CN109266846B - 智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能型一体化圆筒混合造粒机，包括前段圆筒、后段圆筒、检测装置、执行装置和控制系统，通过混合制粒主控制器将烧结生产的配料系统、圆筒混合机及产品输出系统组合在一起，通过现场检测装置对生产系统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，使其对工艺参数进行必要的调整，以达到最佳工艺参数匹配，实现生产效率和产品质量的最优化配置；圆筒混合机具有混合与制粒两种功能，在混合机内经转换装置将两种功能组合在一起。本发明在实现对设备的智能化控制，达到节能、高效、稳定、安全的同时，具有结构简单、流程短、体积小、重量轻、消耗低的特点，具有较高推广使用价值。

Description

智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法，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、高效的智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法。

背景技术

圆筒混合机混料造粒系统应用于冶金烧结厂，作为对烧结原料进行混合和制粒的生产系统，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其造球制粒效果不能令人满意。

圆筒混合机混匀、制粒质量的优劣与混合原料的性质、添加水量及生产系统工艺参数等有关。生产系统工艺参数的影响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备中，以上这些生产工艺参数在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，现有混合装备无法满足随生产条件变化而进行装备调整的技术条件，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。在冶金烧结现场实际应用中，一次混合机和二次混合机均采用了串联布置，占地面积很大，设备故障多，检修维护工作量大，同时由于两台混合机串联，自动化控制复杂且难度较大。

在现有技术文献CN203577735U中，公开一种大型圆筒混合机用新型筒体，包括出料端筒节、出料端滚圈段筒节、中间筒节、齿圈架筒节、进料端滚圈段筒节、进料端筒节、进料端密封环、内置凸法兰、内置凹法兰、铰制孔螺栓、齿圈密封环、滚圈密封环构成。在技术文献CN205687979U中，公开了一种用于烧结生产的强力混合工艺中的混合装置，所述装置包括原料输送皮带、强混皮带、第一圆混皮带、强力混合机、第一圆筒混合机、第二圆筒混合机，其特征在于：原料输送皮带连接至强力混合机的进料端，强混皮带设置在强力混合机的出料端和第一圆筒混合机的进料端之间，第一圆混皮带设置在第一圆筒混合机的出料端和第二圆筒混合机的进料端之间。在技术文献CN105200229A中，公开了一种改善烧结混合制粒的方法，将配加到烧结原料的烧结返矿筛分，按粒度分成等级，加水润湿，分别加入到烧结一次混合机和二次混合机，其粒度等级为0mm～1mm，1～3mm，和3～5mm，三个粒度级别，将要配加的烧结返矿级别为0mm～1mm的颗粒加水润湿后直接加入到烧结一次混合机中进行搅拌，混匀；将1mm～3mm和3mm～5mm的颗粒加水润湿后加入到烧结二次圆筒混合机中，进行造球。但对比以上文献，其造粒效果均不太理想。

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工艺方法和装备的不足，本发明提供一种混合烧结矿使用的环保、节能、高效的智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法。

本发明对一次混合机和二次混合机进行了一体化设计，同时采用先进的现场检测装置和执行装置，通过智能化计算机控制，简化设备结构，缩短生产工艺流程，通过对生产工艺参数的合理匹配，可以实现以一台较小直径的一体化智能型混合机替代较大的两台串联大直径通用混合机的功能，即可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，一种智能型一体化圆筒混合造粒机及其生产方法，包括前段圆筒、后段圆筒、可倾动底座、检测装置、执行装置和控制装置，所述前段圆筒和后段圆筒经中间转换装置连接成一体并且固定设置在所述可倾动底座上，所述可倾动底座上固定地设置有柔性传动装置和具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、设置在前段圆筒的前端上的配料称量计量装置、以及设置在后段圆筒的卸料端上的烧结料粒度分级装置和成品称量计量装置；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、设置在前段圆筒和后段圆筒上的刮刀装置和洒水装置、以及设置在前段圆筒的前端上的给料装置和给料机；以及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，调整所述前段圆筒和后段圆筒的洒水水量、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，所述前段圆筒和后段圆筒的填充率在12～25％之间。

可优选的是，所述前段圆筒和后段圆筒的填充率在15～22％之间。

可优选的是，所述可倾动底座绕所述倾动转轴的转角调整范围为1.5°至3.5°。

本发明另一方面，提供一种基于前述智能型一体化圆筒混合造粒机的生产方法，包括以下步骤：

S1：将烧结原料Q1、烧结原料Q2和烧结原料Q3经给料机上的配料称量计量装置按主控制器给定的数据称量后，由二级传送带送入前段圆筒进行烧结原料混合；

S2：洒水装置在所述主控制器的控制下以预设好的洒水量加湿烧结原料，同时前段圆筒在柔性传动装置的带动下进行旋转混料；

S3：烧结原料在前段圆筒内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀并加湿均匀，并在可倾动底座的倾斜角度作用下向前运动，经中间转换装置进入后段圆筒进行制粒；

