立窑企业改造新的十四项技术之一----圆库改造型均化库,是指在普通圆库上采用漏斗流式均化装置,对库内物料从上至下、全断面、立体式的以漏斗流为特征的全方位取料,并使取料混合均化与出料同步,从而使均化效果明显优于普通圆库。
这种漏斗流式均化装置为突出其无动力均化作业的节能优点,可称“无动力均化装置”;又因为均化作业时,它具有引导物料流向、并使其从中通过的基本特性,还可称为“化导流装置”。
漏斗流式均化装置已取得发明专利授权。专利号:ZL95106148.8(本项专利至今未向任何单位、个人和设备制造厂家转让--作者注)。本文就圆库改造型均化库的技术要点及其均化原理作一介绍。
1 圆库改造型均化库的技术途径与应用问题
排除采用空气和机械这类有动力均化的技术方法,设想通过一定的技术途径将圆库出料时本已存在的漏斗流效应加以强化来大大提高其均化功能。普通圆库出料时的漏斗流效应较为微弱,究其原因,一是圆库本身空间结构庞大,出料时漏斗流运动过程缓慢;二是圆库底部出料通道的上口,实际是个取料口,其下口才是出料口。即一个圆库实质上是一个大漏斗。那末,如能将一个圆库在高度方向上分解成数十个甚至更多的同径“漏斗”,则可达到在缩小其单元空间的同时,又相应大大增加了漏斗的数量。这样出料时众多漏斗流的相应迭加,可大大强化漏斗流效应。但是,这种与圆库同径的众多漏斗如何就位,在工程上显然难以实施,工艺上也行不通,因为圆库贮存的是常规粉状或块粒物料,而不是流态化物质。为将上述漏斗就位于圆库中,且能正常进料、布料,取得应用的可能性,唯一的办法就是考虑缩小通常用来承料的漏斗锥壁部。当将该部上限逐渐缩小到漏斗底部上口,即与取料口相重合而成为一种结构特殊的小“漏斗”,然后将它们合理组合。可以发现,在已有圆库这种特定条件下,它们同样可以起到真正“漏斗”的作用。因为,通常含义下,漏斗锥壁部的承料功能,此时实际上已被圆库内的物料所取代,而圆库内的物料,则仍由库壁和库底锥壁部所承接。如此,设想就位于圆库内部的众多漏斗,可以全部去掉其锥壁部,这时留下的是能起漏斗功能作用的取料和出料的核心部分,即众多的特定单元件漏斗。将这些漏斗自上至下恰当连接,即构成本发明“漏斗流式均化装置”主体的实施方案之一。
但是,要使上述技术方案能得以实际应用并取得良好的预期均化效果,必须解决如下几个方面的问题:
(1)要使漏斗对断面上所取的料层尽量“薄”,即实施“薄层”取料。因为如果取较小的料量,即能取得由断面各层中物料组成的混合料,与须取较大容量,方能组成上述的混合料相比,其均匀性程度,显然“薄层”要优于“厚层”,且因“厚”“薄”程度不同,致使均化效果相去甚远。
(2)应采取措施,使在同一断面所取的混合料比“薄层”取的混合料容量更小,以使均化效果更好。
(3)必须做到,不但能对库内上部断面物料实施“薄层”或优于“薄层”的取料均化作业,而且还能采取到沿装置高度料层中的物料。从而实现迭加式漏斗流运动,以达强化漏斗流效应之目的。
(4)要考虑既能对粉状料、又能对块粒料均化的适应性应用。
2 “漏斗流式均化装置”的均化原理
“漏斗流式均化装置”主要由特定单元件漏斗自上而下组合成漏斗群体结构,相应形成出料时物料可在自重作用下从中通过的物料流通道;漏斗之间,构成物料由此间距内进入物料流通道的系列进料分口。特定单元件漏斗,可以由平面板、曲面板等部件拼装而成,也可以由它为单元件组成组合件形式。其结构可以是直形或锥形的管段,可以是薄壁螺
