惯性圆锥破在唐钢钢渣破碎中的应用

王跃　李海英

摘要：无论从钢渣深度提铁（单质铁含量低于2%）还是从综合利用的角度考虑。钢渣的中细破都是钢渣处理的重要环节，惯性圆锥破使钢渣的中破、细破一次完成。节省了设备投资和能源消耗，目前处于市场试用阶段。不同的钢渣、需要不同的锥板选择和参数调整。

关键词：锥板材质；排料间隙；入料布料

一、唐钢钢渣的特性

唐钢钢渣密度3～3.6t/m³，松散系数为1.5～1.6，堆密度为2～2.2t/m³。由于钢渣的冷却条件不同，成分变化，整体的外观有较多的差别。唐钢钢渣显现黑色，密度小，空隙多。经过热闷、初选处理后唐钢钢渣的组分。

一般用钢渣的碱度Cao/（SiO₂2+P₂O₅）（重量比）作为衡量钢渣活性的指标。唐钢钢渣碱度2.30，属于中碱度钢渣（1.8～2.5）。抗压强度168～300MPa，冲击强度为15次，莫氏硬度5～7，质地比较坚硬难于破碎。

二、惯性圆锥锥板材质的选择

作为惯性圆锥破的工作元件，静锥和动锥承受着强烈的、高频次的、反复交变应力的作用，不仅会受到破碎腔内运动的钢渣的摩擦、挤压，其本身还会受到高旋转应力的影响，磨损强度是相当大的，其质量直接影响着惯性圆锥破的工作效率。需要相当高的耐磨性和冲击韧性。

动锥、静锥的材质有三大系列：高锰钢系列、合金钢系列、高低铬系列。

高锰钢是典型的抗磨钢，铸态组织为奥氏体加碳化物。经1000℃左右水淬处理后组织转变为单一的奥氏体或奥氏体加少量碳化物，韧性提高。而超高锰钢Mn18是在普通高锰钢标准成分的基础上，通过提高碳、锰含量来达到改善锰钢组织的目的，不但可以提高锰钢的加工硬化能力，而且可保持高韧性的奥氏体组织，使其在使用时具有良好的耐磨性。

低合金耐磨钢以高强韧性、高硬韧性著称。其强度和硬度高于耐磨锰钢而在非大冲击、磨损工作条件下可替代锰钢；其塑、韧性高于耐磨铸铁，而在一定冲击载荷的磨损工作状况下，使用寿命高于耐磨铸铁。

高铬铸铁的耐磨性好，韧性一般。主要用于小型磨机衬板，小型破碎机锤头和板锤，立磨辊和磨盘等。低铬铸铁的硬度、韧性均大大低于高铬铸铁。

以上分析可以得出超高锰材质的锥板，适合用于唐钢钢渣的破碎。通过近3年的稳定生产核算：新购置的锥板，钢渣破碎能力约50000～55000t。二次加工修复的锥板，破碎能力20000～30000t。

排料間隙的调节-

惯性圆锥破主要工作参数包括偏心静力矩S，排料间隙2λ（动锥和定锥底部径向间隙之和），激振器转速、以及破碎腔的形状等。其中锥破的启动方式多采用软启动和自耦变压启动。启动过程结束后，激振器的转速不再变化。而破碎腔的形状决定于锥板的形式。所以激振器转速、破碎腔的形状属于固定因素。偏心静力矩s与整套设备的运转稳定性相关，一般现场不做调整。通过调节锥破的排料间隙，能够改变锥破的性能指标，如产量、功耗和产品粒度组成等，以满足不同产品需求。唐钢所选惯性圆锥破排料间隙2λ不超过60mm，一般在45～50mm范围内。工作中因衬板磨损使排料间隙增大时，要及时调小排料间隙（参考电流大小：间隙大，电流大。一般电流200A～240A设备型号GYP—1200）

其中小于粒径8mm的占比分别为：78.2%、74%、69%、64.2%。随着排料间隙的增大，电流增大、电机的功率增大。但是单位功耗降低。电机的功率与钢渣入料粒径也有关系，排料间隙不变、入料粒径由60mm渐变到80mm时，电机的电流放大约1.4倍。所以入料粒径控制在60mm以内，是惯性圆锥破稳定工作的条件之一。

Figure 1 Yield and within 8mm particle changes with the discharge size

随着排料间隙的增大，产量提高，产品粒度增大。电机功率增大，实践证明：当排料间隙是46mm时，产量82t/h。达到最好的工作状态。

三、入料控制和布料方式的选择

钢渣入料粒径需要控制60mm以内，含水率不超过3%。惯性圆锥破能够实现过铁保护，大块铁自动停机。但外形不规格的小块铁（约为排料间隙的一般25mm），被锥板挤压成片状铁，不停机直接排出。容易造成锥板的工作面破坏，需要在进入锥破前排出生产线体外（一般通过吊磁皮带和永磁头轮除铁）。

钢渣进入惯性锥破前，通过循环的筛分系统，有稳定的级配。单方向直接入料时，粒径大的钢渣，散落在锥破入料槽靠近入料方向的一侧。入料槽反方向的钢渣粒径小。

持续的入料不均匀，使锥板工作面受到的冲击、挤压、磨削不平衡。容易造成锥板单方向的磨损加剧，使锥板的整体寿命缩短。通过长期实践，采用钟形布料使锥板的磨损情况变得均匀。锥板整体寿命延长10%，加工量由50000t，提升到55000t。布料钟在工作时受钢渣的持续冲击、磨削作用，破损较快。在布料钟表面焊接挡料板，使挡料板长期存储少量的钢渣，作为布料钟的保护层。延长了布料钟的使用周期。

结束语

用于钢渣破碎的锥破，惯性圆锥破破碎比大、产品粒度细而均匀、单位耗能低。受钢渣硬度的影响。相比于其它物料，锥板的加工能力弱。磨损的超高锰材质的锥板，还没有发现较好的修复方法。目前仅是采用高锰焊条在工作面磨损部位堆焊，并手工打磨弧形。堆焊部位强度低，二次使用寿命不长。整体外委加工，费用高。

应该继续探寻钢渣前期处理的优化方案，降低后续加工成本。惯性圆锥破的使用，在实践中改善细节。更好的发挥装备的功效，降低使用成本。