yàn)器材

該試驗(yàn)主要器材：0-1 MPa 壓力表 2 塊；規(guī)格Z41H-16C（DN80）閘閥1件；規(guī)格WP-EMF-A（80）3C1AB10T52 電磁流量計(jì) 1 套；容積 150 mL 內(nèi)徑27.7 mm量筒5件；噴頭2件；卷尺1件；絲頭12件。

2.2 試驗(yàn)步驟

選擇一片空地，在空地上按照混合機(jī)內(nèi)相同的規(guī)格建立一套加水系統(tǒng)，包括噴頭間距、高度和管道直徑，安裝電磁閥、壓力表以及噴頭。試驗(yàn)步驟為：

1）將12個(gè)管道絲頭使用絲堵及球閥進(jìn)行封堵處理，保留1個(gè)絲頭。

2）開啟供水閥門，對(duì)水管進(jìn)行沖洗，同時(shí)確定絲頭水流落地位置。

3）將 5 件量筒分別貼標(biāo)簽編號(hào)：R0、R150、R300、R450、R600。

4）由絲頭水流落地位置開始向南開挖長(zhǎng) 660mm、寬100 mm、深200 mm土坑。

5）將 5 件量筒內(nèi)部積水倒空后，按照數(shù)值編號(hào)，由水流落地位置開始每隔150 mm擺放1件，總長(zhǎng) 600 mm，并安裝霧化噴頭。為防止水流沖擊導(dǎo)致量筒移位歪斜，量筒使用鋼條及磚塊進(jìn)行固定處理；為防止水流未調(diào)節(jié)到位時(shí)水流入量筒，加水閥門開啟前使用槽鋼將所有量筒進(jìn)行遮擋處理。

6）打開管道閥門，水流量調(diào)節(jié)穩(wěn)定后，將量筒頂部槽鋼快速移開，使量筒上方流水落入量筒內(nèi)，并記錄噴頭數(shù)量、噴水量、噴水壓力、噴灑直徑。

7）根據(jù)噴水量大小情況，約1～2 min后快速使用槽鋼將所有量筒同時(shí)進(jìn)行遮擋處理，量筒內(nèi)水位不得出現(xiàn)水滿外溢現(xiàn)象，遮擋好后將水管閥門關(guān)閉。

8）待噴頭內(nèi)部積水排空后，移開槽鋼及固定鋼條、磚塊，取出量筒，對(duì)量筒內(nèi)水量進(jìn)行讀數(shù)記錄。

9）重復(fù)步驟5～8，對(duì)不同噴水量進(jìn)行試驗(yàn)。

2.3 試驗(yàn)及數(shù)據(jù)記錄整理

試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置不同噴頭個(gè)數(shù)、不同壓力以及不同流量，測(cè)量各個(gè)條件下的噴灑覆蓋面直徑、霧化效果及噴水量由圓心沿半徑方向分布情況，數(shù)據(jù)記錄情況如表1所示。

為便于觀察加水量分布情況，將每組試驗(yàn)數(shù)據(jù)中圓心位置噴水量進(jìn)行統(tǒng)一為10 mm處理，整理每組數(shù)據(jù)不同位置加水量比例，情況見表2。

由于相鄰絲頭間距600 mm，對(duì)表2中單個(gè)噴頭噴水分布量進(jìn)行反向疊加，模擬交叉噴水水量分布比例分布圖如圖1所示。

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，采用CAD繪制噴灑水量圓環(huán)密度分布示意圖如圖2所示。

利用CAD圖形，繪制6個(gè)相鄰噴頭噴水模擬分布示意圖，圖中矩形框?qū)?600 mm，長(zhǎng) 2 400 mm，包含4個(gè)完全交叉噴水噴頭，示意圖如圖3所示。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

1）單個(gè)噴頭噴水量≮1 m³ /h時(shí)，噴灑直徑在760mm 以上，由于相鄰絲頭間距 600 mm，噴水能實(shí)現(xiàn)交叉覆蓋。2）單個(gè)噴頭加水量為1 m³ /h時(shí)，噴水量縱向線性分布較好，交叉處橫向分布面積較小。3）單個(gè)噴頭加水量為2 m³ /h時(shí)，噴水量縱向線性分布不均，主要是交叉重疊部位縱向水量局部偏多，但交叉處橫向分布面積相對(duì)較小，總體縱向加水分布較均勻。4）單個(gè)噴頭加水量為2.8 m³ /h時(shí)，噴水量總體分布較均勻。5）本次試驗(yàn)中，使用2個(gè)噴頭同時(shí)進(jìn)行噴水時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)有刮風(fēng)現(xiàn)象，噴水量分布受到一定影響，與單個(gè)噴頭噴水模擬交叉分布有一定差異。

4 結(jié) 語(yǔ)

試驗(yàn)通過(guò)模擬生產(chǎn)中混合機(jī)加水的實(shí)際場(chǎng)景，測(cè)量不同壓力不同流量條件的水量分布，利用CAD進(jìn)行畫圖，形象直觀地表現(xiàn)出了各種條件下的霧化效果，對(duì)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義，具有較好的借鑒意義。