利用混合機將燒結(jié)所用的含鐵原料、熔劑、燃料等進行充分的混合，使物料各組分均勻分布，同時添加適當?shù)乃趾驼羝?，改善物料的透氣性，并提高料溫，是燒結(jié)生產(chǎn)必要的工藝過程。

從當前全球范圍內(nèi)鐵礦資源來看，天然富鐵塊礦產(chǎn)出的比例逐漸減少，而鋼鐵生產(chǎn)“對人造富礦”的需求持續(xù)增加。人造富礦（即燒結(jié)礦、球團礦）所用原料均為細鐵粉礦和超細鐵精礦粉，這種開采、洗選的礦粉必須進行定量配料、混合處理后方能達到燒結(jié)生產(chǎn)的要求。本文僅對配料混合工藝中所用的混合機的基本構(gòu)造及其應(yīng)用情況展開論述。

燒結(jié)生產(chǎn)是高爐冶煉的原料準備工序。為了滿足高爐冶煉要求，燒結(jié)礦在生產(chǎn)過程中除配加含鐵原料外，還需配入其它添加物，以期獲得強度高，還原性好的結(jié)晶體；燒結(jié)過程在高溫、負壓條件下進行，要求原料必須具有良好的透氣性；同時，原料中的90%硫通過燒結(jié)過程除去，燒結(jié)過程要具備較好的氧化性氣氛。

燒結(jié)所用含鐵原料為礦山開采、洗選后的細粒礦粉和燒結(jié)生產(chǎn)過程自生的返礦以及冶金過程的含鐵返料等。為了滿足燒結(jié)生產(chǎn)各種條件，就要加入適量的熔劑、燃料和水，而這些添加物組分比例相差很大。必須進行攪拌混合，使其各組分均勻分布；同時，使混勻礦的粒度有所改善，滿足燒結(jié)過程中一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生理想的液相，最終產(chǎn)出高質(zhì)量的燒結(jié)礦。

混合機作為混合、制粒的關(guān)鍵設(shè)備，不僅投資費用占比高，而且設(shè)備龐大，安裝各方面要求也高，一旦投入使用，混合機的各項性能將基本確定。因此，混合、制粒設(shè)備的選擇既要符合生產(chǎn)要求，又要經(jīng)濟環(huán)保。

傳統(tǒng)上，細粉和粗顆粒料都是通過圓筒混合機來進行混合和制粒的。但是，由于原料中部分超細粉的親水性較差，因此在傳統(tǒng)工藝中很難使得水分均勻地分散，而水的均勻分散對于后續(xù)制粒效果非常關(guān)鍵。

近幾十年來，許多燒結(jié)廠不斷對傳統(tǒng)的燒結(jié)料制備技術(shù)進行革新，將革新重點放在了將已經(jīng)成熟應(yīng)用于球團和鋼廠固廢回收的立式強力混合機應(yīng)用于燒結(jié)生產(chǎn)的工藝。

強力混合機應(yīng)用在燒結(jié)生產(chǎn)中有幾種方式：

第一、兩段強化混合制粒工藝（如圖1）

采用強力混合機替代一次圓筒混合機。即一段采用強力混合機，二段采用圓筒混合機的混合工藝。具有混勻度好，無需原料預(yù)混勻的優(yōu)點。

第二、兩段強力混合工藝（如圖2）

采用2臺強力混合機分別替代一次、二次圓筒混合機，即一段、二段均采用強力混合機的混合工藝。該工藝由奧圖泰開發(fā)，并應(yīng)用于巴西Usiminas公司1-3#燒結(jié)廠。

第三、三段混合制粒工藝（如圖3）

采用增加一段強力混合機作為一次混合機的工藝，即一段采用強力混合機，二段、三段采用圓筒混合機，三段混合的工藝。該工藝在本鋼566m²燒結(jié)項目中首次應(yīng)用，中冶南方設(shè)計的山西立恒項目也已經(jīng)成功應(yīng)用該工藝。

第四、粗細粒分級強化制粒工藝（如圖4）

根據(jù)原料粒級、配加量的不同，采用分段混合，合并制粒的混勻制粒工藝。即將燒結(jié)原料中熔劑、燃料、除塵灰、添加水等通過一段強力混合機，一段圓筒混勻后得到的半成品混勻礦A。燒結(jié)用鐵礦粉等含鐵原料通過一段圓筒混合機混合后得到半成品混勻礦B?；靹虻VA、混勻礦B經(jīng)膠帶機輸送進一段圓筒制粒機制粒后送至燒結(jié)機機頭料倉。該工藝已成功應(yīng)用于日本住友祖島住友和歌山燒結(jié)廠。

