熟料錘式破碎機(jī)的技術(shù)升級(jí)改造

張松平（湖南韶峰南方水泥有限公司，湖南 湘鄉(xiāng) 411423）

1 原熟料破碎機(jī)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題

我公司5000t/d生產(chǎn)線自2009年投產(chǎn)，其配套的冷卻機(jī)為TC-12108第三代推動(dòng)篦式冷卻機(jī)，傳動(dòng)段數(shù)：3段，篦床有效面積：128.6m2；而用于篦床尾端的熟料破碎機(jī)主結(jié)構(gòu)為傳統(tǒng)的單轉(zhuǎn)子Φ10100mm×303000mm錘式破碎機(jī)，傳動(dòng)方式：三角皮帶，配套電機(jī)：YR315L2-8，功率：110kW，轉(zhuǎn)數(shù)7400r/min。

原錘式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，主要由錘頭、錘盤、銷軸、主軸、傳動(dòng)皮帶輪、進(jìn)料柵條及帶襯板上下殼體等組成。其工作原理是主電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作高速旋轉(zhuǎn)，熟料在篦板的推動(dòng)下落入破碎機(jī)腔口，細(xì)料經(jīng)柵條掉入風(fēng)室，顆粒較大的熟料被高速回轉(zhuǎn)的錘頭沖擊、剪切、撕裂直至完全破碎。

圖1 原錘式破碎機(jī)主結(jié)構(gòu)圖

原熟料破碎機(jī)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題：

（1）0由于長(zhǎng)期的高速連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其錘頭、錘盤、銷軸更換頻繁，而在窯產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)、熟料溫度異常時(shí)，其有效壽命更短，增加了整個(gè)設(shè)備的維修費(fèi)用及工作量；

（2）0在每次更換新錘后，各錘頭的擊打面隨著運(yùn)行時(shí)間的增加而磨損，其沖擊角度由于磨損而改變，導(dǎo)致錘頭擊打能力逐漸下降，即合格出料粒度逐漸減少，這樣增加了后續(xù)工序中水泥磨機(jī)的能耗；

（3）0該破碎機(jī)配套的電機(jī)功率達(dá)1100kW，自體能耗較高；

（4）0對(duì)于結(jié)塊較大的熟料一般無(wú)力處理，甚至出現(xiàn)卡阻、驅(qū)動(dòng)皮帶打滑、發(fā)熱燒毀的現(xiàn)象，更嚴(yán)重的是大塊堆積于破碎機(jī)口，需臨時(shí)停機(jī)人工處理，處理時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)非常高；

（5）0在日常正常生產(chǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，造成熟料粒子四處飛濺，故整個(gè)設(shè)備噪聲刺耳，機(jī)體內(nèi)外密封易失效，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

2 改造措施

鑒于原錘式破碎機(jī)存在的問(wèn)題，我公司采用PGS輥式破碎機(jī)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)改造。

2.1 PGS輥式破碎機(jī)結(jié)構(gòu)、原理

PGS輥式破碎機(jī)主要由輥?zhàn)硬糠帧んw部分、測(cè)速裝置、控制部分組成，如圖2所示。輥?zhàn)硬糠职▊鲃?dòng)裝置、扭力臂、輥軸、輥套、擋環(huán)、軸套、軸承座等；殼體部分包括基礎(chǔ)座、箱型側(cè)板及軸兩端的側(cè)板、耐磨襯板、密封裝置等；傳動(dòng)裝置采用帶行星減速機(jī)的斜齒電機(jī)傳動(dòng)，且每個(gè)輥?zhàn)佣加梢粋€(gè)傳動(dòng)裝置來(lái)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，測(cè)速裝置帶有接近開(kāi)關(guān)，可用來(lái)采集控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和自動(dòng)保護(hù)功能。

