刮料装置在圆筒混合机中应用与改造

刮料装置在圆筒混合机中的应用与改造

[摘要]介绍烧结厂圆筒混合机在使用过程中刮料设备出现的

问题，及通过改造解决问题和效果。

[关键词]重力刮刀、粘料、烧结厂

1 前言

圆筒混合机是烧结系统的重要设备之一，主要用于将粉矿、燃料、熔剂按一定比例混合，形成散状的颗粒物送入炉前进行烧结。圆筒混合机倾角为2.29?,物料处理能力为1050t/h，自投产以来，混合筒体粘料严重，我厂利用检修时间对混合机进行了刮料技术设计、优化改造，取得了较好的效果。最初采用螺旋刮料装置的形式（见图1），经过三年多时间的生产使用，出现了一些问题，有待进一步改进。

图1 螺旋刮料的装配形式

2 螺旋刮料装置出现的问题

2.1 横梁存在问题

横梁出现了严重的下弯，下弯量在300mm～400mm。若继续使用，有可能出现横梁断裂，必造成混合机无法运转，长时间停机的重大设备事故。

2.2 螺旋刮刀存在问题

螺旋刮刀由于所处的环境很差，粉尘量、湿度大，温度高，腐蚀性强，轴承座经常抱死。刮刀与刮刀之间联接的部分，既是联轴器和轴承座，没有刮板，这段筒体物料结块后，直接磨损。并且在端

部的这组刮刀距离筒体断面较近，筒体存在死角，粘料特别快，造成底座、轴承座磨损，刮刀无法正常运行，达不到刮料效果。再者石灰粉加水混合后富有粘性，使混合料易粘于刮刀体，每组刮刀重量平均可达1.5吨，从而增加了横梁的负载。同时每组刮刀整体尺寸为3.754m,更换难度较大，因此不得不多次长时间停机花大量的人力、物力来更换刮刀组以及挖料，这样影响了生产，降低了设备的作业率。

2.3 驱动装置存在问题

由于螺旋刮刀运转不畅，摆线针轮减速机载荷大，低速轴长期受三角皮带的牵引，内部的轴承始终承受单侧力，使轴承单侧长期挤压磨损大、变形大，造成轴承使用寿命不长，减速机经常抱死。

3 改造方案

针对螺旋刮料装置存在的问题，我厂技术人员结合实际进行以下三个方面的优化改造。

3.1 横梁结构的优化改造

对横梁的截面结构进行优化，考虑工字梁的结构形式，对比如下图所示：

图2 横梁截面结构（改造前）图3横梁截面结构（改造后）

由于横梁跨度大，达到21.174m，为确保安全，固需对其两种结构形式处于满载情况进行应力对比分析。横梁可看成一个两端固定的简支梁，改造前刮刀组总重2.82t，横梁自重7.26t,横梁及刮刀

上最大可能积料重7.34t。由于横梁的角度为2.29?,则可以简化为水平，同时刮刀均布于横梁，且自重远小于横梁和积料的重量和，固可以把横梁上所受载荷简化成为平均载荷，应力分析简图如下：图4 横梁应力分析简图

查钢的弹性模量 (出自《机械设计手册》第一版第一卷第四篇4-55页)

改造后刮刀组总重1.89t，横梁自重8.14t,横梁及刮刀上最大可能积料重6.4t：

查a3钢板厚为4～20时，；(出自《机械设计手册》第一版第一卷第三篇3-51页)

根据国家和有关部门的设计规范或设备规程中的规定选用；(出自《机械设计手册》第一版第一卷第四篇4-77页)

式中：—平均载荷（n/m）；、—a、b 两点弯矩（n.mm）；

—横梁的跨度（mm）；—最大剪力（n）；、—a、b两点的支座反力（n）；—材料所受的应力（n/mm2）；

—最大弯矩（n.mm）；—抗弯截面系数（mm3）；

—极限强度（n/mm2）；—屈服点（n/mm2）；—许用应力（n/mm2）；－安全系数；

－最大挠度（mm）；—惯性矩（mm3）；

—弹性模量（n/mm2）； b、b、h、h—见图2、图3（mm）；

从上述计算中可以看出横梁在中点处最大可下挠28.12mm，于是我们在横梁的制作过程中要求起拱60mm。

由于横梁的总长达到23.4m，给运输造成了一定的难度，所以最初设计决定采取把横梁分两段运输，现场插口对接、剖口堆焊的方案(见图5)，则横梁中间的加强板没有办法对接，横梁不能形成一体，刚性差，这是造成横梁大幅度下弯的主要原因之一。在同样的前提情况下，如今的横梁也是分两段运输，但采用现场岔口对接、剖口堆焊的方法（见图6），务必保证工字梁的焊接，同时在大梁的对接处用厚度为20mm的a3钢板焊制抱箍，这样就保证了横梁的整体性。通过以上方案处理后，在安装以及使用过程中未出现下扰，从而解决了这个问题。

图5插口对接图图6岔口对接图

3.2 螺旋刮刀改造

鉴于螺旋刮刀存在的问题，我厂技术人员通过多方面考虑决定采用吊挂式重力刮刀(见图8)替代螺旋刮刀(见图7)，依靠刮刀自身的重量，在筒体的带动下，呈相同方向旋转，对筒体粘料进行清理。

同时重力刮刀的自重以及形体尺寸相比螺旋刮刀大有减小，降低了刮刀组的更换难度，并且每组刮刀均是相对独立运转的、活动的，不会影响其它刮刀组的运行，对此，解决了螺旋刮刀相互连锁和底座、轴承座易磨损的弊端。

图7螺旋刮刀图

8重力刮刀图

3.3 驱动的改造

重力刮刀凭借筒体带动，毋须增加额外的驱动装置，摆线针轮减速机带来的问题也就不存在了，从而减少了设备的投入、维护和电耗。

4 改造后的效果

通过以上几个方面的改造以后，刮料装置的装配形式如下图所示：

图9 重力刮料的装配形式

新系统自投产以来，一混、二混很大程度上降低了清理筒体粘料的成本，只需安排操作工几个月清理横梁和刮刀上的积料。并且每次更换一组刮刀，仅安排三名检修工需要一个多小时完成，以前老系统更换一组螺旋刮刀存在吊装等一系列困难，需要翻倍的人力花翻倍的时间才能完工，从而大大降低了设备的维护成本。

近两年多来老系统一混刮料装置未曾正常使用，每月计划检修需安排大量的检修工更换刮刀组、请民工挖料，造成大量的人力、物力的消耗。经过优化改造以后，只需在更换刮刀组时安装民工把粘