CN109200933A - 智能型圆筒混合机混料造粒生产装备及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，包括一次圆筒混合机、二次圆筒混合机、检测装置、执行装置和控制装置，通过控制装置将烧结生产的给料装置、一次圆筒混合机、二次圆筒混合机及成品输送装置组合在一起。通过检测装置对生产装备的各种工艺参数进行现场采集、比较、分析和处理，并将处理结果通过通讯装置反馈至执行装置，由执行装置对工艺参数进行调整，以达到最佳的工艺参数匹配。本发明采用自动检测和自动控制装置，可以对一次混匀和二次制粒的效果进行实时检测，并通过调整圆筒转速、倾角、填充率、洒水量等工艺参数，实现对混料造粒生产的智能化控制，并实现生产效率和产品质量的最优化配置。

Description

智能型圆筒混合机混料造粒生产装备及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种圆筒混合机混料造粒生产方法及其装置，特别涉及一种应用于冶金烧结企业混合烧结矿使用的环保、节能、高效、智能型的圆筒混合机混料造粒生产装备及其生产方法。

背景技术

圆筒混合机混料造粒装置应用于冶金烧结厂，作为对烧结原料进行混合和制粒的生产装备，一般分为一次混合混匀和二次混合造粒两个生产过程，因圆筒混合机体积、重量大，振动和噪音较严重，圆筒内壁结料的清理也比较困难，尤其是作为二次混合设备而言其造球制粒效果往往不能令人满意。

圆筒混合机混匀、制粒质量的好坏与混合原料的性质、添加水量及生产装备工艺参数等密切相关。影响生产装备工艺参数的因素主要表现在以下几个方面：1、物料混合与造粒时间；2、混合与造粒转速；3、混合机填充率；4、混合机筒体直径、长度；5、混合机安装倾角等。

在现有的烧结混料装置中，以上这些生产工艺参数在生产装备设计后已基本确定，现场安装生产后无法更改和调整，因现场生产条件的变化，导致混匀和制粒效果参差不齐，现有混合装置无法满足随生产条件变化而进行装置调整的技术条件，并且对成品的产量和混匀制粒的效果质量无法进行有效的判定。

在现有技术文献CN103924064B中，公开了一种烧结矿的制作方法，包括：将原矿破碎，并利用第一筛具进行筛选，筛下物为第一原矿，筛上物为第二原矿；配置烧结物料；将烧结物料输送到一次圆筒混合机内，加入水湿润烧结物料；将烧结物料混合均匀后输送到二次圆筒混合机中制粒；将制粒后的烧结物料颗粒均匀布撒在烧结机台车上；将烧结机点火，使烧结物料开始燃烧；将烧结后的烧结物料冷却，采用第二筛具对冷却处理后的烧结物料进行筛分，筛下物为烧结返矿，筛上物为成品烧结矿。另外，在现有技术文献CN107304461A中，公开了一种用于烧结生产的混合方法，包括一下步骤：1、将铁矿粉、溶剂、燃料送入强力混合机，加水，进行第一段混合；2、将第一段混合后的料送入第一圆筒混合机，加水，进行第二段混合；3、将第二段混合后的料送入第二圆筒混合机或圆筒制粒机，加水，进行第三段混合，得到混合料。对比以上文献，均未从本质上解决上述问题。

发明内容

为了克服现有烧结圆筒混合机混料造粒系统生产装备及其方法的不足，本发明提供一种混合烧结矿使用的环保、节能、高效、智能型圆筒混合机混料造粒生产装备及其生产方法。

本发明采用先进的现场检测手段，通过智能化计算机控制，充分发挥设备潜能，通过对生产工艺参数的合理匹配，可以以较小的规格实现较大的产能指标，同时达到理想的混匀和制粒效果。

