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摘要：在湿法炼锌的冶炼过程中，锌粉作为置换反应的辅助材料，在输送过程中存在洒漏问题，并且漏出的锌粉难以收集，从而极易造成成本的浪费。同时，现场作业人员吸入金属粉尘，容易影响身体健康。另外，连续化生产的工艺特点要求锌粉连续、稳定、可控地输送到反应槽内进行工业化生产，而现有的锌粉给料装置存在着缓存容量小、下料不通畅、难以控制给料量等问题，无法满足生产质量的要求。文章通过对实际生产和锌粉给料装置使用情况进行分析，提出对锌粉给料装置优化改进的措施，为相关企业提供研究参考。
关键词：锌粉盅；缓冲罐；螺旋给料机；脉冲气锤
湿法炼锌工艺中，净化是将中性上清液中影响锌电解正常进行和产品纯度的杂质元素，如铜、镉、镍、钴、砷、锑、锗等除去的工艺过程，采用锌粉置换法来除杂［1］。需要配套设备对锌粉进行填装、转运、加入等动作。首先将锌粉倒入锌粉盅内填装满，先使用专用车辆转运到吊装口，再用单梁电动葫芦将放置在吊装口锌粉盅进行吊运，将锌粉盅放倒在缓冲罐上，锌粉盅内的锌粉通过自重流入缓冲罐，缓冲罐与圆盘给料机之间相互连通，由圆盘给料机将锌粉给入到反应槽中，整个锌粉加入完成。
1锌粉给料过程存在的问题
首先，锌粉吊运过程中，锌粉盅密封面存在缝隙，密封效果差，锌粉颗粒度细小，易发生撒漏，撒漏的锌粉难以进行收集利用，导致锌粉浪费，现场飘散金属粉尘，影响作业环境，不利于操作人员的职业健康；其次，在锌粉加入过程中，容易出现圆盘给料机卡死，下料过程不均匀或断料等情况；为解决以上问题，满足生产和作业的需要，需要对锌粉罐、缓冲罐、给料器等进行改进。
2锌粉给料装置分析
锌粉加料设备装置主要由锌粉盅、缓冲罐、圆盘给料机、变频器、电控箱等部分组成，各部分的工作原理及作用如下：
2.1锌粉盅
主要负责锌粉的装运，底部设置依靠重力自动打开的排料口。在装料过程中存在的问题包括：吊运过程中，排料口密封不足，锌粉从缝隙中漏出洒落；另外，锌粉盅内锌粉流动性较差，形成中间空洞，侧面四周的锌粉无法流入缓冲罐内，需要人工手动搅动后才能流入到缓冲罐内，容易导致锌粉无法实现连续稳定的输送问题，影响正常的生产。
2.2缓冲罐
外形尺寸圆锥形，锌粉盅直接坐落在缓冲罐上，接收来自锌粉盅的锌粉，作为锌粉暂存罐，底部与圆盘给料机连接。
2.3圆盘给料机
对来自缓冲罐内的锌粉，通过调节闸板的开度和电机的运行频率，调控锌粉的给料量。其存在的问题包括：调节闸板开度通过手动调节，开口较大，锌粉给料控制难度大，在锌粉出料过程中，扬尘较大，造成锌粉的损失；给料器使用三角皮带传输动力，皮带磨损或拉长打滑，造成动力不足或皮带断裂，影响给料器的正常运行。
3锌粉给料装置的改进措施
3.1锌粉盅的改进
锌粉盅主要组成部分包括导向套、吊杆、锌粉盅筒体、密封组件等部件，其具体改进措施如下：
3.1.1导向套
在锌粉盅内与筒体内壁焊接，共有两组，其作用引导吊杆上下活动和支撑筒体的作用（防止筒体变形）；外形类似十字架，中间部位空心管外径43mm，壁厚3.5mm，长度60mm，空心管外壁对称均布焊接四根￠30的圆钢，如图1所示。
3.1.2吊杆
主要是锌粉盅吊运的作用，吊杆在使用过程中，需要承受一定的拉力，如果材料选择偏小，容易出现拉断或者弯曲变形，经过受力计算，选用φ30mm材质Q235的圆钢加工制作，与锥底密封组件采用螺纹连接，便于吊杆磨损后更换。吊杆螺杆尺寸M30×90mm，使用双螺母、平垫、弹簧垫对其进行紧固，确保在使用过程中螺栓无松动，保证锌粉盅的使用安全，如图2所示。
3.1.3筒体
根据生产的锌粉使用量，每次锌粉的吊运量约1t，来确定筒体的容积；材质选用Q235钢板，厚度10mm，卷制成外形为φ800mm，高1200mm的圆筒；筒体内部下端500mm位置，内置一个锥形斗，与筒壁成30。的夹角，采用焊接与筒体连接在一起，如图3所示。
