265㎡燒結(jié)機(jī)單輥破碎機(jī)篦板改造及應(yīng)用

1、265燒結(jié)機(jī)單輥破碎機(jī)篦板改造及應(yīng)用 【摘 要】 萊鋼股份煉鐵廠新二區(qū)265燒結(jié)機(jī)單輥破碎機(jī)，輥軸上的齒冠與篦板動(dòng)靜嚙合，在嚙合過(guò)程中，與高溫?zé)Y(jié)礦進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，齒冠和蓖板之間形成強(qiáng)制磨損，為了增強(qiáng)耐磨性能，篦板上表面堆焊硬質(zhì)合金塊。但是在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)堆焊層經(jīng)常脫落，篦板高溫狀態(tài)下結(jié)構(gòu)變形開裂并且齒冠磨損迅速的現(xiàn)象。由于篦板為普通結(jié)構(gòu)焊接件，高溫狀態(tài)下結(jié)構(gòu)變形開裂，漏水嚴(yán)重，成為故障多發(fā)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)論證決定對(duì)篦板結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，可以有效地解決了上述的問(wèn)題。 【關(guān)鍵詞】 燒結(jié)機(jī) 單輥破碎機(jī) 改造方案 1 原單輥破碎機(jī)結(jié)構(gòu)及存在問(wèn)題 單輥破碎機(jī)安裝在燒結(jié)機(jī)尾部，為水冷式單齒輥破碎機(jī)。單輥破碎機(jī)的任務(wù)是

2、將從臺(tái)車上卸下來(lái)的大塊燒結(jié)礦破碎成符合工藝要求的粒度，處理高溫?zé)Y(jié)礦300t/h，工作環(huán)境溫度800-1100。單輥破碎機(jī)由輥軸裝配和篦板小車組成，輥軸裝配與篦板形成動(dòng)靜嚙合，將高溫塊狀燒結(jié)礦破碎，均勻布入280環(huán)冷機(jī)進(jìn)行冷卻（結(jié)構(gòu)見圖1）。篦板移動(dòng)小車由篦板和支撐臺(tái)車組成，篦板位于破碎機(jī)正中，始終處于高溫地段和受物料磨損強(qiáng)烈的部件，篦板為普通結(jié)構(gòu)焊接件，為防止高溫變形，結(jié)構(gòu)內(nèi)部加循環(huán)水冷卻。為抵抗高溫?zé)Y(jié)礦磨損，蓖板上表面堆焊硬質(zhì)合金塊（結(jié)構(gòu)見圖2）。 由于篦板長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)工作，篦板結(jié)構(gòu)內(nèi)部為循環(huán)水冷卻，結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部溫差為800，篦板上的合金耐磨層接受外輻射熱而產(chǎn)生熱膨脹，合金耐磨層與

3、焊接結(jié)構(gòu)件外表面形成熱膨脹和外膨脹現(xiàn)象，兩結(jié)合面間形成相對(duì)應(yīng)力交錯(cuò)，導(dǎo)致合金耐磨硬化層大面積脫落，篦板耐磨性能失效。 篦板為普通結(jié)構(gòu)焊接件，長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài)下工作，導(dǎo)致整體變形，結(jié)構(gòu)焊縫開裂，漏水嚴(yán)重，成為影響燒結(jié)機(jī)正常運(yùn)行的故障多發(fā)點(diǎn)。 齒輥裝配與篦板移動(dòng)臺(tái)車進(jìn)行動(dòng)靜嚙合，將大塊高溫?zé)Y(jié)礦破碎，在齒輥與蓖板之間的嚙合過(guò)程中，夾雜著高溫?zé)Y(jié)礦進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成齒輥和蓖板間的強(qiáng)制磨損，造成篦板兩側(cè)磨損嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降而失效。 2 改造方案 （1）將蓖板分體制造，主體部分選用45#鑄造加工件，用以克服燒結(jié)礦在齒輥與蓖板之間相互嚙合時(shí)產(chǎn)生的摩擦力。當(dāng)燒結(jié)礦卡在篦板之間，單輥輥齒在最大扭矩狀態(tài)下不能

4、與篦板嚙合，這時(shí)篦板受到最大壓力，在這種狀態(tài)下篦板主體上的應(yīng)力集中截面能否發(fā)生形變是檢驗(yàn)篦板結(jié)構(gòu)改造是否成功的關(guān)鍵。在這里我們要對(duì)篦板主體部分做一個(gè)強(qiáng)度校核，確保改造后的篦板主體結(jié)構(gòu)適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)工況條件，取3個(gè)最危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核1、2、3：?jiǎn)屋侂姍C(jī)型號(hào)為y315l2-8-110，額定轉(zhuǎn)速740r/n。所以電機(jī)的額定輸出扭矩為t=9550p/n=9550110/740=1419.6nm；單輥型號(hào)為20003740，單輥轉(zhuǎn)速為7.8 r/n。電機(jī)傳動(dòng)效率為0.93，減速機(jī)傳動(dòng)效率為0.92，所以單輥轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩為t=1419.6740/7.80.930.92=115232.2 nm。單輥半徑為1米，所以產(chǎn)