S4：混合并加湿的烧结原料在后段圆筒内重复提升、翻转和抛离运动，不断长大达到一定粒度，完成制粒过程；以及

S5：所述后段圆筒将制粒后的造粒后物料自后段圆筒卸料端排出至成品输送装置，所述成品输送装置上的成品称量计量装置对其进行称量，同时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以及所述称重传感器反馈回的所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据、所述绝对值编码器反馈回的倾动转轴的转角和增量型编码器反馈回的柔性传动装置的转速，控制调整所述可倾动底座的倾角，所述前段圆筒和后段圆筒的转速，同时对洒水装置的洒水量，以及前段圆筒的填充率进行修正，以保持前段圆筒和后段圆筒的参数匹配，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。

本发明的特点和有益效果是：

1、本发明对一体化圆筒混合造粒机生产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系统，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、本发明采用了可倾动的节能、环保、智能型一体化圆筒混合造粒机，一台较小直径的一体化智能型混合机替代较大的两台串联大直径通用混合机的功能，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。

3、本发明可以根据支撑辊轮受力进行检测结果反馈给智能控制系统，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、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系统，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。

附图说明

下面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是智能型一体化圆筒混合造粒机生产工艺方法的系统图；以及

附图2是智能型一体化圆筒混合造粒机的装备图。

本发明中主要附图标记如下：

前段圆筒1，后段圆筒2，可倾动底座3，支撑底座4，柔性传动装置5、5′，柔性支撑装置6，倾动液压缸7、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，转换装置12，检测用粒度分级装置13，配料称量计量系统14，成品称量计量系统15，液压马达16、16′，刮刀装置17，洒水装置18，给料机19，主控制器20，给料装置21，卸料端22，上位机23，烧结原料24，二级传送带25，造粒后物料26，成品输送装置27。

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。

如图1和图2所示，本发明的智能型一体化圆筒混合造粒机，包括前段圆筒1、后段圆筒2、可倾动底座3、检测装置、执行装置和控制装置，前段圆筒1和后段圆筒2经中间转换装置12连接成一体并且固定设置在可倾动底座3上，可倾动底座3上固定地设置有柔性传动装置5、5′和具有多个柔性辊轮61的柔性支撑装置6，可倾动底座3在倾动液压缸7、7′驱动下能绕倾动转轴8调整预设角度；检测装置包括设置在每个柔性辊轮61处的称重传感器9、设置在倾动转轴8的一端部的绝对值编码器10、设置在柔性传动装置5、5′上的增量型编码器11、11′、设置在前段圆筒1的前端上的配料称量计量装置14、以及设置在后段圆筒2的卸料端22上的烧结料粒度分级装置13和成品称量计量装置15；执行装置包括在柔性支撑装置6上的液压马达16、16′、倾动液压缸7、7′、设置在前段圆筒1和后段圆筒2上的刮刀装置17和洒水装置18、以及设置在前段圆筒1的前端上的给料装置21和给料机19；以及控制装置包括对主控制器20以及与上位机23通讯连接的通信装置，主控制器20接收称重传感器9获得的柔性辊轮61的受力状态数据和分布情况数据，调整前段圆筒1和后段圆筒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。

本发明另一方面提供一种基于前述智能型一体化圆筒混合造粒机的生产方法，包括以下步骤：

S1：烧结原料Q1241、烧结原料Q2242、烧结原料Q3243等多种原料经给料机19上的配料称量计量装置14按主控制器20给定的数据称量后，由二级传送带25送入前段圆筒1进行原料混合并加湿；

S2：洒水装置18在主控制器20的控制下以预设好的洒水量加湿烧结原料24，同时前段圆筒1在柔性传动装置5的带动下进行旋转混料；

S3：烧结原料24在前段圆筒1内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀并加湿均匀，并在可倾动底座3的倾斜角度作用下向前运动，经中间转换装置12进入后段圆筒2进行制粒；

S4：混合并加湿的烧结原料24在后段圆筒2内重复提升、翻转和抛离运动，不断长大达到一定粒度，完成制粒过程；以及

S5：后段圆筒2将制粒后的造粒后物料26自后段圆筒2卸料端22排出至成品输送装置27，成品输送装置27上的成品称量计量装置15对其进行称量，同时粒度分级装置13对造粒后物料26进行粒度分析，主控制器20根据粒度分析结果以及称重传感器9反馈回的柔性辊轮61的受力状态数据和分布情况数据、绝对值编码器10反馈回的倾动转轴8的转角和增量型编码器11反馈回的柔性传动装置5、5′的转速，控制调整可倾动底座3的倾角，前段圆筒1和后段圆筒2的转速，同时对洒水装置18的洒水量，以及前段圆筒1的填充率进行修正，以保持前段圆筒1和后段圆筒2的参数匹配，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。

