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鋼渣烘干機新理論給烘干領域帶來新變革

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 鋼渣烘干機新理論給烘干領域帶來新變革

烘干(包括烘干和磨碎)是當代飛 速發展的經濟社會必不可少的一個工業環節。在各種金屬、非金屬、化工礦物原料及建筑材料的加工過程中,烘干作業要消耗巨大的能 量,而且又是個低效作業。物料烘干過程中,由于作業中產生發聲、發熱、振動和摩擦等作 用,使能源大量消耗。因而多年來界內人士一直在研究如何達到節能、高效地完成烘干和磨 碎過程。從理論研究到創新設備(包括改造舊有的設備)直至改變生產工藝流程。

目前烘干 理論、工藝和設備的研究主要著重于:

(1)研究在烘干中節能、高效的理論,也力求找出新 理論突破人們已熟知的烘干三大理論;

(2)研究新的非機械力的高能或多力場聯合作用的破 碎設備,目前還沒見有工業化的設備,只是研究階段;

(3)改進現有設備,這方面經常是根 據用戶自己需要來進行,而江油黃龍烘干設備制造有限公司目前主要從事研制這類新設備。

對于上述諸問題,由于 國外礦山自80年代以來發展緩慢使得這方面進展不大。國外新設備較少,國內由于國營大型 礦山投入極少,也沒有什么發展,而中小礦山由于各地原料的需求不等,近幾年得到一定的 發展。

烘干理論

物料烘干是一個歷史悠久的話題。早在20世紀50年代艾利斯-查爾默斯公司就開始大規模研究烘干工作,60年代得出具有重大意義的結論。隨著研究的深入,人們熟知了高功率的烘干作業[1],可以用來改善能源效率和降低生產成本。B. H.Bergstrom在研究單顆粒烘干時發現,在空氣中一次烘干的碎片撞擊金屬板時 明顯地產生二次烘干,一次烘干的碎片具有的動能占全部烘干能量的45%。如能充分利用二 次 烘干能量,則可提高烘干效率。也有人指出,較小的持續負荷比短時間的強大沖擊更有希望 烘干物料。我國胡景昆和徐小荷研究顆粒的烘干時得出結論,靜壓烘干效率為100%,單次沖擊效率在35%~40%左右。為了節約能量,提高烘干效率,應多用靜壓烘干,少用沖擊粉 碎。Schonert研究表明,如果使大批脆性物料顆粒受到50MPa以 上的壓力,就能夠由“料層烘干”節約出可觀的能量。目前“料層烘干的理論”已為烘干界 的公認,根據料層烘干理論研制的新設備有美國諾德伯格公司的旋盤圓錐烘干機、俄 羅斯的慣性圓錐烘干機等[2]。

多碎少磨的原則指導研制以料層烘干原理的新型 烘干機是當前主要方向。1996年第四屆全國粉體工程學術會議上鄧躍紅、張智鐵發表了《物 料烘干分形行為的研究》一文[3],作者認為烘干理論的研究應歸結為3個大的方 面:強度理論的研究、烘干效果的評價、烘干功耗的研究。長期以來,烘干理論的研究主要 停留在經驗應用和統計推測上,人們了解烘干的規律尚不明確、不系統。人們期待鋼渣烘干機新理論的 出現會給烘干領域帶來一次變革。

1982年B.Mandelrot提出分形理論應用在巖 石 理論研究方面,而作者把它應用在烘干理論上。經過研究,作者成功地運用了分形理論推導 了強度與缺陷分布分維數之間關系,建立了烘干顆粒粒度分布模型,找到了分維數、分布 指數與烘干概率之間的關系,用顆粒表面分維數Ds將3個功耗理論統一起來。

為了 優化顎式烘干機工作,馬少健和陳炳辰利用實驗室小型復擺顎式烘干機,分別進行單顆粒給料、窄粒級給料和混合粒級給料的烘干試驗[4],研究結果是:(1)影響顎式烘干 機產物粒度特性的因素除物料自身硬度以外,還與包括給料粒度大小、組成、排礦口尺寸以 及烘干腔內物料的松散狀態有關;(2)在顎破機烘干物料時,無論是料層烘干還是單顆粒破 碎,給料粒度增大,產物粒度變小。因此,生產中應根據給料粒度選擇適宜規格的顎式烘干 機和調節排料礦口尺寸;(3)料層烘干較單顆粒烘干更能降低烘干產物粒度。因此生產中應盡量維持烘干機的烘干腔內適宜的料層,以減小烘干產物粒度。

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