5、生的最大壓力為115232.2牛頓，每根篦板產(chǎn)生的壓力為115232.2/12=9602.7n。把整個(gè)梁抽象成簡(jiǎn)支梁，其受力（如下圖3所示），f=115232.2n。其彎矩圖為三角形，頂點(diǎn)為m=fl/2=（9602.7/9.8）1.415/2=693.3公斤.米，根據(jù)已知數(shù)據(jù)求出：m1=686.02公斤.米，m2=689.84公斤.米，m3=693.3公斤.米。 疲勞強(qiáng)度校核（如表1） 許用安全系數(shù)s=1.82.5，計(jì)算安全系數(shù)均大于許用系數(shù)。故篦板的疲勞強(qiáng)度足夠。 靜強(qiáng)度校核（如表2） 因?yàn)?5號(hào)鋼s=29，b=58，所以s/b=0.5，當(dāng)s/b取0.450.55之間時(shí)，ss=1.21.5。

6、計(jì)算安全系數(shù)均大于許用系數(shù)。故篦板的強(qiáng)度足夠。 （2）篦板上部采用保護(hù)帽的結(jié)構(gòu)對(duì)篦板進(jìn)行保護(hù)，材質(zhì)選用cr25ni9wmo2re高合金耐熱耐磨鑄造件。保護(hù)帽全長(zhǎng)分為兩段，經(jīng)常接觸燒結(jié)礦的一段磨損較嚴(yán)重，另一段磨損較輕，根據(jù)磨損的情況進(jìn)行選擇性更換某一段，大大降低了備件成本。（結(jié)構(gòu)見圖4） （3）去掉篦板結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)水冷卻裝置，解決了因漏水而造成的設(shè)備故障，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性和節(jié)約了水資源。 3 改造效果 （1）原來(lái)設(shè)計(jì)篦板為整體結(jié)構(gòu)，必須整體更換，現(xiàn)結(jié)構(gòu)為分體式三件結(jié)構(gòu)，只需要更換磨損嚴(yán)重的前段部分，后段和篦板主體可繼續(xù)使用，節(jié)約了直接備件費(fèi)用。（2）原篦板更換需要將篦板小車?yán)鲞M(jìn)行篦板拆除

7、或安裝，更換一次需要12小時(shí)，改造后篦板安裝不需要將篦板小車?yán)?，可隨時(shí)更換，優(yōu)化了檢修周期。（3）原設(shè)計(jì)篦板采用循環(huán)水冷卻方式，現(xiàn)結(jié)構(gòu)去除了循環(huán)水冷卻，減少了一個(gè)漏水故障點(diǎn)且節(jié)約了水資源。（4）原設(shè)計(jì)篦板在更換時(shí)需要人工10個(gè)，現(xiàn)篦板安裝只需要4人，節(jié)約了勞動(dòng)力，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。取得了較好的社會(huì)效益。（5）燒結(jié)廠3臺(tái)265燒結(jié)機(jī)陸續(xù)進(jìn)行了相應(yīng)改造，取得了較好的效果。 4 效益計(jì)算 （1）節(jié)約備件費(fèi)用：（2.2萬(wàn)元-1.1萬(wàn)元）14件12/8=23.1萬(wàn)元（2.2：原篦板價(jià)格1.1：現(xiàn)需要更換的前段篦板價(jià)格使用周期8個(gè)月）。（2）提高生產(chǎn)取得的效益：7500噸/天50元/噸2%365天=136.9萬(wàn)元（按至少提高燒結(jié)機(jī)作業(yè)率1%計(jì)算：平均每臺(tái)燒結(jié)機(jī)每月定修一次，每次節(jié)約8小時(shí)，一年96小時(shí)計(jì)4天，節(jié)約作業(yè)率4/365=1%）。（3）節(jié)約水資源：3m3/h24h360天5元/ m3=130萬(wàn)元。（4）節(jié)約人工費(fèi)用：120元/人6人12/8=0.108萬(wàn)元。（5）4臺(tái)燒結(jié)機(jī)合計(jì)：（23.1+136.9+130+0.108）4=1160萬(wàn)元/年。 5 結(jié)語(yǔ) 2011年2月份在新二區(qū)265燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行了安裝，經(jīng)過(guò)2年的實(shí)際應(yīng)用證明，達(dá)到了預(yù)期效果。從2012年開始在另外3臺(tái)燒結(jié)機(jī)上推廣應(yīng)用。到現(xiàn)在使用情況一直較好。該篦板的使用，大大降低了成本，提高了生產(chǎn)效率，取得了較好的