摘要：烧结工序中混料圆筒结料易阻碍混合料料流顺行、降低混匀效果，严重时引发倒料问题，还会增加圆筒运行重量、导致筒体重量失衡，加大运行摆动并缩短设备寿命。传统在线清料装置多采用机械接触式清理，易因装置脱落、磨损失效。柳钢3#360烧结产线一混圆筒安装了高压水枪与丝杆升降机结合的在线清料装置，该装置部件不与圆筒筒体直接接触，通过多个高压水喷头喷射高压水清理结料，具备清理范围广、清料效果好的优势，有效解决了混料圆筒结料及传统清料的诸多问题。

　　关键词：清料装置；圆筒混合机；在线清料；高压水

　　烧结工序中，混料圆筒结料会影响圆筒中混合料料流的顺行及物料混匀效果，结圈严重时会出现圆筒倒料现象，对生产造成不利影响［1］。同时还会导致圆筒运行重量增加，使筒体重量不均衡，造成圆筒运行时摆动幅度加大，从而降低设备使用寿命。长期以来，除了定时停机，人工定时清料能达到较好的清料效果外，各种在线清料方法都未有较好的清料效果。传统混料圆筒在线清料装置，基本采用机械装置清理结料，使机械装置与圆筒内粘结物料直接进行物理接触，利用圆筒本身的旋转运动在线清理积料［2-3］，但物理清料方式存在因装置脱落、磨损而失去清料效果的问题。

　　文章以柳钢3#360烧结产线一混圆筒为例，介绍了一套结合高压水枪与丝杆升降机特点的在线清理混料圆筒结料的装置，该装置与混料圆筒筒体不直接接触，而是利用多个高压水喷头喷出的高压水清料［4］，实现了清理结料的范围广、清料效果好的目标。文章综合分析其结构和实际应用效果，以期为行业发展提供参考。

　　1在线清料装置的结构分析

　　传统混料圆筒的结料清理，通常是在停机后，操作人员手持高压水枪头进入混料圆筒，利用高压水流冲洗，虽然清理速度较快，但存在落料砸人等安全隐患。

　　柳钢3#360烧结产线一混圆筒经过改造增加设备，将清料方式从人工高压水清料转变为高压水在线自动清料。圆筒混合机高压水在线清料装置主要由吊挂装置、移动装置、供水装置三大部分组成。其中吊挂装置将多个高压水喷头悬挂在混料圆筒内部，为高压枪头在混料圆筒内部的移动提供支撑点。移动装置通过丝杆升降机连接可移动大管，为装载在大管内部的小高压管及安装在小高压管上的高压水枪头提供往复直线运动动力。供水装置作用是将水箱内部的储存水通过高压泵加压，并分出多个高压出水口，为多个高压水枪提供高压水流。

　　1.1吊挂装置结构

　　如图1所示，吊挂装置的主体在混料圆筒内部，含钢丝绳、钢丝绳拉紧装置、钢丝绳两端固定框架、吊挂滑轮等部件。吊挂装置利用整根钢丝绳贯穿混料圆筒，通过钢丝绳夹将钢丝绳固定在混料圆筒两端，为移动装置提供固定点。此外，出料端外部的钢丝绳固定框架上，还安装着钢丝绳拉紧装置。一方面通过钢丝绳拉紧装置尾部的调节螺母，可以调节钢丝绳的松紧程度，尽量降低钢丝绳在重力作用下的下挠程度，以保证移动装置安装及运行。另一方面是通过钢丝绳拉紧装置的弹簧产生的弹性伸缩，可以降低钢丝绳受到的刚性冲击［5］。

　　钢丝绳拉紧装置固定在圆筒出料端固定框架上，其结构如图2所示。螺杆上安装着调节螺母，可以通过调节螺母调节压缩弹簧的压缩量。丝杆的另一端的拉环，则用来连接吊挂装置的钢丝绳。

　　吊挂滑轮一方面起到悬吊、装载可移动大管的作用，另一方面在可移动大管直线移动时，吊挂滑轮的滑轮可以减轻可移动大管的磨损。吊挂滑轮上部通过钢丝绳压盖和螺母固定在钢丝绳上，下部的滑轮则吊着装载高压水枪的可移动大管。为保证可移动大管的水平程度，吊挂滑轮的滑轮与钢丝绳之间的距离可以通过丝杆和螺母调节。通过调节间距来保证每个吊挂滑轮的滑轮中心尽量在同一水平线上，从而保证可移动大管的水平直线度，如图3所示。

