鐵礦石粒度與化驗(yàn)環(huán)節(jié)的關(guān)系探討

劉麗敏

新天鋼集團(tuán)天津鐵廠有限公司質(zhì)量監(jiān)察部 河北 邯鄲 056404

引言

當(dāng)前，鋼鐵企業(yè)大宗原料和燃料的質(zhì)量控制復(fù)雜煩瑣，原料和燃料的資源日益匱乏，價(jià)格波動(dòng)很大，欺詐和造假行為頻發(fā)。各種質(zhì)量異議和復(fù)檢要求，對(duì)促進(jìn)原材料和燃料的質(zhì)量控制產(chǎn)生了阻礙和精細(xì)化的要求。嚴(yán)格遵守質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)規(guī)范、機(jī)械化操作、自動(dòng)化控制、最小化或消除人為因素，開放性和透明度，定量值是原材料燃料質(zhì)量的當(dāng)前趨勢(shì)。

1 振動(dòng)破碎機(jī)和圓盤破碎機(jī)

1.1 振動(dòng)破碎機(jī)

振動(dòng)破碎機(jī)是一種高效的粉末制造設(shè)備，它由料斗、料斗蓋、撞環(huán)和設(shè)置在料斗中的擊塊組成。料斗在加工過程中被強(qiáng)制振動(dòng)。物料以圓形方式通過擠壓，剪切，沖擊和研磨而出現(xiàn)破碎，并具有粉末快速研磨和較大的進(jìn)料粒度的優(yōu)點(diǎn)。但是，其缺陷是，每個(gè)時(shí)刻只有容器的內(nèi)壁和撞針的外壁，撞針的內(nèi)壁和撞針的側(cè)面兩個(gè)沖擊面。因此，不能充分利用機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行的工作，并且存在少量的大顆粒物質(zhì)，其粉碎后的尺寸不滿足實(shí)驗(yàn)室的要求，因此需要諸如手動(dòng)的輔助措施，通過篩選和研磨或多機(jī)篩選和研磨可解決此問題[1]。

1.2 圓盤破碎機(jī)

盤式破碎機(jī)是指定用于礦石工業(yè)中分析樣品制備的設(shè)備之一，其主要任務(wù)執(zhí)行部分包括固定式破碎盤和活動(dòng)式破碎盤。固定磨盤與機(jī)體相連，移動(dòng)磨盤與驅(qū)動(dòng)主軸相連。固定的研磨盤與移動(dòng)的研磨盤嚙合，以在研磨腔和研磨盤之間形成間隙。在研磨腔中，會(huì)被床層壓力和剪切力高速破碎成所需的粒度，并沿著固定和可移動(dòng)研磨盤之間的間隙拋出。圓盤切碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是可以使用添加劑粉碎和剪切粉碎機(jī)制進(jìn)行充分粉碎，并且可以將物料粉碎得更細(xì)，并且粒度完全滿足實(shí)驗(yàn)室測(cè)試要求。然而，由于結(jié)構(gòu)的限制，也存在某些缺陷。對(duì)于立式圓盤磨床，進(jìn)料粒度必須細(xì)，大顆粒不能進(jìn)入圓盤，這需要更高的預(yù)破碎效果和手動(dòng)篩分，或者需要輔助措施進(jìn)行粗磨，例如機(jī)械篩選和研磨。對(duì)于臥式砂輪機(jī)，可動(dòng)砂輪的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)更高，以使進(jìn)入砂輪的所有物料都隨旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，并微調(diào)砂輪的間距。該材料無須打磨就直接從光盤上滑落，這部分材料必須手動(dòng)拋光至所需的晶粒尺寸。

2 智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)中的破碎

當(dāng)前市場(chǎng)上智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)中使用的大多數(shù)研磨設(shè)備是帶有篩網(wǎng)的振動(dòng)研磨設(shè)備，該篩網(wǎng)添加了與現(xiàn)有振動(dòng)研磨機(jī)的測(cè)試粒度要求相對(duì)應(yīng)的篩網(wǎng)，并對(duì)物料進(jìn)行了篩分。并通過出口排出，不符合粒度要求的物料將繼續(xù)被壓碎并在料斗中被壓碎，直到其完全通過篩網(wǎng)，該過程終止。該設(shè)備解決了傳統(tǒng)振動(dòng)破碎機(jī)的粒度問題，但也存在一定的缺陷。首先，斷面篩網(wǎng)的阻塞具有較差的水分適應(yīng)性，并且黏性材料傾向于黏附在篩網(wǎng)上并堵塞開口，這降低了篩網(wǎng)效率，導(dǎo)致物料破裂或變質(zhì)以及測(cè)試的準(zhǔn)確性。其次，低收集率。篩網(wǎng)和研磨室的殘留材料可以通過負(fù)壓抽吸或正壓吹掃進(jìn)行清理和排出，可以通過除塵裝置進(jìn)行處理，但仍不能保證徹底清潔。從理論上講，剩余的材料不能丟棄，否則會(huì)破壞材料的代表性。最后，不均勻性。應(yīng)使用粉碎和篩分方法對(duì)影響樣品均勻性的材料進(jìn)行選擇性分層，并添加混合裝置。

