鏈篦機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)

趙揚(yáng) 黃文秀

摘 要：鏈篦機(jī)——回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)球團(tuán)礦（氧化球團(tuán)和金屬化球團(tuán)）是世界上比較先進(jìn)的工藝。鏈篦機(jī)是主要的熱工設(shè)備，是用于冶金燒結(jié)非標(biāo)大型主機(jī)設(shè)備，該機(jī)是在高溫狀態(tài)下大鏈條平行運(yùn)行的特殊設(shè)備。其核心部件運(yùn)行部分，擔(dān)任著承載運(yùn)送料球的使命，文章將對(duì)鏈篦床裝置的材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：鏈篦機(jī)；鏈篦床裝置；設(shè)計(jì)

1 鏈篦機(jī)工作原理

由圓盤造球機(jī)制好的生球，經(jīng)過篩分將合格生球由布料器按工藝要求的料層厚度均勻地鋪布在鏈篦床尾部篦床表面上，由鏈篦床裝置載著生球向鏈篦機(jī)頭部運(yùn)行。鏈篦床裝置根據(jù)工藝要求。先進(jìn)入干燥室（有的分為干燥I室及II室），脫除生球中的附著水和結(jié)晶水，干燥室溫度一般在550℃以下。然后再進(jìn)入預(yù)熱室，將生球加熱到750～950℃。使生球具有一定的抗壓強(qiáng)度。最后經(jīng)卸料裝置將預(yù)熱好的球團(tuán)送入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行焙燒（氧化球團(tuán)）或還原（金屬化球團(tuán)）。在這一過程中，鏈篦床裝置是從高溫區(qū)運(yùn)行至低溫再運(yùn)行至高溫區(qū)，屬于反復(fù)運(yùn)行于高、低溫區(qū)之間，起著運(yùn)送料球的作用，一旦它出現(xiàn)大的問題，整臺(tái)鏈篦機(jī)失去作用，所以我們才要對(duì)其中代表性的部件進(jìn)行一些探究。

2 主要部件設(shè)計(jì)研究

鏈篦床裝配的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鏈篦床就像帶式輸送機(jī)中的膠帶，通過不停的運(yùn)行，傳送著料球。鏈篦床本身重量達(dá)80噸左右（以規(guī)格2.8×36m為例），再加上其上布的40噸左右的料球，與同長度的膠帶相比，不知要龐大多少倍。如何能保證整個(gè)鏈篦床在常溫和高溫區(qū)都能正常的運(yùn)行，而不至于產(chǎn)生干涉和漏料，這一直是各設(shè)計(jì)院及相關(guān)人士研究的重點(diǎn)。下面我就詳細(xì)闡述一下自己在這方面的見解。

2.1 鏈篦床的組成

鏈篦床由擋圈、套管、左側(cè)板、鏈節(jié)、定距管、小軸、篦板、右側(cè)板、卡塊組成。幾百節(jié)這種結(jié)構(gòu)連接在一起，形成的環(huán)行結(jié)構(gòu)，成為一條“合金鋼帶”，它在常溫與高溫區(qū)穿梭，完成著自己傳送料球的使命。

2.2 鏈篦床零部件的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 鏈節(jié)的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）鏈節(jié)的材料設(shè)計(jì)。根據(jù)有關(guān)資料及實(shí)驗(yàn)，對(duì)于鏈節(jié)的材料也先后做了幾次更改。一方面要求其膨脹及收縮率不能過大；另一方面又需要考慮其高溫時(shí)的抗拉強(qiáng)度足夠，開始時(shí)我們先后選過ZG3Cr26Ni4、ZG42CrMo，結(jié)果不是高溫時(shí)強(qiáng)度差一些，就是膨脹和收縮率不夠理想，另外還出現(xiàn)使用壽命不夠長的缺點(diǎn)。后來我們選用了HH（進(jìn)口牌號(hào)），經(jīng)高溫實(shí)驗(yàn)，得出溫度從600度升至800度，膨脹量為0-3之間。（2）材料的拉伸實(shí)驗(yàn)。鏈節(jié)作為鏈篦機(jī)主要零部件之一，同時(shí)也為了驗(yàn)證HH（相當(dāng)于Cr25Ni12）材質(zhì)的抗拉強(qiáng)度，做了拉伸實(shí)驗(yàn)，兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果為520、535MPa。理論HH材料的抗拉強(qiáng)度是515MPa，我們選用的材料符合要求。（3）鏈節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鏈節(jié)由于承載整個(gè)鏈篦床及其上料球的重量，因此要求其強(qiáng)度足夠，在選擇了合適的材料之后，其結(jié)構(gòu)也要合理，這樣才能使鏈節(jié)的設(shè)計(jì)更完善。原來壁厚為6mm，現(xiàn)改為8mm（要保證內(nèi)腔尺寸，因內(nèi)腔是與鏈輪上的齒相嚙合的）。因鏈節(jié)在高溫與常溫區(qū)交替運(yùn)行，經(jīng)受著嚴(yán)重的氧化腐蝕，如果壁過薄，則其壽命就不能很好的保證，如壁過厚，又需增加驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力。另外內(nèi)腔尺寸由于與鏈輪配合，原來與主傳動(dòng)鏈輪單側(cè)間隙為2.5mm，防止膨脹時(shí)鏈輪齒與鏈節(jié)卡死，導(dǎo)致嚴(yán)重的停機(jī)事故。