　　1.2移动装置结构

　　移动装置主要由丝杆升降机、万向联轴节、可移动大管、控制箱、限位传感器等部件组成。丝杆升降机将电机的旋转运动转换为丝杆的直线运动，利用丝杆带动可移动大管。通过限位传感器控制升降机丝杆的行程，使丝杆升降机在到达限位后，改变电机转向，使丝杠带动可移动大管在筒体内部做往复直线移动。丝杆升降机的丝杆端部连接着一个万向联轴节，再通过万向联轴节连接可移动大管。利用万向联轴节具有的活动摆动量，保证混料圆筒内部的清理装置在受到落料撞击时，有效降低可移动大管与丝杆升降机丝杆之间刚性冲击，保证丝杆升降机的正常运行。可移动大管内部装载有多根连接高压水枪的小水管，其由多节不锈钢管焊接形成，每节焊接管端部均有开口，使高压水枪的小水管弯折伸出，每根高压水枪管伸出口的间距相同。通过移动装置为多个高压水枪提供在混料圆筒内部的往复直线运动动力，扩大了清料装置的清理范围。

　　1.3供水装置结构

　　供水装置包含电机、联轴器、主泵、加水泵、不锈钢水箱、储水罐、高压电磁阀、高压球阀、高压胶管、高压水枪、喷嘴、过滤器、控制系统等设备。

　　供水装置的主泵为柱塞泵，作用为将水箱的水进行加压，其输出压力可以通过调压阀进行调节。水箱为不锈钢材质，其配备有排水阀和浮球阀，也设有低水位保护装置。主泵出口的高压水经过管路连接到储水罐的进水口。通过储水罐将一个高压出水口转变为多个高压出水口，为清料装置的多个高压水枪提供高压水。每个储水罐的出水口均按顺序连接着高压球阀、高压电磁阀。采用足够长度的高压胶管，让每根高压胶管一端连接一个高压球阀出口，另一端通过直接头连接一根小不锈钢水管。设置高压水喷头数量时，需根据圆筒混合机筒体长度及筒体壁结料点所在位置两者综合考虑，在易结料区设置多个间距相同的高压水喷头，可以有效清理结料处结料。

　　2在线清料装置的应用与安装

　　2.1间距的选择

　　3#360烧结产线一混圆筒长度为20m，根据以往一混圆筒使用情况得知，从距离圆筒进料端4m左右的位置开始结料。根据以上参数，实际安装时选择了安装4个高压水喷头，每个高压水喷头的间距为2.8m，吊挂滑轮的间距为2.8m，丝杆升降机往复移动的行程通过限位传感器设置为2.7m。方案中，可清洁范围的总长度为11.2m，但因吊挂滑轮的干涉，使得每段清洁带之间都有0.1m无法清洁到的区域，故四段清洁带的实际总长度为10.8m。

　　2.2钢丝绳的安装

　　吊挂装置选用的钢丝绳为不锈钢钢丝绳，其规格为6×19+FCΦ40mm，总长度约30m。安装时在混料圆筒进料端、出料端外部安装钢丝绳的固定框架，钢丝绳固定框架的中心高度相同。钢丝绳拉紧装置则焊接在混料圆筒出料端固定框架上。钢丝绳在安装时须尽量拉紧，并调节拉紧装置的弹簧压缩量，尽量降低钢丝绳的下挠程度，确保下挠度不超过吊挂滑轮的可调节高度，以保证后续安装可移动大管的直线度。

　　2.3可移动大管的安装

　　吊挂装置的滑轮绳槽宽度为90mm，选择的不锈钢可移动大管规格为Φ76mm×6mm，整根可移动大管由4根不锈钢管焊接而成。大管内部的小不锈钢管数量为4根，对应高压水喷头数量为4个，小不锈钢管的规格为Φ22mm×3.5mm。