本发明解决其以上问题所采用的技术方案是：一种智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，包括一次圆筒混合机、二次圆筒混合机、检测装置、执行装置和控制装置，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机分别与可倾动底座相连接，每个可倾动底座上均固定地设置有回转圆筒、柔性传动装置和设有多个柔性辊轮的柔性支撑装置，所述可倾动底座在倾动液压缸驱动下能绕倾动转轴调整预设角度；所述检测装置包括设置在每个柔性辊轮处的称重传感器、设置在倾动转轴的一端部的绝对值编码器、设置在柔性传动装置上的增量型编码器、设置在一次圆筒混合机的前端上的配料计量装置、设置在一次圆筒混合机的一次卸料端上的成分分析装置、以及设置在二次圆筒混合机的二次卸料端上的烧结料粒度分级装置和成品计量装置；所述执行装置包括在柔性支撑装置上的液压马达、所述倾动液压缸、设置在回转圆筒上的刮刀装置和洒水装置、以及设置在一次圆筒混合机的前端上的前端给料装置；所述控制装置包括对主控制器以及与上位机通讯连接的通信装置，所述主控制器接收称重传感器获得的所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据，调整所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率、调整所述柔性辊轮至安全受力范围，同时控制刮刀装置的启动与停止。

可优选的是，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的轴线与水平面之间所夹角度调整范围为1°至5°。

可优选的是，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的轴线与水平面之间所夹角度调整范围为1.5至3.5°。

可优选的是，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的填充率在15～22％之间。

本发明的另一方面提供一种基于前述智能型圆筒混合机混料造粒生产装备进行的生产方法，包括以下步骤：

S1、一次圆筒混合机通过前端给料装置分别将第一烧结原料Q1、第二烧结原料Q2和/或第三烧结原料Q3在入料端经二级传送带进行原料混合；

S2、洒水装置在所述主控制器作用下以预设洒水水量加湿混合后原料；

S3、一次圆筒混合机接收加湿混合后原料，在可倾动底座带动下进行旋转运动，加湿混合后原料在一次圆筒混合机的回转圆筒内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀，并在回转圆筒的倾斜角度作用下向前运动；

S4、混匀后原料经由一次圆筒混合机的一次卸料端排出，并通过中间给料装置传送到二次圆筒混合机；

S5、所述成分分析装置实时采集中间给料装置的混匀后原料，获得混匀后原料的湿度和成分数据，所述称重传感器获得所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据；所述主控制器根据所述混匀后原料的湿度和成分数据、以及所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据，调整所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率；调整所述柔性辊轮至安全受力范围，同时控制刮刀装置的启动与停止；以及

S6、所述二次圆筒混合机将制粒后的造粒后物料自二次卸料端排出至成品输送装置，粒度分级装置对造粒后物料进行粒度分析，所述主控制器根据粒度分析结果控制调整所述二次混合机的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率进行修正，以保持两台混合机参数匹配。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明对一次混合后的混合料进行成分分析和二次混合后的烧结原料进行粒度分级分析，将分析结果反馈给智能控制装置，使系统根据程序合理调整匹配混料系统工艺参数，如洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角、填充率等，提高混匀和制粒效果。

2、本发明对支撑圆筒的辊轮受力进行检测，根据检测结果反馈给智能控制装置，使系统根据程序合理调整匹配混料系统工艺参数，如圆筒转速、填充率等，在保证产量的前提下实现稳定安全连续生产的目的。

3、本发明还可以根据支撑辊轮受力进行检测结果反馈给智能控制装置，使系统根据程序设定自动启动刮刀装置清理圆筒内壁粘料，减轻设备运转负荷，保证设备长期稳定运行。

4、该发明采用了可倾动的节能、环保、智能型圆筒混合机，满足智能化控制要求，同时采用了橡胶轮胎支撑，通过柔性传动的方式，可以达到吸收机械设备的噪声和振动，达到减轻设备重量和混合机平台负荷的目的，实现稳定高效运行。

5、本发明的二次圆筒混合机将制粒后的造粒后物料利用粒度分级装置进行粒度分析，主控制器根据粒度分析结果控制调整二次圆筒混合机的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率进行修正，以保持两台混合机参数合理匹配。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明的具体技术方案进行详细地说明。