3.1.4密封组件
密封组件是关键的部件，车削加工而成，要有一定强度和耐磨性，它由锥形密封面和密封环组成，位于锌粉盅底部位置，锌粉吊运过程中，依靠吊杆受力拉紧锥形密封面与密封环接触，形成一道密封面，防止锌粉撒漏，如图4、图5所示。
3.1.5锌粉盅改进前后对比
首先，原锌粉盅是线环密封形式，密封面积过小，密封效果差；改进后由密封环与锥形密封面紧密贴合，形成面环密封，为保证接触面贴合要求，锥形密封面和密封环均用车床进行精车加工，表面粗糙度Ra3.2μm［2］，圆度0.1mm。
其次，原来锌粉盅底面与存放点接触面积较小，重心偏高，存在倾倒的安全隐患。改进后，将底部接触面增大，解决存放过程中倾倒的安全隐患。
再次，增加锌粉盅的有效装载量，原来锌粉盅装锌粉的重量05t，改进后可以装锌粉1t。改进前后的图片对比，如图6、图7所示。
3.2缓冲罐的改进
缓冲罐侧壁位置安装脉冲气锤装置，脉冲气锤装置由气锤、电控系统、汽水分离器、气源管组成。通过压缩空气提供动力，调节压缩空气的压力；设定时间继电器，控制电磁阀的动作频次，从而实现连续脉冲锤击；断续的振动缓冲罐，锌粉盅在振动条件下，锌粉顺畅地流入缓冲罐内，解决锌粉断料的问题。
缓冲罐主体部分用厚度10mm钢板卷制，斜壁的角度大于60。，各部件之间焊缝单边V型坡口，连续满焊，对内壁焊缝进行打磨，确保内壁光滑，如图8所示。
3.3螺旋输送机的改进
针对圆盘给料机的问题，根据现场的使用要求，采用螺旋输送机（螺旋公称直径D=100mm，螺距S=100mm）［3］代替圆盘给料机，依据生产的实际输送物料量，采用变频控制，调节锌粉的输送量。
在实际的使用中，锌粉粒度细小，螺旋给料机连续运行一周后，轴承部位密封失效，粉尘进入轴承内，导致润滑失效轴承卡死。
为解决轴承故障问题，对螺旋输送机进行局部改进。螺旋前端采用类似迷宫密封+骨架油封密封形式，轴承座与螺旋独立分开的结构形式；靠尾端将螺旋叶片切除部分，最远端直到下料口中心位置即可，避免叶片上锌粉带入尾端轴承密封部位；有效避免密封不严泄漏粉尘和粉尘进入轴承盒内损坏轴承的故障问题，实现设备的稳定运行和均匀地给料的目的，如图9所示。
4锌粉给料装置整体改进后效果
如图10所示，锌粉盅改进后，底部密封效果良好，在吊装和转运过程中锌粉不撒漏；增加其有效装渣，减少转运的频次。缓冲罐增加安装脉冲气锤，根据螺旋的输送量需要调整脉冲频次，振动将缓冲罐内的锌粉不间断地送入螺旋给料器内。螺旋给料机通过设定电机运行频率，调整输送量；采用双密封结构，避免粉尘的泄漏。
5结论
通过对锌粉给料器的改进，在实际生产运行中，解决锌粉盅吊运过程撒漏的问题，保障锌粉的连续顺畅地均匀给料，螺旋给料机给定不同的运行频率，实现给料量的控制，满足生产的需求，同时改善作业环境和减少劳动作业频次。
参考文献
［1］唐谟堂，尉克俭，王辉.重有色金属冶金生产技术与管理手册锌卷［M］.长沙：中南大学出版社，2020.
［2］焦永和.机械制图［M］.北京：北京理工大学出版社，2001.
［3］中华人民共和国机械工业部.螺旋输送机：JB/T 7679—2019［S］.北京：中国标准出版社，2020：4.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
本文标签：
锌粉给料装置的改进论文
人参与 2024-11-01 10:32:54 分类 : 理学 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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