實踐證明，采用強力混合機替代滾筒混合機或者增加一段強力混合機，能增強燒結(jié)混合料的混勻度，使得混合料中超細粉、燃料、熔劑等能充分混勻，使燒結(jié)原料透氣性增加，制粒效果增強。

近30年來，許多燒結(jié)廠不斷對傳統(tǒng)的燒結(jié)料制備技術(shù)進行革新。日本住友、新日鐵等公司最早開始采用立式強力混合機用于燒結(jié)料混合。通過研究和在住友和歌山第三燒結(jié)廠的實踐，由于增加了愛立許強力混合機替代滾筒混合機，使燒結(jié)原料透氣性增加，制粒效果增強并且燒結(jié)速度提高了10%-12%。由此，生產(chǎn)能力也提高了8%-10%，同時降低焦粉的添加比例0.5%。該研究成果發(fā)表于1995年4月2-5日美國Nash‐ville煉鐵大會上。

圓筒混合機通過筒體的旋轉(zhuǎn)，使物料在筒體內(nèi)呈＂螺旋狀”運動。在運動的過程中使物料反復(fù)滾落、拋撒、前移，從而完成物料的混勻與制粒過程。

圓筒混合機主要由以下幾個部分構(gòu)成：

1、筒體

混合機筒體直徑φ3.5m-5.5m，長度12m-25m。通常采用Q345B鋼板卷制焊接成筒節(jié)，再由筒節(jié)組合焊接成筒體，每節(jié)筒體縱向焊縫不超過兩條，且相鄰?fù)补?jié)的縱向焊縫相互錯開90度；一混筒體鋼板厚度正常20mm，過渡段38mm，滾道處55mm；二混筒體鋼板厚度正常22mm，過渡段40mm，滾道處60mm。

2、滾圈

滾圈采用45#鋼整體鍛造，機械加工成型后與筒體焊接。

3、主傳動裝置

混合機傳動形式為：電動機—限矩型液力偶合器（或者聯(lián)軸器）—硬齒面減速機—齒式聯(lián)軸器—小齒輪—大齒圈—筒體。

（1）小齒輪材質(zhì)40Cr，小齒輪軸材質(zhì)40Cr，整體鍛造，齒表面淬火，硬度HRC40-42，調(diào)質(zhì)硬度HB207-227。

（2）大齒圈上下剖分，鑄造加工而成，材質(zhì)為ZG310-570。

大齒圈通過鉸孔與筒體螺栓聯(lián)接。

4、微傳動裝置

混合機設(shè)有慢速傳動裝置，由電機直聯(lián)減速器，爪型離合器、主減速機和齒輪付實現(xiàn)混合機的微動運轉(zhuǎn)。主要用于檢修混合機或更換襯板時以低速驅(qū)動混合機筒體。

5、托輪裝置

托輪裝置承受整個回轉(zhuǎn)部分的重量，和滾圈接觸，支承筒體平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。托輪材質(zhì)為鍛鋼45#，須調(diào)質(zhì)處理，與軸熱壓配合，軸材質(zhì)為鍛鋼40Cr，調(diào)質(zhì)處理。

6、擋輪裝置

擋輪裝置承受因筒體傾斜安裝產(chǎn)生的軸向力和齒輪嚙合后產(chǎn)生的附加軸向力，限制筒體的軸向竄動，擋輪成對安裝在下料口側(cè)的滾圈兩側(cè)。通過錐形輪面和滾圈側(cè)面接觸，因接觸力較大，擋輪體材質(zhì)鍛鋼40Cr，輪面須淬火處理。

7、灑水裝置

混合機的給水裝置，采用高壓霧化噴頭，對物料均勻噴灑霧化水；

噴水裝置由鋼結(jié)構(gòu)梁、給水管道和噴嘴以及兩端支架等組成，給水管軸向貫穿筒體。

8、蒸汽預(yù)熱裝置

混合機內(nèi)采用射流預(yù)熱裝置，用脫除物理水的干蒸汽預(yù)熱混合料，蒸汽預(yù)熱將混合料料溫提高到55℃（冬季）（夏季60℃）以上，避開燒結(jié)的露點溫度。

9、潤滑系統(tǒng)

滾圈與托輪間、滾圈與擋輪間、大齒圈與小齒輪間采用噴油潤滑。

油霧噴射到被潤滑表面上（油內(nèi)含有易揮發(fā)稀釋劑，經(jīng)噴嘴噴出后馬上揮發(fā)），即在潤滑表面形成固態(tài)油層，有效地防止接觸表面的磨損。