圖2 PGS破碎機(jī)主結(jié)構(gòu)圖

其主要工作原理為窯內(nèi)熟料經(jīng)過(guò)冷卻機(jī)篦床水平推動(dòng)后落入破碎機(jī)破碎區(qū)，較細(xì)的熟料從輥?zhàn)娱g隙直接落下，其余熟料通過(guò)輥?zhàn)悠扑椋琍GS輥式破碎機(jī)有四個(gè)輥?zhàn)?，正常生產(chǎn)時(shí)相鄰的兩輥?zhàn)愚D(zhuǎn)向相反，相向轉(zhuǎn)動(dòng)的成對(duì)輥?zhàn)有纬梢粋€(gè)破碎單元，4輥形成兩個(gè)破碎單元，而各個(gè)輥套表面的嚙齒凸凹不平且分為三組，每組的齒形和角度也不盡相同，相鄰的輥套具有不同的安裝角度，這樣輥套表面就形成了長(zhǎng)短交錯(cuò)的外形，對(duì)熟料層進(jìn)行有效的低速剝離破碎。在遇到較大的物料塊時(shí)，一側(cè)嚙齒主要負(fù)責(zé)固定和擠壓物料，另一側(cè)的嚙齒則負(fù)責(zé)將物料的表面層剝離，物料塊最終達(dá)到要求的尺寸進(jìn)入卸料口、輸送設(shè)備。同時(shí)每個(gè)輥?zhàn)拥膫鲃?dòng)電流都設(shè)有極限值，當(dāng)遇到過(guò)硬或過(guò)大的物體時(shí)，輥?zhàn)与娏鞒d將自動(dòng)反轉(zhuǎn)，在反向操作次數(shù)超過(guò)設(shè)定最大次數(shù)時(shí)，就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可通過(guò)人孔門檢查、處理內(nèi)部情況，這樣有效的保護(hù)了輥套的破壞。

2.2 改造措施

經(jīng)過(guò)與設(shè)備廠家技術(shù)的多次溝通、現(xiàn)場(chǎng)察看，結(jié)合我公司原篦冷機(jī)錘式破碎機(jī)工藝設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)布局、技術(shù)參數(shù)等情況，具體PGS輥式新破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 PGS輥式新破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)

具體施工步驟：

拆除了原錘式破碎機(jī)上方與篦冷機(jī)檢修門下的上部剩余殼體，保留原左右檢修門；

待原破碎機(jī)機(jī)殼等鋼構(gòu)件全部拆除后，再用電鎬鑿掉原破碎機(jī)混凝土與地面相平的原基礎(chǔ)部分，保留原鋼立柱；

在所有拆除工作完工、清理好現(xiàn)場(chǎng)后，制作PGS輥式破碎機(jī)鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)并牢固連接在原保留立柱上，以滿足PGS輥式破碎機(jī)安裝與使用的要求；

分別倒運(yùn)、吊裝、落位新PGS輥式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子及殼體，連接好卸料溜子，安裝減速機(jī)、外殼體、走臺(tái)裝置等部件；

完成電氣對(duì)接、作好基礎(chǔ)的澆注、抹平，按潤(rùn)滑要求對(duì)相關(guān)潤(rùn)滑點(diǎn)加注好潤(rùn)滑劑，并檢查各處連接螺栓的緊固，然后空負(fù)荷試車時(shí)間約8 h等；

改造完畢投入運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示，此次改造項(xiàng)目，在雙方的大力配合下整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間在8天內(nèi)基本順利完工，但如對(duì)安裝隊(duì)中間任務(wù)安排得更緊湊一點(diǎn)，可控制在6天內(nèi)完成。

圖3 改造后現(xiàn)場(chǎng)圖

3 改造后運(yùn)行效果

經(jīng)過(guò)改造后的PGS型輥式破碎機(jī)，有效解決原錘式破碎機(jī)在日常生產(chǎn)中所存在的問(wèn)題，具體與原錘破相比，具有如下主要優(yōu)點(diǎn)。

（1）由于破碎方式的改變，從原高速旋轉(zhuǎn)的錘子的沖擊式破碎轉(zhuǎn)變?yōu)橹鬏S旋轉(zhuǎn)的輥套擠壓、剝離式破碎，4根主軸轉(zhuǎn)速非常低，運(yùn)行非常平穩(wěn)，幾乎沒(méi)有什么振動(dòng)，因此設(shè)備基礎(chǔ)受力簡(jiǎn)單，負(fù)荷小，而且密封嚴(yán)實(shí)，相應(yīng)噪音小、灰塵少，徹底改變了過(guò)去錘式破碎機(jī)噪聲大、現(xiàn)場(chǎng)跑冒滴漏難以治理的局面，為整個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)創(chuàng)造了較好的條件。

（2）在節(jié)能降耗方面效果非常明顯。原設(shè)備配套電機(jī)功率為110kW，而PGS型輥式破碎機(jī)為4臺(tái)15kW電機(jī)，加之輥破運(yùn)行振動(dòng)小，輥套磨損小，擠壓破碎效率高，這樣無(wú)用功少，相比原設(shè)備節(jié)電至少在40%以上。