附图1是本发明智能型圆筒混合机混料造粒生产装备的系统图；

附图2是本发明智能型圆筒混合机混料造粒的装置图；

在上述附图中主要附图标记为，一次圆筒混合机1，二次圆筒混合机2，可倾动底座3，回转圆筒4，柔性传动装置5，柔性支撑装置6，倾动液压缸7，倾动转轴8，称重传感器9，绝对值编码器10，增量型编码器11，成分分析装置12，粒度分级装置13，配料计量装置14，成品计量装置15，液压马达16，刮刀装置17，洒水装置18，前端给料装置19，主控制器20，中间给料装置21。

具体实施方式

以下实施例仅用于对本发明进行解释，以了解本发明的实施过程，并不构成对本发明保护范围的限定。

本发明以采用一次、二次分段混合为例进行说明。

如图1、2所示，本发明的智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，包括一次圆筒混合机1、二次圆筒混合机2、检测装置、执行装置和控制装置，通过控制装置将烧结生产的给料装置、一次圆筒混合机、二次圆筒混合机及成品输送装置组合在一起，通过检测装置对生产装备的各种工艺参数进行采集、比较、分析、处理，并将处理结果通过通讯装置反馈至执行装置，由执行装置对工艺参数进行必要的调整，以达到最佳的工艺参数匹配，充分发挥装置潜能，实现生产效率和产品质量的最优化配置。

本发明的一次圆筒混合机1自入料端经前端给料装置19输送混合原料，经加湿、混匀后由一次卸料端111排出并进入二次圆筒混合机2，粒度分级装置13自中间给料装置21上实时采集混匀后原料，经成分分析装置12分析湿度和成分数据后控制一次圆筒混合机1的转速和倾角以及二次圆筒混合机2的洒水量，经二次圆筒混合机2制粒后的造粒后物料自二次卸料端112排出至成品输送装置113，粒度分级装置13对成品进行粒度分级分析，并把分析结果传送给主控制器20，主控制器20控制调整二次圆筒混合机2的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机1的参数进行修正，以保持两台混合机参数的合理匹配。

一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2采用液压驱动的可倾动底座3，固定在可倾动底座3上的回转圆筒4、柔性传动装置5、柔性支撑装置6在倾动液压缸7驱动下可以绕倾动转轴8调整一定角度，柔性支撑装置设有多个彼此并排设置的柔性辊轮61。一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2在柔性支撑装置6中均设置有称重传感器9，将柔性辊轮61的受力状态反馈至计算机控制装置，控制装置分析柔性辊轮61的受力状态和分布情况，适当调整运行参数，并调整转速、充填率以达到最优的混匀、制粒及产量的效果，同时保持柔性辊轮受力处于合理安全状态，同时通过称重传感器参数反馈，控制刮刀装置的启动与停止。

检测装置包括设置在柔性支撑系统6的称重传感器9、设置在倾动转轴8端部的绝对值编码器10、设置在柔性传动装置5的增量型编码器11、一次混合机卸料端设置的成分分析装置12、二次混合机卸料端设置的烧结料粒度分级装置13以及烧结矿生产线上的配料计量装置14和成品计量装置15。

执行装置包括柔性传动装置5的液压马达16、可倾动底座3的倾动液压缸7、刮刀装置17、洒水装置18以及配料计量装置14的前端给料装置19。

控制装置包括对生产装备参数和设备进行通讯、分析、控制、显示、存储等的混合制粒主控制器20以及与上位机23通讯连接的通信装置。

做为本发明的优选，一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2的回转圆筒4的O-O轴线与水平面之间所夹角度β和γ调整范围为1°至5°之间，更优选的为1.5至3.5°之间。

做为本发明的优选，一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2的回转圆筒4的填充率在12～25％之间，更优选的为15～22％。

