刘丽敏

新天钢集团天津铁厂有限公司质量监察部 河北 邯郸 056404

引言

当前，钢铁企业大宗原料和燃料的质量控制复杂烦琐，原料和燃料的资源日益匮乏，价格波动很大，欺诈和造假行为频发。各种质量异议和复检要求，对促进原材料和燃料的质量控制产生了阻碍和精细化的要求。严格遵守质量标准、科学规范、机械化操作、自动化控制、最小化或消除人为因素，开放性和透明度，定量值是原材料燃料质量的当前趋势。

1 振动破碎机和圆盘破碎机

1.1 振动破碎机

振动破碎机是一种高效的粉末制造设备，它由料斗、料斗盖、撞环和设置在料斗中的击块组成。料斗在加工过程中被强制振动。物料以圆形方式通过挤压，剪切，冲击和研磨而出现破碎，并具有粉末快速研磨和较大的进料粒度的优点。但是，其缺陷是，每个时刻只有容器的内壁和撞针的外壁，撞针的内壁和撞针的侧面两个冲击面。因此，不能充分利用机械振动进行的工作，并且存在少量的大颗粒物质，其粉碎后的尺寸不满足实验室的要求，因此需要诸如手动的辅助措施，通过筛选和研磨或多机筛选和研磨可解决此问题[1]。

1.2 圆盘破碎机

盘式破碎机是指定用于矿石工业中分析样品制备的设备之一，其主要任务执行部分包括固定式破碎盘和活动式破碎盘。固定磨盘与机体相连，移动磨盘与驱动主轴相连。固定的研磨盘与移动的研磨盘啮合，以在研磨腔和研磨盘之间形成间隙。在研磨腔中，会被床层压力和剪切力高速破碎成所需的粒度，并沿着固定和可移动研磨盘之间的间隙抛出。圆盘切碎机的优点是可以使用添加剂粉碎和剪切粉碎机制进行充分粉碎，并且可以将物料粉碎得更细，并且粒度完全满足实验室测试要求。然而，由于结构的限制，也存在某些缺陷。对于立式圆盘磨床，进料粒度必须细，大颗粒不能进入圆盘，这需要更高的预破碎效果和手动筛分，或者需要辅助措施进行粗磨，例如机械筛选和研磨。对于卧式砂轮机，可动砂轮的旋转角度应更高，以使进入砂轮的所有物料都随旋转而旋转，并微调砂轮的间距。该材料无须打磨就直接从光盘上滑落，这部分材料必须手动抛光至所需的晶粒尺寸。

2 智能自动样品制备系统中的破碎

当前市场上智能自动样品制备系统中使用的大多数研磨设备是带有筛网的振动研磨设备，该筛网添加了与现有振动研磨机的测试粒度要求相对应的筛网，并对物料进行了筛分。并通过出口排出，不符合粒度要求的物料将继续被压碎并在料斗中被压碎，直到其完全通过筛网，该过程终止。该设备解决了传统振动破碎机的粒度问题，但也存在一定的缺陷。首先，断面筛网的阻塞具有较差的水分适应性，并且黏性材料倾向于黏附在筛网上并堵塞开口，这降低了筛网效率，导致物料破裂或变质以及测试的准确性。其次，低收集率。筛网和研磨室的残留材料可以通过负压抽吸或正压吹扫进行清理和排出，可以通过除尘装置进行处理，但仍不能保证彻底清洁。从理论上讲，剩余的材料不能丢弃，否则会破坏材料的代表性。最后，不均匀性。应使用粉碎和筛分方法对影响样品均匀性的材料进行选择性分层，并添加混合装置。

3 粒度对化验误差的影响

目前，国家标准推荐了铁矿石粒度指标，但国内钢铁企业的实施情况并不相同。宝钢使用100目，武钢使用120目，酒钢使用160目。为了适应各种钢铁公司的原材料特性，并防止过度的材料压碎或浪费劳动和能源，通过分析120目和160目铁精矿以进行成分比较。实验结果是：160目和120目样品影响很小或完全没有效果。如果振动偏转率大，则负滑移时间会很短，但是如果偏转率太高，则模具振动的最大加速度会非常大，并且设备会受到更大的冲击，从而导致会影响振动装置的工作稳定性和使用寿命。在实际生产过程中，当连续铸造机结晶器的电动缸以非正弦状态振动时，振动挠度为 0.15 ～ 0.3。

4 组合研磨设备在智能自动样品制备中的应用

振动研磨和盘式研磨的组合方法在智能自动样品制备系统中的应用效果非常好，只需稍作改动即可。首先，修改振动研磨机和盘式研磨机的进出口，并采用出料漏斗，溜槽和收集箱的结构，以满足智能自动样品制备系统的物料输送设备的需求，机械手具有自动进给，接收和传送功能。其次，避免交叉污染，实现自动连续运行，并在振动研磨机和盘式研磨机的出口处安装空气吹扫装置。

修改后的设备的工作过程如下：在先前的破碎过程中，将铁矿石加工成颗粒大小为3mm，然后利用机械手将其倒入矿石振动破碎机的进料孔中，以进行初步破碎。根据矿石类型和样品量设置振动时间，破碎到1mm后，破碎机的振动时间自动停止。机械手将初步破碎的料倒入立式圆盘研磨机中。盘式砂轮机调整适当的间距，会自动完成实验室要求的150目粒度的研磨操作，并且在卸料时，机械手将其取出并进入收缩或包裹环节。

用于智能自动样品制备系统的改进型组合研磨设备的优点是：首先，振动研磨机和盘式研磨机之间的物料传输使用全自动6轴机械手。机械手只需将振动研磨机完成的物料倒入圆盘研磨机的入口，而无须任何工作干预。其次，振动式和盘式研磨机的出口没有筛网设计，物料收集充分，样品代表性强，没有选择性的破碎和收集现象。出料形式简单，没有样品堵塞，可以轻松实现连续运行，无须人工干预，非常适合智能化自动样品制备系统。第三，物料通过机械手传送。振动式和盘式组合的研磨方法，充分利用了两个单一装置的优点，避免了弊端，确保了粒度要求，同时保证了样品采集的速度，均匀性。可以很好地实施，代表性可以确保样品制备和检查的准确性。最后，振动磨机与盘磨机组合的改进，实现了智能自动磨削，达到了自动化要求，结构简单、设计合理、材料适应性强，并且样品制备精度可以满足标准要求，避免了人为干扰因素，大大提高了生产效率。

5 结束语

总之，振动研磨机和盘式研磨机在智能自动样品制备系统中是分开使用的，没有自动完成和无人值守的操作。在市场上，新型的带有筛子的振动研磨机具有低收集率，样品代表性差等问题。研磨单元是实施智能自动样品制备系统的关键，因此，需要根据现有的振动研磨机和盘式研磨机的特性进行了有效的改进。