于 强

（山西工程职业学院， 山西 太原 030009）

硫酸渣又称黄铁矿焙烧渣或煤渣，是一种化工废渣，其化学成分中铁元素是含量最多的，在炼铁行业经常会通过消化硫酸渣来进行钢铁的治炼以及球团的生产，迄今为止此项工艺已经有近百年的历史，但是在国内，氧化球团的生产过程中，其球团生产的原料配备上，消化大比例的硫酸渣工艺还有待进一步实践和验证，以下假设某球团厂的消化硫酸渣300 000 t氧化球团生产线，在原料配比上带来的工艺参数的变化，轴承磨床研磨工艺的选择有不断提升，以减少球团生产耗能。

1 润磨机的概述

1.1 润磨机的概念及工作原理

润磨机磨床是球团生产过程中的主要设备（见图1），物料加工用水量从8%提高到13%，充分发挥物料与精料的混合作用，增加颗粒的物料表面积，使用磨床可以缩短球团的生产工艺，节约设备能耗，提高矿石质量和金属回收率，改善工作条件和环境条件等作用，使球团生产得到迅速推广。润磨工艺是球团生产中干燥工艺之后的一个重要工序，润磨工艺是在球团生产过程中经过干燥处理后，经过润磨机混合原料，以此为生产的主要设备，原料及其他球团生产的物料混合，进行多次研磨粉碎，来提升球团生产最终需要的预热焙烧等机能[1-2]。

图1 常见的润磨机外观图

1.2 润磨机在球团生产线中的作用

在球团厂进行氧化球团的生产制作过程中，对消化硫酸渣的配比有着严格的标准要求，要求在实际生产中要通过比例配制添加，完成球团的生产制作，但是在球团生产的原料及物料中，多数存在膨润土和硫酸渣的混合物，所以通过润磨机对其进行研磨混合粉碎是尤为重要的一个环节，也慢慢演变为球团在生产后，其原料水分干燥的重要的一个生产工艺和环节，在较早的球团生产时，经常使用球磨机代替润磨机，但其工艺及产品的质量效果远远比润磨机的使用上差了很多，所以目前很多生产线多以润磨机使用为主，对球团的生产起到至关重要的作用。

1.3 润磨机的生产工艺及其主要参数分析

在消化硫酸渣氧化球团的生产过程中，其润磨机的磨床转速较低，一般为10 r/min 左右，润磨机的控制时间一般控制在5 min 左右，但是由于工作条件以及润磨机数值的不同，其控制时间也略微有不同，但总体来说，润磨机的使用达到了不仅是粉碎的目的，还有一定的混合目的。其主要参数分析见表1。

表1 润磨机的部分技术参数

2 润磨机选用两种轴承的优缺点比较

轴承常用的有滑动轴承与滚动轴承（如图2 所示），仍旧以300 000 t 消化硫酸渣的氧化球团矿生产线为例，进行润磨机轴承的优化选用分析。

图2 滑动轴承与滚动轴承

2.1 滚动轴承的选用

根据摩擦扭矩测试结果，滚动轴承的摩擦扭矩约为滑动轴承的1%，也就是说，考虑到生产、安装、润滑等实际工况，采用选择滚动轴承，润磨机的摩擦功率消耗有所降低，甚至达到了降低近99%的功率消耗值，这是经过理论推算的结果，在实际的球团生产线中，由于滚动轴承的摩擦较小，且润滑油的使用基本可以忽略不计，磨床主轴承的摩擦功率比去年同期减少约90%。同时在滚动轴承的空心轴的生产制造工艺方面，已经有很标准的结构要求，比如尺寸及物料的上下，包括轴承配套的一些要求，全部已经有相关的行业制造标准，所以在节能降耗及提升球团生产时物料的研磨效果是非常有利的。同时滚动轴承的其他优点也不言而喻，比如在传动的效率效果上，有效率高、发热小、润滑油使用量也较少等优点，同时密封保存效果显著，维护保养也较为便捷，在润磨机生产使用过程中工作可靠性较高，性能超高。轴承的内圈外圈和外圈内圈均有相应的通道，经过滚动珠来进行相互作用，套圈采用滚动轴承钢制成，强度高，耐磨性好，用铜合金夹层胶木或塑料制成的效果同样呈现出优越的特点[3-4]。

2.2 滑动轴承的选用

在消化硫酸渣进行球团的生产过程中，使用滑动轴承时产生的振动比较小，噪音小，但与滚动轴承比较出发现同体积的承载能力略大，轴的间隙可调，损毁率相对较小。但是轴承合金瓦的柔顺性较高，而且由于轴封不严格，往往造成“熔岩”，且若是润滑油加入不够，润滑不到位时，易造成磨损或磨损。需要注意的是在滑动轴承的选用上，要考虑润滑油的使用，以减少摩擦带来的损耗。粘度表示了液体流动的内摩擦性能，或者说是流体抵抗剪切变形的能力。润滑油沿油层垂直方向的速度的变化率，也就是速度梯度，如图3 滑动轴承使用润滑油转动梯度速度剖析图所示，层与层之间存在的液体内部摩擦，其剪应力可以计算如下：

图3 滑动轴承使用润滑油转动梯度速度剖析图

式中：u 为储层中任意点的流速；du/dy 为对应于某一点的流速梯度；η 为比例系数，即液体的动粘度，简称为动力粘度。

另外对岗位操作人员的岗位技能水平及操作要求比较高，必须随时遵守润滑和冷却系统的运行转动状态，如图4 滑动轴承在消化硫酸渣时的运行转动状态图所示，在静止到启动，以及不稳定运行的状态都能够很好的把握，并作出及时反馈和调整。

图4 滑动轴承在消化硫酸渣时的运行转动状态图

3 润磨机轴承的优化选用分析

根据上述分析，可以得知，在消化硫酸渣氧化球团的实际生产中，润磨机轴承的选择对于球团的生产工艺占到一定的影响作用，故此在润磨机轴承的选用上，一定要综合考虑，且多以滚动轴承的优选来进行生产，较少或者不选用滑动轴承，且以300 000 t 的球团生产线的实践为例，通过使用滚动轴承之后，润磨机的运行电流即耗电量有所下降，大约下降在20%左右，同时润滑油的使用上也有整体缩减，相对于滑动轴承能够节约大致在70%左右，冷却水的加入量同比节约90%，同时也相应地减少了操作人员的日常巡检和操作周期，消除了轴瓦年度维修工作。在消化硫酸渣，在生产氧化球团项目中配置一定比例的磁铁矿，为达到物料点缀的目的，采用3.2 m×5.4 m 的滚动轴承磨床，即适应工艺要求，更节能的效果经计算可达30%，并在维修中避免了刮削轴承瓦的工作，降低了操作维修人员的工作强度，达到了企业节能的目的。

4 结语

在消化硫酸渣氧化球团生产线中润磨民轴承设计规格，应采用滚动轴承代替滑动轴承，不仅可以节能降耗，还能消除一些重金属的产生，有利于环境保护，同时球团生产的质量也有大幅提升，产生了良好的经济效益和社会效益，同时更好地顺应国家对于环保以及设备节能的要求，促进球团厂的可持续发展。