廣西鋼鐵燒結(jié)廠一次圓筒混合機(jī)在線修復(fù)

陶俊松，劉麗芳，舒良良，鐘毅

（廣西鋼鐵集團(tuán)有限公司，廣西 防城港 538000）

1 概述

在燒結(jié)作業(yè)中，燒結(jié)原料需要經(jīng)過(guò)混勻制粒后才能布料到燒結(jié)機(jī)上進(jìn)行燒結(jié)。混勻制粒一般是通過(guò)一次圓筒混合機(jī)和二次圓筒混合機(jī)來(lái)完成，其中一次圓筒混合機(jī)的主要作用是對(duì)含鐵原料、燃料、返礦、生石灰、輕燒白云石等物料的混勻和濕潤(rùn)。

廣西鋼鐵燒結(jié)廠采用的一次圓筒混合機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖1所示，一次圓筒混合機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程如下：電機(jī)和減速機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)一次圓筒混合機(jī)筒體上的大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)。一次圓筒混合機(jī)的頭部和尾部分別設(shè)有滾圈，滾圈的底部通過(guò)托輪支撐，一次圓筒混合機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，筒體的大部分重量都通過(guò)滾圈傳遞到托輪上。廣西鋼鐵燒結(jié)廠采用的一次圓筒混合機(jī)的規(guī)格為φ5000*24000mm的大型混合機(jī)，傳動(dòng)形式為右式傳動(dòng)，筒體傾角2.1°，轉(zhuǎn)速6.0r/min，正常生產(chǎn)能力在1070t/h，最大可達(dá)1350t/h，混合料堆比重1.8t/h。

圖1 廣西鋼鐵燒結(jié)廠一次圓筒混合機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 一次圓筒混合機(jī)振動(dòng)原因分析

廣西鋼鐵燒結(jié)廠的一次圓筒混合機(jī)在投入使用后不久，一次圓筒混合機(jī)托輪的輥面和滾圈分別出現(xiàn)了如圖2所示的剝落和點(diǎn)蝕，一次圓筒混合機(jī)在生產(chǎn)時(shí)筒體會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，影響了燒結(jié)生產(chǎn)線的正常作業(yè)。現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)對(duì)設(shè)備的具體情況和一次圓筒混合機(jī)的具體生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析后，總結(jié)出引起一次圓筒混合機(jī)筒體振動(dòng)的原因主要有以下幾點(diǎn)。

圖2 a）托輪輥面剝落狀況，b）滾圈點(diǎn)蝕狀況

首先，由于廣西鋼鐵燒結(jié)廠是新建的燒結(jié)生產(chǎn)線，一次圓筒混合機(jī)在安裝完成時(shí)整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)線還沒(méi)建成，所以一次圓筒混合機(jī)在安裝完畢后長(zhǎng)期處于靜止停放狀態(tài)。由于一次圓筒混合機(jī)筒體較長(zhǎng)，整個(gè)筒體下?lián)陷^為嚴(yán)重，在出料端靠進(jìn)料方向的托輪輥面與一次圓筒混合機(jī)筒體接觸一側(cè)表面會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力會(huì)直接損壞托輪輥面和一次圓筒混合機(jī)的滾圈，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)托輪與滾圈接觸不均勻引起筒體振動(dòng)[1]。一次圓筒混合機(jī)材料本身的原因也可能引起托輪和滾圈出現(xiàn)剝落和點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致一次混合機(jī)筒體出現(xiàn)振動(dòng)。若一次圓筒混合機(jī)的托輪和滾圈在鍛造時(shí)熱處理不均勻有缺陷，在一次圓筒混合機(jī)作業(yè)時(shí)，托輪和滾圈就很容易損壞出現(xiàn)剝落和點(diǎn)蝕?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)托輪輥面隨機(jī)取了若干點(diǎn)進(jìn)行硬度檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示，可以看出托輪輥面的硬度高于技術(shù)要求的HB190～210。設(shè)備的作業(yè)環(huán)境也是引起一次圓筒混合機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的重要原因，一次圓筒混合機(jī)所在的一次混合室在作業(yè)時(shí)揚(yáng)塵較多，生產(chǎn)過(guò)程中揚(yáng)塵和雜物進(jìn)入一次圓筒混合機(jī)的托輪和滾圈間會(huì)使托輪輥面和輥圈面形成壓痕，產(chǎn)生麻點(diǎn)[2]，導(dǎo)致一次圓筒混合機(jī)振動(dòng)加劇。此外，生產(chǎn)過(guò)程中的不當(dāng)操作也是引起一次圓筒混合機(jī)出現(xiàn)振動(dòng)的原因，因?yàn)閺V西鋼鐵燒結(jié)生產(chǎn)線為新建剛投入使用不久，因此整個(gè)燒結(jié)生產(chǎn)線還未完全調(diào)試好，一次圓筒混合機(jī)停機(jī)的頻率比較高，大多數(shù)情況下一次圓筒混合機(jī)還是帶料停機(jī)，因?yàn)橥搀w本身重量大而且還帶有物料所以停機(jī)時(shí)在托輪和滾圈接觸位置會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致托輪和滾圈局部疲勞產(chǎn)生剝落和點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致一次圓筒混合機(jī)筒體的振動(dòng)加劇。