本发明的工作过程如下：

混合与造粒原理：

待混合的烧结原料按配比自混合机的进料端进入，经混合机的旋转运动，使混合料在混合机圆筒内不断重复提升、翻转、抛离运动，并在圆筒倾斜作用下向前运动。混合均匀后的烧结原料自卸料端排出，进入下部造粒工序。造粒工序与混合工序基本相同，湿润的物料在混合机圆筒内不断重复提升、翻转、抛离运动，不断长大达到一定粒度，完成制粒过程。一般称混匀为一次混合，造粒为二次混合。造粒好后的烧结原料自二次混合机排出，输送至下部工序。

工作过程：

参见图1～2所示，

本发明的智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，包括一次圆筒混合机1、二次圆筒混合机2、检测装置、执行装置和控制装置。

一次圆筒混合机1自入料端经前端给料装置21接受前端给料装置19输送的由第一烧结原料Q1、第二烧结原料Q2和/或第三烧结原料Q3构成的混合原料，经洒水装置18加湿后，在一次圆筒混合机1的旋转运动作用下，混合原料在一次圆筒混合机1的回转圆筒4内不断重复提升、翻转、抛离运动达到混合均匀的目的，并在回转圆筒4倾斜角度作用下向前运动。混匀后原料经由一次圆筒混合机1的一次卸料端111排出，并通过中间给料装置21传送到二次圆筒混合机2，中间取样设备自中间给料装置21上间断采集混合好的原料，经成分分析装置12分析湿度和成分数据后控制一次圆筒混合机1的转速和倾角以及二次混合机洒水量。经二次圆筒混合机2制粒后的烧结原料自二次圆筒混合机2的二次卸料端112排出至成品输送装置，现场成品取样装置对成品进行粒度分级分析，并按分析结果控制调整二次混合机的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机1的参数进行修正，以保持两台混合机参数的合理匹配。

在一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2工作过程中，柔性支撑装置6中设置的称重传感器9采集柔性辊轮61的受力状态数据反馈至控制装置的主控制器20，主控制器20分析柔性辊轮61的受力状态和分布情况，判断混合机工作状态，适当调整运行参数，并调整转速、充填率以达到最优的混匀、制粒及产量的效果，同时保持柔性辊轮61受力处于合理安全状态，同时通过称重传感器9参数反馈，控制刮刀装置17的启动与停止。

主控制器20通过现场检测装置对生产装备的各种工艺参数进行采集、比较、分析、处理，并将处理结果反馈至现场执行装置，由执行装置对工艺参数进行必要的调整，以达到最佳的工艺参数匹配，充分发挥装置潜能，实现安全稳定、生产效率和产品质量的最优化配置。主控制器20同时与上位机23通讯，上传现场生产数据，并接受上位机23指令。

通过上述描述可知，本发明智能型圆筒混合机混料造粒生产方法可以归纳为以下步骤：

S1、一次圆筒混合机1通过前端给料装置19分别将第一烧结原料Q1、第二烧结原料Q2和/或第三烧结原料Q3在入料端经二级传送带114进行原料混合；

S2、洒水装置18在主控制器20作用下以预设洒水水量从而加湿混合后原料；

S3、一次圆筒混合机1接收加湿混合后原料，在可倾动底座3带动下进行旋转运动，加湿混合后原料在一次圆筒混合机1的回转圆筒4内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀，并在回转圆筒4的倾斜角度作用下向前运动；

S4、混匀后原料经由一次圆筒混合机1的一次卸料端111排出，并通过中间给料装置21传送到二次圆筒混合机2；

S5、成分分析装置12实时采集中间给料装置21的混匀后原料，获得混匀后原料的湿度和成分数据，同时称重传感器9获得柔性辊轮61的受力状态数据和分布情况数据；主控制器20根据所述混匀后原料的湿度和成分数据、以及柔性辊轮61的受力状态数据和分布情况数据，调整一次圆筒混合机1和二次圆筒混合机2的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率；调整柔性辊轮61至安全受力范围，同时控制刮刀装置17的启动与停止；以及