　　在项目方案中，4根不锈钢大管长度分别为6m、2.8m、2.8m、3.2m，4根小不锈钢管的长度分别约为7m、9.8m、12.6m、15.4m。安装时，先安装最靠近出料端的第一节大管。在大管一端侧面开一个150mm×30mm的缺口。将第一节大管穿过安装在出料端外部的固定框架上的定位滑轮。定位滑轮为两套上下错位安装，两套滑轮垂直间隙为80mm，便于让直径为76mm的大管通过，同时限定大管的上下活动间隙为4mm。将4根小不锈钢管穿入第一节大管，从大管缺口弯折穿出，四根小管均弯折穿出后，在大管缺口一侧的管端口焊接法兰，并将大管的焊接法兰与移动装置的万向联轴器连接。第四节大管的末端需焊接一个吊挂滑轮，降低第四节大管因圆筒落料碰撞而变形弯曲的概率。每两截大管在连接处满焊后，对焊接处加焊横向加强筋。

　　2.4移动装置的安装

　　选用的丝杆升降机型号为SWL10M-IA-Ⅱ-3000FZ，其移动速度为每分钟725mm，丝杆行程为3m。丝杆升降机安装在钢底座上，其丝杆端部的法兰则连接移动装置的万向联轴器，联轴器型号规格为SWC85-300。同时在丝杆升降机的丝杆端部侧面安装感应铁片，安装时须调整好感应铁片的尺寸和感应铁片与接近传感器距离。两个接近传感器型号为XS8D1A1 MBL2，分别安装在丝杆的最短伸长位和最长伸长位。此外接近传感器旁还安装着YBLX-19/111型限位开关作为保护装置，在接近传感器失效时可通过机械限位开关停止丝杆，防止丝杆过度移动而损坏设备。

　　2.5供水装置的安装

　　供水装置主体选择FS41/50型冷水高压清洗机，清洗机直接整合了泵、电机、水箱（材质为304）等部件。现场安装时，将清洗机进水口直接接入生产水路，出水口则通过高压胶管连接到高压水储水罐，高压储水罐的四个出水口则用不锈钢管和直接头连接到KHB-G3/8-1212-03X型高压球阀。高压球阀用不锈钢管和直接头连接WZG型高压电磁阀。最后高压电磁阀用4S13H-5000型高压胶管和直接头连接到移动装置的4根小不锈钢管。安装完毕后，可通过冷水高压清洗机为四个高压水喷头提供高压水。

　　以上安装设计安装完成后整套清料系统达成的效果良好，结料区无明显结料，保障了生产连续稳定。

　　3高压水在线清料装置的不足

　　（1）要避免高压水喷头与吊挂滑轮的碰撞，且高压水喷头无法移动跨过吊挂滑轮，单个高压水喷头只能在两个固定的吊挂滑轮之间的不干涉区域移动，所以高压水喷头的清料范围始终存在无法清理到的区域。

　　（2）清料装置吊挂在混料圆筒内部的移动管、滑轮、喷头等部件，易受到混料圆筒运行中的落料冲击，使得清料装置存在移动管砸断、部件掉落及喷头弯折、堵塞的可能，使清料装置因损坏而无法使用。

　　（3）一混圆筒采用的是加水混合工艺，加水量会影响混料和烧结效果，使用高压水清料装置时，需要明确清料装置开启的时间长度和时间间隔，清料装置开启时需要对加水量进行相应调节，避免因清料装置的喷水对圆筒混料效果造成影响，加水量的调节需要在使用过程中进行多次探索试验，掌握合理的加水量调节参数。

　　4结语

　　综上所述，新型圆筒混合机在线清料装置，通过高压水枪与丝杆升降机结合，既利用了高压水流冲击力强，清洗效率高的特点，又通过丝杆升降机为高压水枪提供在圆筒内部的往复直线运动，使得整套装置在圆筒内部的清理区域大，清料效果好。装置可在线清理结料，无需停机清理，可以保证混料圆筒不因结料在检修周期内停机处理，保证了烧结生产的稳定性、连续性，同时也减少了因混料圆筒结料造成的设备故障。

参考文献

　　［1］张帅，朱梦飞，韦俊东，等.新型加水清料集成技术在烧结圆筒混料中的应用［J］.中国冶金，2021，31（10）：57-61.

　　［2］唐建祖.新型圆筒混合机在线清料装置的开发与应用［J］.烧结球团，2012，37（2）：29-31.

　　［3］袁平刚，王挽平，张晓冬，等.混合机在线清料装置的研发与应用［J］.烧结球团，2016，41（1）：20-22+56.

　　［4］向小平，马承胜，朱梦飞，等.一种在线高压喷吹的混料圆筒防结料装置：CN202220664558.X［P］.2022-08-09.

　　［5］齐超群.圆筒混料机刮料装置的设计与应用［J］.河北冶金，2016（3）：30-31+43.