耐磨陶瓷衬板在圆筒混合机中的应用
                    作者：刘桂阳 吴连升（涟源钢铁公司烧结厂）

          
摘 要 介绍了涟钢烧结厂为提高设备作业率和圆筒混合机的混匀效率，对圆筒混合机衬板材质和结构进行改造。采用耐磨陶瓷衬板后，圆筒混合机不粘料，不仅减轻了筒体负荷，提高了设备作业率，而且增大了圆筒有效直径，提高了混匀制粒效果。
关键词 烧结 圆筒混合机 衬板 耐磨陶瓷

1 前言
    涟钢烧结厂现有2座8m2竖炉和4台烧结机（其中2台40 m2烧结机，1台130 m2烧结机和1台180 m2烧结机）。近几年，涟钢生产规模突飞猛进，随着2200 m2高炉的建成投产，加上原有5座小高炉扩容改造完毕，已形成了年产铁400万t的生产能力；加之高炉熟料比的不断提高，对烧结矿的实物产量要求越来越高，烧结矿的供需矛盾日益突出，成为了制约公司生产发展的瓶颈。为此，我们就如何提高烧结机的日历作业率和烧结机利用系数，开展了深入的讨论，找问题，查原因。发现40 m2烧结机系统圆筒混合机，由于其轮胎组经常爆裂，挡圈、轮胎钢圈经常炸裂，停机处理频繁，导致圆筒混合机设备故障率高（达到1%左右），制约了40 m2烧结机生产能力的发挥。针对这一突出问题，我们通过分析，找到了结症所在，主要是内衬结构不合理和筒体内粘料严重，导致筒体负荷过大。为了解决这一问题，通过对我厂使用过的多数衬板材质进行分析，从中选用了几种衬板在混合料进出料斗进行实验，并对使用效果作对比分析，最后确定选用湖南精城特种陶瓷有限公司的NMC-J1耐磨陶瓷衬板。经过近两年的生产实践证明，该耐磨陶瓷衬板抗高温、高热、耐磨等方面的性能良好，减轻了圆筒筒体负荷，提高和延长了齿式联轴器、轮胎组等零部件的使用寿命，增加了圆筒混合机的有效直径，提高了混匀造球能力。实践证明，在圆筒混合机上安装耐磨陶瓷衬板是成功的。

2 改造前的状况
    1999年烧结厂根据公司整体规划，对40 m2烧结机系统进行小球改造，即在40 m2烧结机上生产酸性球团矿（由于各方面的原因，后来又恢复生产高碱度烧结矿），圆筒内衬为了满足酸性球团生产工艺而采用的结构是高分子塑料衬板上外嵌压板结构，以提高精粉皮球率，见图1。

这种结构存在两方面的问题：
1）内衬的结构不合理，因为压板磨损后物料进入结构内部挤开衬板，而固定底板的螺栓无法拆装处理，导致衬板脱落造成设备事故，另外衬板整体结构自重较大。
2）筒体内挂料十分严重，圆筒挂料厚度平均达150mm左右，不仅增加了设备负荷，而且还造成排料不畅，有时甚至从进料口往外排料。
    经计算，整个圆筒挂料重量约15t，而原衬板总重约8t，这样使设备负荷大增，导致传动部件寿命降低，耗电高，设备故障率升高，据统计计算，原衬板使用寿命为一年，而且还经常因脱落造成设备故障；减速机高速轴、中间齿使用寿命为半年；齿式联轴器使用寿命为三个月；轮胎组的使用寿命为两个月；挡辊使用寿命为半年。在这种大负荷下，筒体运行很不平衡，窜动量在100mm左右，严重影响了设备作业率。