S6、二次圆筒混合机2将制粒后的造粒后物料自二次卸料端112排出至成品输送装置113，粒度分级装置13对造粒后物料进行粒度分析，主控制器20根据粒度分析结果控制调整二次圆筒混合机2的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机1的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率进行修正，以保持两台混合机参数匹配。

本发明采用了自动检测和自动控制装置，可以对一次混匀和二次制粒的效果进行实时检测，并通过调整设备工艺参数如圆筒转速、倾角、填充率、洒水量等参数，可以实现对设备的智能化控制，达到节能、高效、稳定、安全的使用效果，具有较高推广使用价值。

最后所应说明的是：以上实施例仅以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，包括一次圆筒混合机、二次圆筒混合机、检测装置、执行装置和控制装置，其特征在于，

所述一次圆筒混合机和所述二次圆筒混合机分别与可倾动底座相连接，每个可倾动底座上均固定地设置有回转圆筒、柔性传动装置和设有多个柔性辊轮的柔性支撑装置，所述可倾动底座在倾动液压缸驱动下能绕倾动转轴调整预设角度；

所述检测装置包括设置在每个柔性辊轮处的称重传感器、设置在倾动转轴的一端部的绝对值编码器、设置在柔性传动装置上的增量型编码器、设置在一次圆筒混合机的前端上的配料计量装置、设置在一次圆筒混合机的一次卸料端上的成分分析装置、以及设置在二次圆筒混合机的二次卸料端上的烧结料粒度分级装置和成品计量装置；

所述执行装置包括与柔性支撑装置相连的液压马达、所述倾动液压缸、设置在回转圆筒上的刮刀装置和洒水装置、以及设置在一次圆筒混合机的前端上的前端给料装置；以及

所述控制装置包括主控制器以及与上位机通讯连接的通信装置，所述主控制器接收称重传感器获得的所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据，调整所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率；调整所述柔性辊轮至安全受力范围，同时控制刮刀装置的启动与停止。

2.根据权利要求1所述智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，其特征在于，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的轴线与水平面之间所夹角度调整范围为1°至5°。

3.根据权利要求2所述智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，其特征在于，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的轴线与水平面之间所夹角度调整范围为1.5至3.5°。

4.根据权利要求1所述智能型圆筒混合机混料造粒生产装备，其特征在于，所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的回转圆筒的填充率在15～22％之间。

5.一种根据权利要求1至4之一所述智能型圆筒混合机混料造粒生产装备进行的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、一次圆筒混合机通过前端给料装置分别将第一烧结原料Q1、第二烧结原料Q2和/或第三烧结原料Q3在入料端经二级传送带进行原料混合；

S2、洒水装置在所述主控制器作用下以预设洒水水量加湿混合后原料；

S3、一次圆筒混合机接收加湿混合后原料，在可倾动底座带动下进行旋转运动，加湿混合后原料在一次圆筒混合机的回转圆筒内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀，并在回转圆筒的倾斜角度作用下向前运动；

S4、混匀后原料经由一次圆筒混合机的一次卸料端排出，并通过中间给料装置传送到二次圆筒混合机；

S5、所述成分分析装置实时采集中间给料装置的混匀后原料，获得混匀后原料的湿度和成分数据，同时所述称重传感器获得所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据；所述主控制器根据所述混匀后原料的湿度和成分数据、以及所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据，调整所述一次圆筒混合机和二次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率；调整所述柔性辊轮至安全受力范围，同时控制刮刀装置的启动与停止；以及

S6、所述二次圆筒混合机将制粒后的造粒后物料自二次卸料端排出至成品输送装置，粒度分级装置对造粒后物料进行粒度分析，所述主控制器根据粒度分析结果控制调整所述二次圆筒混合机的倾角和转速，同时对一次圆筒混合机的洒水水量、圆筒转速、圆筒倾角和填充率进行修正，以保持两台混合机参数匹配。