一種新的煤餅密度測量方法
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陳 旭
（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，天津 300457）
摘要：介紹了一種新的煤餅密度測量方法。該方法可實現(xiàn)煤餅密度實時、準(zhǔn)確的測量，并為研究煤餅密度與搗固頻率、焦炭質(zhì)量、煤餅倒塌率之間的關(guān)系提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：搗固裝煤；煤餅密度；測量 中圖分類號：TQ520.5
0 引言
搗固焦?fàn)t是將煤料搗固成煤餅形狀，并通過裝煤裝置將煤餅送入炭化室內(nèi)。由于采用搗固成型的方式，故搗固焦?fàn)t相對于頂裝焦?fàn)t可加入更少的優(yōu)質(zhì)煉焦煤，從而降低用煤成本。目前我國煉焦煤的儲量僅為2 758億噸，占全國已查明煤炭資源儲量的27%，去除高灰、高硫、難洗選、不能用于煉焦的部分，優(yōu)質(zhì)的焦煤和肥煤的資源稀缺，占已查明煤炭資源儲量的比例不足6%和3%。由于搗固焦?fàn)t可以加入更少的優(yōu)質(zhì)煉焦煤，加入了更多弱粘結(jié)煤，從而需要通過搗固機將煤餅搗固成型。而在煤餅搗固成型后，煤餅的密度是決定煤餅倒塌率及焦炭質(zhì)量的重要因素。因此，可以通過對煤餅密度的測量指導(dǎo)配煤、保證設(shè)備正常運行和提高焦炭質(zhì)量，同時對研究煤餅密度與煉焦過程的關(guān)系起到積極的作用。
1 現(xiàn)有煤餅密度測量方法
目前，國內(nèi)對于搗固煤餅密度的測量均為人工取樣，然后到相關(guān)地點進行稱量。該方法具有以下缺點：①工人勞動強度大，耗費人力；②測量周期長；③在不影響設(shè)備正常運行的情況下，一般只能從煤餅頂部取樣，但頂部存在浮煤，造成測量精度受人為因素影響，誤差大；④偶而也可以從煤餅前部或側(cè)部進行取樣，但該操作過程中設(shè)備不能正常運行，且由于搗固后煤餅密度大，強度高，人工取樣困難，容易造成煤餅倒塌，威脅操作人員安全。
2 一種新的煤餅密度測量方法
無論何種型式的搗固焦?fàn)t機械，其搗固煤箱的結(jié)構(gòu)型式是相似的，均采用四周擋板封閉，底部為托煤板支撐，通過頂部加料搗固成型的方式。該搗固成型方式已經(jīng)在實際中大量應(yīng)用，但由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，只有頂部為敞開式便于給料，因此，直接取料只能從煤餅的頂部進行。若想準(zhǔn)確計算出煤餅的密度，需要對煤餅不同高度進行取樣測量。因此需采取更加合理的取料方式，使取料過程更加便捷，采集數(shù)據(jù)更加可靠。本文介紹一種新的測量方法，該方法是通過在煤箱側(cè)壁兩側(cè)開取料孔，并通過取料裝置對煤餅厚度方向進行整齊取料，然后將煤料放人稱量裝置進行稱量，再將煤料倒入溜槽中通過余煤回收裝置進行回收再利用。新的煤餅密度測量裝置斷面圖如圖1所示。
2.1 取料位置的選擇
煤箱四周由前擋板、后擋板、左側(cè)壁、右側(cè)壁組成。前擋板和后擋板安裝方向為煤餅運行方向，故不適合安裝取料裝置，因此，只有左、右兩個側(cè)壁位置最適合取料。左、右側(cè)壁為封閉式結(jié)構(gòu)，若想取料必須在適當(dāng)位置開取料孔。