強力混合采用逆流相對運動的原理，使燒結(jié)原料中的水份、生石灰、超細粉等不易分布均勻的物料反復(fù)分散、混勻。它由順時針旋轉(zhuǎn)的混合桶、逆時針高速旋轉(zhuǎn)的三維混合工具（槳葉，多層刀頭）、固定的L型刮板等組成。

混合桶水平旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子偏心安裝（轉(zhuǎn)子上有多層槳葉），配多功能導(dǎo)料裝置。

多功能工具引導(dǎo)物料流，并推向攪拌工具。分散的物料流被導(dǎo)向相反方向運動，產(chǎn)生宏觀混合。兩個不同速度的高速攪拌工具對由混合桶和多功能工具運動形成的循環(huán)物料流的混合作用，產(chǎn)生微觀混合。旋轉(zhuǎn)的混合盤，特殊工具以及所運用的工藝技術(shù)，將使物料產(chǎn)生水平方向和垂直方向的流動。因而，物料將得到最佳的混合均勻度。

順時針旋轉(zhuǎn)的混合桶把物料輸送到逆時針高速旋轉(zhuǎn)的槳葉上來使物料充分的混合，固定的L型刮板把混合桶帶過去的物料擋向混合工具及卸料門，保證物料能100%的混合充分，并且能通過卸料門正常卸料。通過傳感器控制的伺服驅(qū)動的卸料門，確保物料在混合桶內(nèi)的停留時間和均勻度一致，可以對物料的波動進行有效的補償，并保證混合的均勻度。

圓筒混合機作為傳統(tǒng)的混勻、制粒設(shè)備廣泛的應(yīng)用于國內(nèi)外大大小小的鋼鐵企業(yè)。綜合各方面因素，燒結(jié)廠通常采用兩段混合工藝，且都采用圓筒混合機，一次混合的目的在于混勻，二次混合的主要作用是制粒。

混勻制粒（造球）的效果隨物料性質(zhì)的不同而不同，同時也與外界條件存在一定的關(guān)系。當前燒結(jié)生產(chǎn)中，改善混勻制粒效果的主要方法包括增加混合段數(shù)、延長混勻制粒的時間、采取強化制粒措施等。

在武鋼三燒、唐山東海鋼鐵等生產(chǎn)單位采用3段圓筒混合工藝，并從多方面采取強化制粒措施，包括：增加石灰用量、燒結(jié)粉塵預(yù)先造球制粒、混合料蒸汽預(yù)熱、添加各種添加劑、在混合機進出口料端設(shè)導(dǎo)料版和擋圈并安裝強化制粒擋料板、采用含油尼龍襯板和霧化噴水等以提高混合料的成球率和小球強度，增強混合料透氣性。雖然延長混合工藝在一定程度上增強了混勻、制粒的效果，但隨之而來的長期運行成本也會大大增加，也未得到廣泛推廣應(yīng)用。

傳統(tǒng)燒結(jié)工藝，含鐵礦粉與各種原燃料通過圓筒混合機來進行混勻和制粒。近年來，隨著高品位天然鐵礦粉資源逐漸枯竭，鐵礦粉在燒結(jié)中的使用比例逐漸減少，人工選礦鐵精粉的使用比列將大大提高（有的單位精礦比例達25%以上）；同時廠內(nèi)含鐵返粉的配加比例也逐步提高，而這部分返粉的親水力往往會比較差。

需要指出的是，水分的均勻分散對于制粒效果非常關(guān)鍵，這也將直接影響燒結(jié)料的透氣性。若透氣性差，就導(dǎo)致燒結(jié)過程不順，產(chǎn)量降低、質(zhì)量變差、粉塵增加、環(huán)境惡化。

為解決細粉物料對混勻制粒的影響，國內(nèi)外研究工作者們開發(fā)了一種強力混合機在燒結(jié)中的應(yīng)用的新技術(shù)，即在圓筒混合機之前加一段強力混合機的工藝。

實踐證明，使用強力混合機新工藝制粒效果增強，燒結(jié)速度、生產(chǎn)能力同比有大幅提高，同時燃料比例也有降低。

目前，國內(nèi)的本鋼、太鋼、立恒等燒結(jié)配混系統(tǒng)應(yīng)用了強力混合機工藝。

以處理能力Q=1200t/h的圓筒混合機和強力混合機進行綜合比較，結(jié)果如表1所示。

由表可見，強力混合機不僅能提高各項工藝指標，還能在很大程度上降低燒結(jié)成本，提高燒結(jié)效益。

采用強力混合的新技術(shù)改進了細粒鐵礦粉的混勻性和“成球”性，在鐵礦原料不斷變化的情況下，穩(wěn)定了燒結(jié)生產(chǎn)并使之有所發(fā)展。對傳統(tǒng)的燒結(jié)配料混合工藝也增加了新的發(fā)展方向。