表1 一次圓筒混合機(jī)出料端南面托輪硬度（HB）

3 確定解決方案

3.1 第一次在線修復(fù)

由于廣西鋼鐵燒結(jié)廠為新建燒結(jié)產(chǎn)線，一次圓筒混合機(jī)剛投產(chǎn)不久，如果重新制作備件需要的周期較長(zhǎng)，且現(xiàn)場(chǎng)一次圓筒混合機(jī)的托輪輥面的剝落有擴(kuò)大的趨勢(shì)需要及時(shí)進(jìn)行處理。為了不使燒結(jié)生產(chǎn)線停產(chǎn)，保證燒結(jié)作業(yè)的作業(yè)率，同時(shí)防止一次圓筒混合機(jī)的托輪輥面繼續(xù)剝落，現(xiàn)場(chǎng)決定采取在線修復(fù)一次圓筒混合機(jī)的托輪、滾圈的方案。第一次在線修復(fù)是在一次圓筒混合機(jī)帶料正常生產(chǎn)的情況下進(jìn)行的，由于托輪是固定的，整個(gè)修復(fù)過(guò)程未出現(xiàn)太大問(wèn)題；但是在處理一次圓筒混合機(jī)的滾圈時(shí)，因沒(méi)有考慮到筒體的形變產(chǎn)生的運(yùn)轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致磨削后一次圓筒混合機(jī)的滾圈出現(xiàn)了波紋。因?yàn)榈谝淮卧诰€修復(fù)時(shí)一次圓筒混合機(jī)的滾圈磨削不均勻，所以在線修復(fù)后一次圓筒混合機(jī)的筒體出現(xiàn)了振動(dòng)加劇的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了一次圓筒混合機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低了一次圓筒混合機(jī)的使用壽命。

3.2 第二次在線修復(fù)

經(jīng)過(guò)第一次在線修復(fù)后，一次圓筒混合機(jī)的筒體振動(dòng)變的更加劇烈，并且持續(xù)的筒體振動(dòng)已經(jīng)導(dǎo)致鋼底座出現(xiàn)了裂紋，急需重新制定方案進(jìn)行調(diào)整。在采取第二次在線修復(fù)前，現(xiàn)場(chǎng)首先對(duì)一次圓筒混合機(jī)出料端的鋼底座進(jìn)行了振動(dòng)跟蹤，從表2的檢測(cè)結(jié)果可以看出鋼底座振動(dòng)較大，東南角、東北角、西北角和西南角四個(gè)不同方位的振動(dòng)幅度幾乎都達(dá)到了200μm以上，結(jié)合上述檢測(cè)結(jié)果給出了如下調(diào)整方案。

表2 一次圓筒混合機(jī)筒體底座振動(dòng)值檢測(cè)結(jié)果（μm）

3.2.1 托輪的調(diào)整

由于在對(duì)一次圓筒混合機(jī)進(jìn)行第一次在線修復(fù)時(shí)將出料端的托輪進(jìn)行了車削，導(dǎo)致一次圓筒混合機(jī)兩個(gè)托輪的直徑有了差別，北面托輪的直徑由φ1400mm車到φ1392mm，南面托輪的直徑由φ1400mm車到φ1380mm，一次圓筒混合機(jī)整個(gè)筒體的中心線與托輪中心線已不平行，需對(duì)托輪的安裝中心線及標(biāo)高重新復(fù)核調(diào)整。經(jīng)過(guò)測(cè)量計(jì)算，需將一次圓筒混合機(jī)北面的托輪往南移2mm，墊高3.5mm，南面的托輪往北移5mm，墊高8.6mm，保證一次圓筒混合機(jī)的筒體的中心線與托輪的中心線平行且滿足安裝時(shí)筒體2.1°的傾斜角。

