方原柏定量皮带秤知识讲座——第六讲物料的性能和评级（获奖名单）

By 剑指工控

December 28, 2016

6.1静堆积角和运行堆积角

6.1.1 静堆积角

静堆积角是物料处在一个倾斜的平面上不滑动的最大角度，它等于表面之间的静摩擦系数的反正切。当散状颗粒状物料倾倒到水平面上时，将形成锥形堆积。堆积的表面与水平面之间的夹角称为静堆积角，它与颗粒密度、表面面积和颗粒形状、物料的摩擦系数有关。然而，静堆积角也取决于重力。用低静堆积角的物料与高静堆积角的物料相比，形成的堆积更平坦，静堆积角是相对于水平平面物料可以堆积而不下滑的最陡的角度。从这个角度看，斜坡面上的物料是滑动的边缘。光滑、圆形谷物的静堆积角就小于粗糙、表面相互咬合谷物的静堆积角（见图6-1）。

图6-1 静堆积角

6.1.2运行堆积角

运行堆积角是物料在输送机皮带上水平输送时自然形成的角度，在不设裙板的应用中，选择这个角度可用于确定物料断面面积。

计算时是一个弓形面积，是代表皮带荷重宽度的2点引出堆积角形成的。重要的是计算输送容量，而运行堆积角往往只是一个近似值。供应商和最终用户之间应该有一个关于使用的运行堆积角数据协议，不一定要进行测量。

除了以下物料建议的运行堆积角按35°考虑外，其余物料建议的运行堆积角见表6-1。

建议按35°计算的运行堆积角物料：烟煤（原煤）、烟煤（粉煤）、炼焦煤（中精尾）、焦炭、碎焦、焦丁、铁矿石、铁粉矿、铁精矿、烧结矿（铁）、烧结矿粉（铁）、石灰石、白云石（块）、石灰石、白云石（粉）、活性石灰、废旧型砂、油母页岩。

表6-1 物料与建议的运行堆积角

物料名称	运行堆积角，°
无烟煤（块）	25
无烟煤（屑）	25
球团矿（铁）	25
轻烧白云石	30
干砂	27
湿砂	40
干松粘土	32
湿粘土	40
高炉渣（块）	30
高炉渣（水渣）	30
钢渣（块）	30
原盐	22
谷物	20
化肥	15

如果无法获取精确的运行堆积角时，可按0.75静堆积角来近似计算。

6.2摩擦系数

物料摩擦系数是用来计算从固定的组件（如进料斗）中移出物料所需的功率、影响皮带张力的摩擦因素是基于CEMA（美国运输设备制造商协会）标准，表6-2中的摩擦系数可供使用：

表6-2 常见物料的摩擦系数

物料		摩擦系数Cs (kgf/(m-mm²)
Alumina, pulverized, dry	氧化铝、粉末、干	10.810
Ashes, coal, dry	粉尘、煤、干燥	5.092
Bauxite, ground	铝土矿、土	16.795
Beans, navy, dry	豆类、干燥	7.147
Borax	硼砂	6.521
Bran, granular	糠、颗粒	2.144
Cement, Portland, dry	水泥、干	18.939
Cement, Clinker	水泥、熟料	10.988
Clay, ceramic, dry fines	粘土、陶瓷、干粉	8.219
Coal, anthracite, sized	煤、无烟煤、分级的	4.824
Coal, bituminous, mined	煤、沥青	6.700
Coke, ground fine	焦炭、落地、细粒	4.020
Coke, lumps and fines	焦炭、大块和细粒	1.697
Copra, lumpy	椰子核、块状	1.787
Cullet	碎玻璃	7.504
Flour, wheat	面粉、小麦	2.412
Grains, wheat, corn or rye	谷物、小麦、玉米或黑麦	3.841
Gravel, bank run	砾石、砂砾	10.274
Gypsum, 1/2" sceenings	石膏、	8.040
Iron ore, 200 lbs/cuft	铁矿石、5.66t/m³	24.657
Lime, burned, 1/8"	石灰、煅烧过、3.2mm	10.452
Lime, hydrated	石灰、氢氧化物	4.377
Limestone, pulverized, dry	石灰石、粉状、干燥	11.435
Magnesium chloride, dry	氯化镁、干燥	2.501
Oats	燕麦	1.965
Phosphate rock, dry, broken	磷矿石、干燥、破碎后	1.608
Salt, common, dry, fine	盐、普通、干燥、细	7.236
Sand, dry, bank	沙、干	12.239
Sawdust, dry	木屑、干燥	0.715
Soda ash, heavy	苏打灰、重	6.253
Starch, small lumps	淀粉、小块	5.539
Sugar, granulated dry	糖、颗粒、干燥	3.037
Wood chips, hogged fuel	木屑、优质燃料	0.804