3 粒度對(duì)化驗(yàn)誤差的影響

目前，國家標(biāo)準(zhǔn)推薦了鐵礦石粒度指標(biāo)，但國內(nèi)鋼鐵企業(yè)的實(shí)施情況并不相同。寶鋼使用100目，武鋼使用120目，酒鋼使用160目。為了適應(yīng)各種鋼鐵公司的原材料特性，并防止過度的材料壓碎或浪費(fèi)勞動(dòng)和能源，通過分析120目和160目鐵精礦以進(jìn)行成分比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：160目和120目樣品影響很小或完全沒有效果。如果振動(dòng)偏轉(zhuǎn)率大，則負(fù)滑移時(shí)間會(huì)很短，但是如果偏轉(zhuǎn)率太高，則模具振動(dòng)的最大加速度會(huì)非常大，并且設(shè)備會(huì)受到更大的沖擊，從而導(dǎo)致會(huì)影響振動(dòng)裝置的工作穩(wěn)定性和使用壽命。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，當(dāng)連續(xù)鑄造機(jī)結(jié)晶器的電動(dòng)缸以非正弦狀態(tài)振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)撓度為 0.15 ～ 0.3。

4 組合研磨設(shè)備在智能自動(dòng)樣品制備中的應(yīng)用

振動(dòng)研磨和盤式研磨的組合方法在智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)中的應(yīng)用效果非常好，只需稍作改動(dòng)即可。首先，修改振動(dòng)研磨機(jī)和盤式研磨機(jī)的進(jìn)出口，并采用出料漏斗，溜槽和收集箱的結(jié)構(gòu)，以滿足智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)的物料輸送設(shè)備的需求，機(jī)械手具有自動(dòng)進(jìn)給，接收和傳送功能。其次，避免交叉污染，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行，并在振動(dòng)研磨機(jī)和盤式研磨機(jī)的出口處安裝空氣吹掃裝置。

修改后的設(shè)備的工作過程如下：在先前的破碎過程中，將鐵礦石加工成顆粒大小為3mm，然后利用機(jī)械手將其倒入礦石振動(dòng)破碎機(jī)的進(jìn)料孔中，以進(jìn)行初步破碎。根據(jù)礦石類型和樣品量設(shè)置振動(dòng)時(shí)間，破碎到1mm后，破碎機(jī)的振動(dòng)時(shí)間自動(dòng)停止。機(jī)械手將初步破碎的料倒入立式圓盤研磨機(jī)中。盤式砂輪機(jī)調(diào)整適當(dāng)?shù)拈g距，會(huì)自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)室要求的150目粒度的研磨操作，并且在卸料時(shí)，機(jī)械手將其取出并進(jìn)入收縮或包裹環(huán)節(jié)。

用于智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)的改進(jìn)型組合研磨設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：首先，振動(dòng)研磨機(jī)和盤式研磨機(jī)之間的物料傳輸使用全自動(dòng)6軸機(jī)械手。機(jī)械手只需將振動(dòng)研磨機(jī)完成的物料倒入圓盤研磨機(jī)的入口，而無須任何工作干預(yù)。其次，振動(dòng)式和盤式研磨機(jī)的出口沒有篩網(wǎng)設(shè)計(jì)，物料收集充分，樣品代表性強(qiáng)，沒有選擇性的破碎和收集現(xiàn)象。出料形式簡單，沒有樣品堵塞，可以輕松實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，無須人工干預(yù)，非常適合智能化自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)。第三，物料通過機(jī)械手傳送。振動(dòng)式和盤式組合的研磨方法，充分利用了兩個(gè)單一裝置的優(yōu)點(diǎn)，避免了弊端，確保了粒度要求，同時(shí)保證了樣品采集的速度，均勻性。可以很好地實(shí)施，代表性可以確保樣品制備和檢查的準(zhǔn)確性。最后，振動(dòng)磨機(jī)與盤磨機(jī)組合的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了智能自動(dòng)磨削，達(dá)到了自動(dòng)化要求，結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、材料適應(yīng)性強(qiáng)，并且樣品制備精度可以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，避免了人為干擾因素，大大提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語

總之，振動(dòng)研磨機(jī)和盤式研磨機(jī)在智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)中是分開使用的，沒有自動(dòng)完成和無人值守的操作。在市場(chǎng)上，新型的帶有篩子的振動(dòng)研磨機(jī)具有低收集率，樣品代表性差等問題。研磨單元是實(shí)施智能自動(dòng)樣品制備系統(tǒng)的關(guān)鍵，因此，需要根據(jù)現(xiàn)有的振動(dòng)研磨機(jī)和盤式研磨機(jī)的特性進(jìn)行了有效的改進(jìn)。