3.2.2 大齒圈與小齒的檢查調(diào)整

一次圓筒混合機(jī)的托輪經(jīng)過(guò)車削重新調(diào)整后，大小齒的嚙合數(shù)據(jù)需要重新測(cè)量復(fù)核，復(fù)測(cè)的數(shù)據(jù)如下：齒頂隙（東）12.45mm，齒頂隙（西）12.4mm，齒側(cè)隙（東）4.21mm，齒側(cè)隙（西）4.05mm，以上數(shù)據(jù)均在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。同時(shí)針對(duì)一次圓筒混合機(jī)筒體振動(dòng)導(dǎo)致的大齒圈螺桿松動(dòng)，預(yù)先使用扭力扳手將螺桿重新檢查打緊到安裝時(shí)扭力，同時(shí)檢查大齒圈的徑向跳動(dòng)和端面跳動(dòng)是否仍在允許范圍內(nèi)。

3.2.3 滾圈的修復(fù)

一次圓筒混合機(jī)的托輪與筒體調(diào)整到安裝位后，對(duì)整個(gè)滾圈進(jìn)行打表測(cè)量，找出高點(diǎn)、凸點(diǎn)做好標(biāo)記，調(diào)整好進(jìn)刀量和進(jìn)給速度。由于之前采用帶料正常運(yùn)轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行車削，導(dǎo)致滾圈不圓，本次利用停機(jī)的機(jī)會(huì)利用盤車電機(jī)慢轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削的方式，保證一次圓筒混合機(jī)整個(gè)筒體的跳動(dòng)量最小，提高加工精度[3]。通過(guò)采取一系列的調(diào)整與修復(fù)措施，一次圓筒混合機(jī)滾圈的跳動(dòng)誤差控制到1mm以內(nèi)，鋼底座的振動(dòng)幅度控制到了0.033mm以內(nèi)。

3.2.4 經(jīng)濟(jì)效益分析及效果評(píng)價(jià)

一次圓筒混合機(jī)的托輪、滾圈表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕、剝落后進(jìn)行了第一次在線修復(fù)，但是第一次采用車削、調(diào)整托輪后導(dǎo)致筒體振動(dòng)加劇。第二次在線修復(fù)經(jīng)過(guò)重新確定方案，調(diào)整托輪恢復(fù)到原始安裝狀態(tài)及微調(diào)大齒圈與小齒圈的嚙合，同時(shí)滾圈銑削打磨等，大大降低了一次圓筒混合機(jī)筒體的振動(dòng)，保證了各項(xiàng)數(shù)據(jù)基本恢復(fù)到安裝初始狀態(tài)。利用盤車電機(jī)慢轉(zhuǎn)銑削打磨的方法投入成本低，可操作性強(qiáng)，取得的效果明顯，極大的延長(zhǎng)了混合機(jī)的使用壽命，減少備件成本的投入。經(jīng)過(guò)處理后，基本消除了設(shè)備隱患，減少了因此帶來(lái)的停機(jī)處理時(shí)間，大大提高了設(shè)備的作業(yè)率，為生產(chǎn)穩(wěn)定順行提供有力保障。

4 結(jié)論

一次圓筒混合機(jī)的托輪和滾圈因剝落和點(diǎn)蝕等原因?qū)е峦搀w出現(xiàn)振動(dòng)時(shí)，可以在不停機(jī)的情況下對(duì)托輪和滾圈進(jìn)行在線修復(fù)。在對(duì)一次圓筒混合機(jī)的托輪和滾圈進(jìn)行在線修復(fù)時(shí)，一定要注意保持托輪和滾圈在穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行修復(fù)，務(wù)必保證托輪和滾圈被打磨均勻。若一次圓筒混合機(jī)托輪和滾圈打磨不均勻不僅不會(huì)減緩?fù)搀w的振動(dòng)，而且還會(huì)加劇筒體的振動(dòng)。與傳統(tǒng)的停機(jī)檢修更換備件相比，在線修復(fù)方法的工作量更小，不需要拆除設(shè)備和更換配件，可以節(jié)省大量的人力物力。一次圓筒混合機(jī)在線修復(fù)的方法對(duì)燒結(jié)車間大型設(shè)備的檢修具有一定的參考價(jià)值。