作为本明的优选，所述圆筒混合机的前段圆筒1和后段圆筒2的轴线与水平面之间所夹角度调整范围为1°至5°，常用1.5至3.5°。

作为本明的优选，圆筒混合机的前段圆筒1的填充率在12～25％之间，常用15～22％。

本发明的实施原理：待混合的烧结原料24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24经中间转换装置12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。造粒好后的烧结原料24自一体化混合机排出，输送至下部工序。

工作过程：

参见图1～2所示，智能型一体化圆筒混合造粒机自入料端的前段圆筒1经给料装置21接受二级传送带25输送来的由烧结原料251、烧结原料252、烧结原料253等多种烧结原料组成的混合原料，经洒水装置18加湿后，在前段圆筒1的旋转运动作用下，混合料在前段圆筒1内不断重复提升、翻转、抛离运动达到混合均匀的目的，并在圆筒倾斜角度作用下向前运动。混匀后经由中间转换装置12改变工艺参数后进入后段圆筒2，混合均匀的物料在后段圆筒2内不断重复提升、翻转、抛离，物料不断聚集长大至一定粒度，达到制粒均匀的目的，并在圆筒倾斜角度作用下继续向前运动。经后段圆筒2制粒后的烧结原料自后段圆筒2卸料端22排出，经成品称量计量系统15统计处理后进入成品输送装置27，现场成品取样装置22间断取出少量成品，进入检测用粒度分级装置13对成品进行粒度分级分析处理，并按分析结果控制调整一体化混合机的倾角和转速，在调整制粒参数的同时对混匀的参数进行同步修正，以保持一体化圆筒混合造粒机的整体效果。

在一体化圆筒混合造粒机的前段圆筒1和后段圆筒2的工作过程中，柔性支撑装置6中设置的称重传感器9，采集前段圆筒1和后段圆筒2的柔性辊轮的受力状态数据反馈至控制系统的主控制器20，主控制器20分析柔性辊轮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系统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，充分发挥装备潜能，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。

本发明采用了智能型一体化圆筒混合造粒机，并具有自动检测和自动控制系统，可以对混合机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)

1.一种智能型一体化圆筒混合造粒机，其特征在于，包括前段圆筒、后段圆筒、可倾动底座、检测装置、执行装置和控制装置，

所述前段圆筒和后段圆筒经中间转换装置连接成一体并且固定设置在所述可倾动底座上，所述可倾动底座上固定地设置有柔性传动装置和具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、设置在前段圆筒的前端上的配料称量计量装置、以及设置在后段圆筒的卸料端上的烧结料粒度分级装置和成品称量计量装置；

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、设置在前段圆筒和后段圆筒上的刮刀装置和洒水装置、以及设置在前段圆筒的前端上的给料装置和给料机；以及

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，调整所述前段圆筒和后段圆筒的洒水水量、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所述的智能型一体化圆筒混合造粒机，其特征在于，所述前段圆筒和后段圆筒的填充率在12～25％之间。

3.根据权利要求2所述的智能型一体化圆筒混合造粒机，其特征在于，所述前段圆筒和后段圆筒的填充率在15～22％之间。

4.根据权利要求1所述的智能型一体化圆筒混合造粒机，其特征在于，所述可倾动底座绕所述倾动转轴的转角调整范围为1.5°至3.5°。

5.一种利用权利要求1至4之一所述智能型一体化圆筒混合造粒机的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将烧结原料Q1、烧结原料Q2和烧结原料Q3经给料机上的配料称量计量装置按主控制器给定的数据称量后，由二级传送带送入前段圆筒进行烧结原料混合；

S2：洒水装置在所述主控制器的控制下以预设好的洒水量加湿烧结原料，同时前段圆筒在柔性传动装置的带动下进行旋转混料；

S3：烧结原料在前段圆筒内重复提升、翻转和抛离运动以实现混合均匀并加湿均匀，并在可倾动底座的倾斜角度作用下向前运动，经中间转换装置进入后段圆筒进行制粒；

S4：混合并加湿的烧结原料在后段圆筒内重复提升、翻转和抛离运动，不断长大达到一定粒度，完成制粒过程；以及

S5：所述后段圆筒将制粒后的造粒后物料自后段圆筒卸料端排出至成品输送装置，所述成品输送装置上的成品称量计量装置对其进行称量，同时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以及所述称重传感器反馈回的所述柔性辊轮的受力状态数据和分布情况数据、所述绝对值编码器反馈回的倾动转轴的转角和增量型编码器反馈回的柔性传动装置的转速，控制调整所述可倾动底座的倾角，调整所述前段圆筒和后段圆筒的转速，同时对洒水装置的洒水量，以及前段圆筒的填充率进行修正，以保持前段圆筒和后段圆筒的参数匹配，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。