旋 管 节
(见图1),也可以是叶片式中空螺旋节(见图2),或是它们的变形组合等多种形式,其中以薄壁螺旋管形式为佳。不论何种形式,其实质就在于它们都具备漏斗的功能作用。在同一组合件及其装置中,所构成的物料流通道截面形状和大小可以一致,也可以不一致。而且各种结构形式的组合件及其装置,既可独立使用,又可相互配合使用。目的在适应工艺需要,提高均化效果。
图1,薄壁螺旋管节结构形式之一。
普通圆库实质上是个被放大了的特大型漏斗。只是出料时所形成的漏斗流缓和,得到的混合料层数相当有限,伴随的漏斗流效应大为减弱,因而其主要功能只是贮存物料。而当圆库引入本装置后,就从根本上改变了普通圆库出料时只能从库底出料口部位取料和出料的传统方式,代之以通过本装置,为沿其高度方向料层中的物料,提供了出料时在自重作用下,按装置中众多漏斗的特定结构,从相应漏斗的系列进料分口,进入装置中物料流通道的条件,且通道与料库出口相通。于是出料时物料在众多漏斗作用下,进行迭加式漏斗流运动后,从库的出料口卸出,实现了对库中物料从上至下、全断面、立体式的以漏斗流为特征的全方位取料均化作业。可见这一过程明显地增强了漏斗流效应。这正是"漏斗流式均化装置"的基本功能和均化原理所在。
图2,叶片式中空螺旋结构形式之一 。
3 工业应用
3.1 应用特点
上述均化装置,直立安装于库底出料口上方和就位于库面进料口处的顶板。对于粉状和块粒物料,采用不同的耐磨耐用性组合件结构,易于安装和维修。应用实践表明,投运已逾三年的均化装置,至今仍完好无损,运行正常,从未检修过。
采用该项技术,无须增加均化用动力,无须新增土建投资,无须更换原有进出料工艺设备,对所有新老普通圆库都可装备为改造型均化库。使用中,可放宽对物料水分的需求,并使出料通畅,还有益于改善物料的结拱现象。对于库内物料因贮存时间长,出现结库不下料或下料不畅的情况,近来该项均化装置另外还附加配套机电振动助卸系统,供必要时使用。
3.2 均化效果检测
在贵州省金沙县贵马建材有限责任公司6m×14m石灰石圆库上对块粒物料进行均化,效果见表1。
在江苏省镇江市长江水泥厂φ6m×14m生料库上对粉状物料进行均化。均化效果见表2。均化前后生料质量状态见表3。
表1在石灰石圆库上均化效果。 表2,在生料库上均化效果。
表3,生料TCaCO3不同控制值时的合格率情况对比。
检测表明,圆库改造型均化库具有明显的均化效果。
同时需指出,和任何均化设施一样,其均化效果与应用厂相关装备配套、进料条件以及生产运行的管理状况有关。所以对于具体厂而言,为充分发挥其效能,应根据其间歇式均化作业的特点,加强科学管理,同样十分重要和值得重视。
3.3 数种均化设施比较
均化设施比较见表4。
由表4可见,改造型均化库除了具有较为明显均化效果外,同时还具有投资低、节能、适用性强、运行费用极低等突出的优点。
4 结语
立窑企业的“改造、提高”,根本目的在于提高产品质量和降低成本以及文明生产。由于立窑无法像旋窑那样,对入窑生料的煅烧进行灵活操作和即时调整处理,这就要求提供给立窑煅烧的生料质量(成分、配热、均匀性等),应不低于旋窑的供料。可相当部分立窑企业现状是:原燃料预均化和生料均化工艺环节薄弱,这极大地制约了企业向优质、高产、节能的更高目标发展。而作为新十四项技术之一的圆库改造型均化库技术,则为众多立窑企业提供了适用于对原料、燃料、生料、熟料和水泥的均化手段。其费用仅是空气搅拌库投资的十分之一左右。