6.3物料评级

6.3.1物料评级定义

对定量皮带秤称重的物料就以下4项特性进行评价，并由此得到总的评级。

4项特性使用下面定义的评级标准。

流动性：物料流动的情况

差：物料的质量、导致呆滞和不可预知的流动、包括水分、物料的大小和颗粒大小。

中：物料以可重复的方式流动、但应用可能需要调整以实现稳定和重复的物料流、有进料配置合适或者抛光处理变得重要。

优：物料以可预测的和可重复的方式流动。

特优：物料将以可预测和可重复的方式流动、也不需要助流设备如料仓送入空气、仓壁振动器等。

磨损性：物料对入口和裙板磨损的情况

低：几乎没有磨损、标准涂漆钢就足够了。

中：物料有磨损、入口和裙板应该用AR400耐磨锰钢。

高：物料磨损性强、裙板不应包括在定量皮带秤里、入口应该用AR400耐磨锰钢。

粘附性：物料在入口、裙板和皮带上粘附的程度

低：物料不会粘附在入口、裙板或皮带的物流面上。

中：物料可以在清扫器接触不到的皮带上严重堆积、可考虑入口和裙板抛光处理。

高：物料将堆积在入口、裙板和皮带上，要求在入口和裙板的表面加防粘附涂层、应使用皮带清扫刷。

腐蚀性：确定与称重过程部件起化学反应的程度

低：有限的化学反应、标准设备将是合适的。

中：物料是轻度腐蚀性、对于标准组件应考虑油漆和涂料提供保护

高：物料是高腐蚀性的、要求以下选项：特殊的油漆、特种涂料和/或不锈钢。

总评级：考虑上述4项性能，评价物料是否适合在定量皮带秤中应用。

优：物料是合适的。

中：只有当上面列出的限制性能已得到妥善处理、物料是合适的。

差：对这类物料、尽管试图补偿性能的局限、但仍然得不到定量皮带秤性能范围内的结果、应向顾客实情告知这一可能性。

6.3.2 常用物料性能评级表

表6-3 在定量皮带秤中应用的常用物料性能评级表

物料		流动性	磨损性	粘附性	腐蚀性	总的评价
Alumina	氧化铝	优	低到高	低	低	优
Ammonium Nitrate	硝酸铵	中	低	高	高	中
Asbestos Fibre	石棉纤维	中	低	低	低	优
Asbestos Rock	石棉岩	优	中	低	低	优
Ash	粉尘	中	中	中	低	中
Barite	重晶石	优	低	低	低	优
Barley	大麦	特优	中	低	低	优
Barley Malt	麦芽	优	低	低	低	优
Beans	豆类	优	中	低	低	优
Bentonite	膨润土	优	低	低	低	优
Bran	糠	优	低	低	低	优
Calcined Coke	煅烧焦炭	优	低	低	低	优
Calcined Gypsum	煅烧石膏	优	低	低	低	优
Carbide	硬质合金	优	中	低	高	优
Carbon	碳	优	低	低	低	优
Carbon Black	碳黑	优	低	低	低	优
Cattle Feed Pellets	牛饲料颗粒	优	低	低	低	优
Cement	水泥	优	低	低	低	优
Cheese	奶酪	中	低	高	低	中
Clay	粘土	中	低	高	低	中
Clinker	熟料	优	高	低	低	中
Coal	煤	优	中	中	低	中
Cocoa	可可	中	低	中	低	中
Cocoa Beans	可可豆	优	低	低	低	优
Coffee Beans	咖啡豆	优	低	低	低	优
Coke	焦炭	优	低	低	低	优
Copper Calcine	焙砂	优	低	低	低	优
Copper Concentrate	铜精矿	优	低	低	低	优
Corn	玉米	特优	中	低	低	优
Corn Fibre	玉米纤维	优	低	低	低	优
Corn Flakes	玉米片	中	低	低	低	优
Cut Peanuts	收割的花生	优	低	低	低	优
Dog Food (pellets)	狗食（颗粒）	优	低	低	低	优
Dog Food (mix)	狗食（混合）	优	低	低	低	优
Dry Soap	干皂	差	低	高	低	中
Fertilizer	肥料	优	低	中	中	优
Flour (Wheat)	面粉（小麦）	中	低	中	低	优
Flue Dust	烟道灰	优	低	低	低	优
Flyash	粉煤灰	优	高	低	低	优
Fruits	水果	优	低	低	低	优
Garlic	大蒜	优	低	低	低	优
Gluten	面筋（麸质）	中	低	中	低	优
Grain Screenings	谷物筛屑	中	低	低	低	优
Grain Tailings	谷粒渣	中	低	低	低	优
Graphite	石墨	优	低	低	低	优
Ground Soybean Hulls	磨碎的大豆壳	优	低	低	低	优
Gypsum	石膏板	中	低	低	低	优
Iron Oxide	氧化铁	优	低	低	低	优
Kiln Dust	窑尘	优	低	低	低	优