由于煤餅搗固成型過程的特殊性，為保證煤餅測量密度的準(zhǔn)確性，分別對煤餅的不同高度位置進行取料測量，一般情況下可分為上、中、下3個位置，但也可根據(jù)具體情況適當(dāng)增加取料點�？紤]到物料的回收，取料點采用階梯式布置。取料孔位置分布如圖2所示，上、中、下3個取料孔排列為階梯狀，取料孔高度差應(yīng)與間距配合設(shè)計，并應(yīng)考慮煤料回收溜槽的設(shè)計，最下面的取料孔與煤餅底面高度差應(yīng)結(jié)合搗固煤餅初次布料高度適當(dāng)選取。
2.2 取料孔開閉的實現(xiàn)
煤箱側(cè)壁為保證搗固煤餅成型的重要結(jié)構(gòu)件，若直接在其上開孔取料，必將影響煤餅成型的穩(wěn)定性。因此，在保證搗固煤餅穩(wěn)定性的情況下，取料孔必須具備開啟及鎖閉功能，并且保證鎖閉后與煤箱側(cè)壁內(nèi)壁平面的平面度。
取料孔開閉裝置如圖3所示。該裝置安裝在煤箱側(cè)壁上，小門的一端采用合頁安裝方式，另一端在液壓缸或氣缸的作用下沿導(dǎo)向軌道翻轉(zhuǎn)。在導(dǎo)向軌道的前端有一直線段，可實現(xiàn)小門與煤箱側(cè)壁的鎖閉。小門前端與側(cè)壁設(shè)計成一定斜度配合，可在保證小門開閉自如的情況下盡量減小與側(cè)壁間的縫隙，同時亦可保證小門與側(cè)壁內(nèi)壁在同一平面上。
2.3 取料方式的選擇
由于煤餅為搗固成型，密度較大，人工取料較困難，且人工取料存在較多的不穩(wěn)定性，故需要設(shè)計一種自動取料裝置，取料方向為煤餅厚度方向。
由于搗固煤餅的厚度相對固定，故取料體積可以設(shè)定為固定值。取料裝置可位于煤箱側(cè)壁任一側(cè)的任意高度，主要由軌道、移動臺車架、取料套筒、吊掛輪、移動油缸和推桿油缸等組成，可實現(xiàn)對煤餅的自動取料，并可自動將煤料推出進行稱量。
為保證取料過程中不對煤餅產(chǎn)生影響，需對取料套筒做一定的處理。將取料套筒的端部倒斜角，倒角后應(yīng)盡量保證套筒與煤餅接觸為線接觸，以便更好地將煤塊從煤餅上切割下來。取料套筒前端結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示，當(dāng)取料套筒與煤料接觸時，除能將煤塊順利剝離出來以外，還將對煤塊以外的煤料產(chǎn)生擠壓力，從而保證煤餅不會因為煤塊的剝離而破壞倒塌。
2.4 煤料的稱量
在將煤料取出后，需要對其進行稱量，而稱量可在車上或車下進行。本文對車上自動稱量的方式進行討論。由于取料裝置已經(jīng)占據(jù)了側(cè)壁的一側(cè)，則稱量裝置只能布置在另一側(cè)。為此，需在取料裝置相反的另一側(cè)側(cè)壁上設(shè)置出料孔，出料孔的開閉方式與取料孔相同。煤料的稱量主要由電子秤完成，并輔以翻轉(zhuǎn)油缸、接料槽和氣路吹掃等功能。煤料稱量后，即可將數(shù)據(jù)存儲到PLC經(jīng)程序計算后，可得出相應(yīng)煤料的密度。
當(dāng)煤料稱量完畢后，需將接料槽上的煤料盡快清掃，即通過翻轉(zhuǎn)油缸推動電子秤翻轉(zhuǎn)，將接料槽上的煤料倒出，并配合氣路吹掃功能，將接料槽吹掃干凈，以備下一次的稱量。
2.5 煤料的回收
為了避免環(huán)境的污染，減少資源的浪費，煤料稱量后應(yīng)進行回收再利用。為了將稱量煤料完全回收，在每個稱量裝置下安裝有溜槽，煤料可經(jīng)溜槽統(tǒng)一回收到搗固裝煤車下的余煤回收裝置內(nèi)，不會造成污染和浪費。
3 結(jié)論
本文通過對現(xiàn)有煤餅密度測量方式的介紹，結(jié)合搗固裝煤車的結(jié)構(gòu)特點，提出了一種煤餅密度測量的方法。該測量方法，不但可實現(xiàn)對煤餅密度的準(zhǔn)確測量，且測量周期短，在整個測量過程中，無人為操作環(huán)節(jié)，降低了勞動強度，且測量數(shù)據(jù)更可靠。