3 衬板选型及安装方式的改进
3.1 衬板选型
    由于耐磨陶瓷衬板在我厂混合料进出口料斗、除尘管道中的使用效果相当好，又通过湖南精城特种陶瓷有限公司技术人员对其产品性能的详细介绍，进一步了解了耐磨陶瓷是以AI2O3为主要原料，以稀有金属氧化物为溶剂，经高温焙烧而成的特种刚玉瓷，再分别用特种橡胶和高强度的有机物粘合而成的，具有良好的耐磨性能和抗冲击性能，加之借鉴兄弟厂家的成功经验，因此选用了该公司NMC-J1耐磨陶瓷材料作为圆筒混合机衬板。
3.2 安装方式改进
    2002年12月和2004年元月，我们利用年检时间，先后在一、二次圆筒混合机内安装耐磨陶瓷衬板。由于混合机中加入的是150～180℃的蒸汽和65～80℃的混合料，在高温环境下如何把衬板固定住是一个关键问题。为此，我们选用NMC-J1有机粘合剂将衬板直接粘贴在圆筒内壁上（其粘贴工艺是：打磨→涂胶→粘贴），然后将圆筒分成18等分，用50mm角钢压住衬板，每根角钢用6个M的螺栓拧紧（螺栓焊在圆筒混合机的内壁上）。见图2。
    这种结构简单，重量轻（总重不到1.5t），不挂料，有效增加了圆筒混合机有效直径，大大减轻了设备负荷。改造后圆筒混合机至今未出现任何设备故障，设备运转平稳。通过两年多的检验，证明完全合理，衬板装配牢固，从未发生过脱落现象。

4 使用效果
4.1 挂料情况
    两台安装了耐磨陶瓷衬板的圆筒混合机，通过两年多的运行检验，挂料现象基本消除，只在角钢上有轻微挂料，这种压条（角钢）区域形成的料衬，对压条能起一定的保护作用，而耐磨陶瓷衬板上不挂料，亦无老化、磨损现象。估计衬板的使用寿命在5年以上。
4.2 各传动部件的磨损情况及使用寿命
    两个圆筒改造至今，减速机未换零部件，估计其使用寿命可延长至5年；齿式联轴器、挡轮除计划检修时检查加油外，亦未更换；轮胎组使用寿命平均延长到一年半；筒体窜动现象基本消除，筒体转动相当平稳，到目前为止没有因故障造成停机。
4.3 工艺
1）耐磨陶瓷衬板的优良性能使混合机内物料轨迹合理。压条轻微挂料，厚度适宜，为进一步强化混合机混匀和造球能力提供了条件。
2）具有良好的耐高温物料冲刷性能和耐磨性能。
3）增大了圆筒混合机的有效直径（增大300mm），提高了一混的混匀和二混造球的能力。从Q-4皮带上检测的混合料平均粒径提高了0.5mm，造球率提高了2%～3%，且混合料粒度组成合理。
4）减轻了检修前生产系统日常的劳动强度，无需再清挖混合机，节省了人力物力。
4.4 经济效益分析
经过两年多的生产实践，一、二次圆筒混合机上安装耐磨陶瓷衬板后，经济效益十分显著。
1）减少了设备故障停机和清料时间，提高了烧结机的日历作业率1%，每年可增产烧结矿6000t。
2）减少了备件消耗，年节约费用8万元以上。
3）维修人员设备维护工作量大大降低。
4）平均粒径增大，料层透气性更好，V⊥加快，烧结机利用系数提高约0.02t/（m2•h）。
5）衬板使用寿命至少延长5倍以上，平均年节约费用10万以上。

5 结 语
    耐磨陶瓷衬板在我厂2×40 m2烧结机系统中的应用，具有以下特点：
1）重量轻、厚度薄、不粘料，不仅减轻了筒体负荷，提高了设备作业率，而且增大了圆筒有效直径，提高了混匀制粒效果。
2）通过有机粘结剂直接粘结在筒体本体上，能有效防止设备腐蚀和磨损，延长了圆筒使用寿命。
3）耐磨性能优良，使用寿命延长。
                                                   原载《烧结球团》杂志2004年第5期