2.2.2 篦板、卡塊的材料及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）篦板、卡塊的材料設(shè)計(jì)。篦板采用的材質(zhì)只含有Cr和Ni，實(shí)際在高溫下，這種材質(zhì)抗腐蝕性差，用不到半年時(shí)間就已經(jīng)出現(xiàn)漏料現(xiàn)象。之后在原材料中加入了N、Re，卡塊材質(zhì)與其相同。在正常條件下（不發(fā)生過燒）可用一年半左右，因篦板、卡塊受到拉力較小，故對(duì)其材料的抗拉強(qiáng)度沒有嚴(yán)格要求，只是要求其在高溫時(shí)的剛性，材料中加入了Ni、N、Re都是為了提高其在高溫時(shí)抗變形能力。但因?yàn)轶靼宓呐蛎泴?duì)整個(gè)篦床的影響較大，所以我們對(duì)篦板的膨脹情況也做了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)高溫實(shí)驗(yàn)，得出溫度從650度升至850度，膨脹量為0-2之間。這組數(shù)據(jù)為鏈篦床的整體設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。（2）篦板、卡塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。原來篦板和現(xiàn)在篦板與固定彎板的配合尺寸如圖1、圖2所示，7為篦板，9為卡塊，10，11，12為連接用標(biāo)準(zhǔn)件。

圖1

圖1采用的標(biāo)準(zhǔn)件為M12×35螺栓，M12螺母及一平墊，結(jié)果穿上φ50的模擬軸后，螺栓無法完全伸入。故又產(chǎn)生了如圖2所示結(jié)構(gòu)，與圖1相比篦板筋左移4mm。距100尺寸線由35改為31，其中心線向筋端部移2mm，距小軸中心線由3mm增加到5mm，卡塊可不變，另外此篦板在端部又設(shè)計(jì)延伸圓弧，目的是在設(shè)備運(yùn)行維修時(shí)，篦板可掛在小軸上，安裝卡塊和連接用標(biāo)準(zhǔn)件。

圖2

2.2.3 左右側(cè)板的材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與篦板相似，左右側(cè)板不承受太大的拉力，只起到一個(gè)擋料作用，但為延長壽命，仍選擇了同篦板相同的材質(zhì)。在結(jié)構(gòu)上，只要注意在鏈篦床彎曲段不發(fā)生干涉就可以了。

2.2.4 整個(gè)鏈篦床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。鏈篦床一節(jié)的裝配如圖2所示（2.8×36m規(guī)格）。上面已經(jīng)闡述了幾種零部件，還有小軸、定距管、套管、擋圈未談及。鏈篦床最關(guān)鍵的是各件彼此之間間隙問題。因在高溫時(shí)各件要膨脹，而冷態(tài)又收縮。本設(shè)計(jì)中，各部件高溫膨脹量均在4mm左右，而鏈篦床是不斷運(yùn)行的，并非停在原地被烘烤，所以經(jīng)歷高溫時(shí)間并沒有那么長，不至于象實(shí)驗(yàn)時(shí)一直處于靜態(tài)加熱狀態(tài)。每兩個(gè)鏈節(jié)間總間隙不小于12mm，可以滿足膨脹要求，另外篩分后料球直徑為8～16mm，鏈篦床在冷態(tài)時(shí)溫度也不是常溫，所以兩鏈節(jié)間總間隙應(yīng)在10mm左右，因此鏈篦床這樣的結(jié)構(gòu)既滿足了冷態(tài)不漏料，又滿足熱態(tài)不干涉，成為一種合理設(shè)計(jì)。

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