Kiln Feed (cement)	窑进料（水泥）	优	低	低	低	优
Laundry Detergent	洗衣粉	差	低	高	低	中
Lime (powder)	石灰（粉）	优	低	低	低	优
Limestone (crushed)	石灰石（粉碎）	优	中	低	中	优
Malt	麦芽	优	低	低	低	优
Milk powder	奶粉	优	低	中	低	优
Nuts	坚果	优	低	低	低	优
Oat Flour	燕麦粉	优	低	低	低	优
Oat Groats	燕麦粒	优	低	低	低	优
Pasta	意大利面	优	低	低	低	优
Perlite	珍珠岩	优	低	低	低	优
Perlite Ore	珍珠岩矿石	优	高	低	低	中
Petroleum Coke	石油焦	优	低	低	低	优
Phosphate Rock	磷酸盐矿石	优	低	低	中	优
Plastic Pellets	塑料颗粒	优	低	低	低	优
Polymer Percol	聚合物Percol	优	低	低	低	优
Polyethylene Pellets	聚乙烯颗粒	优	低	低	低	优
Polyethylene Regrind fair	聚乙烯再生料	中	低	低	低	优
Polystyrene Pellets	聚苯乙烯颗粒	优	低	低	低	优
Polymers	聚合物	优	低	低	低	优
Popping Corn	膨化玉米	优	低	低	低	优
Potash	钾肥	优	低	低	中	优
Potato Flakes	土豆片	中	低	低	低	优
Potato Starch	马铃薯淀粉	中	低	低	低	优
Poultry Feed (mash)	家禽饲料（泥）	优	低	低	低	优
Pozzolan	火山灰	优	低	低	低	优
Precipitator Dust	除尘器粉尘	优	低	低	低	优
Puffed Wheat	膨化小麦	优	低	低	低	优
Pulverized Coal	粉煤	优	低	低	低	优
Resin	树脂	优	低	低	低	优
Rice	大米	优	低	低	低	优
Rice Hulls	稻壳	中	低	低	低	优
Rye Flour	黑麦面粉	优	低	低	低	优
Salt	盐	优	低	中	中	优
Salt Cake	芒硝	差	低	中	高	中
Sand	砂	优	中	低	低	优
Sawdust	木屑	中	低	低	低	优
Seeds	种子	优	中	低	低	优
Shale	页岩	中	低	中	低	中
Shorts (wheat)	细麸粉（小麦）	优	低	低	低	优
Silica Flour	硅粉	优	低到中	低	低	优
Soap Powder	肥皂粉	中	低	高	低	中
Soda Ash	苏打粉	优	低	中	中	优
Sodium Chloride	氯化钠	优	低	低	中	优
Sodium Sulphate	硫酸钠	优	低	低	中	中
Soya Beans	黄豆	优	中	低	低	优
Soya Bean Hulls	黄豆壳	中	低	低	低	优
Starch	淀粉类	中	低	中	低	中
Steel Shot	钢丸	优	中	低	低	优
Sugar	糖	优	低	中	低	优
Sunflower Seeds	葵花籽	优	低	低	低	优
Tablets	药片	优	低	低	中	优
Titanium Dioxide	钛白粉	优	低	低	低	优
Tobacco	烟草	中	低	低	低	中
Unshelled Peanuts	带壳花生	优	低	低	低	优
Uranium Dioxide	二氧化铀	优	低	低	低	优
Uranium Trioxide	三氧化铀	优	低	低	低	优
Urea	尿素	中	低	高	高	中
Vegetables	蔬菜	优	低	低	低	优
Vermiculite	蛭石	优	低	低	低	优
Wheat	小麦	优	中	低	低	优
Wheat Fines	小麦粉	优	低	低	低	优
Whole Onions	全洋葱	优	低	低	低	优
Wood Pellets	木质颗粒	优	低	低	低	优
Wood Pulp	木浆	差	低	低	低	中
Zinc Oxide	氧化锌	优	低	低	低	优

作者简介

方原柏：湖北黄冈人，昆明有色冶金设计研究院电气自动化分院教授级高级工程师，衡器、自动化仪表、冶金自动化、仪器仪表用户、仪器仪表与自动化等杂志编委，昆明仪器仪表学会理事长，中国衡器协会技术专家委员会顾问，主要从事仪器仪表、控制系统的应用研究，曾出版“电子皮带秤的原理及应用”（1994年，冶金工业出版社）、“电子皮带秤”（2007年，冶金工业出版社）“流程行业无线通信技术及应用”（2015年化学工业出版社）、“有色金属生产过程自动化”（2015年，人民邮电出版社）四本专著，发表论文300篇。