（3）為后續(xù)水泥磨生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。經(jīng)PGS型輥式破碎機(jī)處理的熟料粒度為≤25mm和至少保持有90%以上，而且由于熟料表面經(jīng)擠壓后在顯微鏡下經(jīng)檢測(cè)明顯可看到大量的微裂紋，這樣進(jìn)入下道工序的水泥磨的熟料易磨性獲得一定程度的改善，為后續(xù)設(shè)備包括水泥磨車間的輥壓機(jī)運(yùn)行振動(dòng)、水泥磨提產(chǎn)降耗帶來(lái)一定的效果。

（4）有效減少了維修費(fèi)用及減輕維修工人勞動(dòng)強(qiáng)度。PGS型輥式破碎機(jī)依靠繞主軸低速旋轉(zhuǎn)的輥套來(lái)擠碎熟料，而且輥套表面有較高的耐熱耐磨性，輥套運(yùn)行磨損非常少（附安裝時(shí)及運(yùn)行后磨損檢查如圖4），據(jù)統(tǒng)計(jì)其輥套壽命是原錘破錘頭壽命的4～9倍，全年配件的消耗、維護(hù)的費(fèi)用、維修的工作量將大為減少。

圖4 輥面現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比圖

（5）運(yùn)行時(shí)自動(dòng)化程度相對(duì)較高。原錘式破碎機(jī)在碰到金屬或超負(fù)荷時(shí)，錘頭容易損壞、卡機(jī)、停機(jī)檢修；而PGS型輥式破碎機(jī)在生產(chǎn)時(shí)遇同樣情況時(shí)，會(huì)在電控裝置的保護(hù)下，輥?zhàn)幼詣?dòng)反轉(zhuǎn)進(jìn)行中負(fù)荷破碎，只有當(dāng)經(jīng)過(guò)幾次反轉(zhuǎn)后仍然超負(fù)荷時(shí)，才會(huì)停機(jī)并報(bào)警，且報(bào)警均能通過(guò)中控DCS顯示，現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)人孔門觀察，再也不用擔(dān)心熟料高速飛濺傷人，改造后再未發(fā)生因大塊造成破碎機(jī)停機(jī)的事故。

（6）PGS型輥式破碎機(jī)4個(gè)輥?zhàn)悠叫胁贾茫鬏佔(zhàn)娱g間隙與殼體間隙相對(duì)較小，生產(chǎn)時(shí)在一定料層的作用下，其冷卻機(jī)篦床上與下輸送通道基本形成封閉的空間，而原錘式破碎由于結(jié)構(gòu)的不同，基本與下面的輸送點(diǎn)經(jīng)常性將形成一個(gè)進(jìn)風(fēng)的通道，這樣不利于整個(gè)冷卻機(jī)工藝操作的控制。

相關(guān)其他事項(xiàng)：

（1）安裝試機(jī)前，務(wù)必把各輥?zhàn)吓涮椎臏y(cè)速裝置的Ni8-M18-AZ3x接近開(kāi)關(guān)螺栓調(diào)節(jié)合理并緊固到位，注意其距離最大不得超于10mm，如調(diào)節(jié)螺栓松動(dòng)，則將引起單個(gè)輥?zhàn)拥膱?bào)警或跳機(jī)。

（2）注意新安裝的卸料溜子的防沖擊、磨損。在本次改造中施工廠家由于從節(jié)約成本的角度出發(fā)，未充分考慮到此處熟料破碎到下輸送設(shè)備由于角度、高差的變化，故有非常強(qiáng)的沖擊、磨損性，于是在投入正式生產(chǎn)運(yùn)行34天后，而只采用普通8mm厚鋼板制作的卸料溜子出現(xiàn)了嚴(yán)重的漏料現(xiàn)象，還好被現(xiàn)場(chǎng)巡檢工及時(shí)發(fā)現(xiàn)，后通過(guò)臨時(shí)加打澆注料背包處理，及第二次檢修中公司組織維修人員在溜子內(nèi)鑲嵌耐磨堆焊襯板后，漏料問(wèn)題徹底解決。

（3）日常維護(hù)巡檢中，注意各配套減速機(jī)的油位檢查即減速機(jī)與電機(jī)高速齒輪潤(rùn)滑，部分廠家出現(xiàn)了由于潤(rùn)滑不夠，造成高速齒輪的干摩擦，引發(fā)設(shè)備事故。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述破碎系統(tǒng)的升級(jí)改造，經(jīng)過(guò)后期的連續(xù)跟蹤，該熟料輥式破碎機(jī)的改造完全達(dá)到了公司預(yù)期的效果和目的，其整個(gè)回轉(zhuǎn)窯設(shè)備可靠性顯著提高，設(shè)備能耗降低明顯，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大為改善，于是，在我公司2 500 t/d熟料生產(chǎn)線上被再次應(yīng)用。