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烧结机常见故障及修复方案总结

1.烧结机简介及常见设备故障问题分析

带式烧结机适用于大型黑色冶金烧结厂的烧结作业，它是抽风烧结过程中的主体设备，可将不同成份，不同粒度的精矿粉，富矿粉烧结成块，并部分消除矿石中所含的硫，磷等有害杂质。烧结机按烧结面积划分为不同长度不同宽度几种规格，用户根据其产量或场地情况进行选用。烧结面积越大，产量就越高。

带式烧结机是烧结生产的主要设备。其工作过程是，由传动装置驱动的头部星轮做连续的转动，将台车由下部轨道经头部弯道抬到上部水平轨道，星轮齿板继续推动台车卡轮，由于星轮不停的转动，连续的推动下一个被抬到水平轨道的台车卡轮。这样就使整个上台车列向烧结机尾运动，当台车到达机尾时，在尾部星轮齿板和尾部弯道的控制下卸下烧结矿。在尾部星轮上。由于台车自重以及台车内部烧结矿的存在使得对星轮中心产生一个较大的力矩。该力矩作用的直接效果是在尾部星轮齿板和刚刚经过尾部弯道摆平进人下部水平轨道(回车道)的台车卡轮之间产生一个使该台车向头部星轮运动的推力(推力有一个向上的摩擦分力)，这一推力使得该台车追赶上前面的台车列，一起经下部水平轨道向头部星轮运动。由于尾部星轮的转动，使得齿板又推动下一个刚摆平的台车卡轮，如此反复就是烧结机的运转过程。

2. 烧结机的分类

1）按烧结形式分

鼓风式烧结机：如烧结锅，平地吹；以及带式烧结机。

抽风式烧结机：带式烧结机和环式烧结机等。

2）按烧结面积/产量分

36㎡、52 ㎡、65㎡、72㎡、90㎡、180 ㎡、240㎡、265㎡、300㎡、400㎡.....烧结面积越大，产量就越高。

3.带式烧结机主机结构：

烧结机主系统主要由传动装置、头尾端部密封、台车、吸风装置、机架、尾部调节装置和干油集中润滑系统等所组成。主传动机构设在机头部位，由调速电机、减速机、开式齿轮等组成。

4.带式烧结机正常生产运行过程中易出现的设备故障、原因分析及传统解决方案：

1)台车跑偏：

①设计原因。烧结机头尾轮齿板的个数和齿数都是奇数，轮齿受力均匀，但其齿廓曲线的设计是凭借经验确定的，不能精确满足运动需要；而偶数齿星轮齿廓曲线是采用解析式得出的，但偶数齿数不可避免的存在轮齿受力不均匀的本质缺陷。因此这两种方法仍然存在明显不足之处，影响烧结机运动性能，从而影响生产效率和经济性。

②生产制造原因。烧结机运行质量主要取决于齿尾轮和头尾弯轨。生产厂商制造和图纸要求存在一定的偏差，尤其是头尾轨的相位差，是影响烧结机跑偏的重要原因。一般大型烧结机头尾轮相位差图纸要求在2mm以内，而国内厂商很难达到这一要求。以265m2烧结机为例，国内某冶金矿山机械厂头尾轮相位差在5mm以内即可出厂。

③烧结机现场安装调整的原因。现场安装调整时主尾轮的定位和头尾弯轨的配置最为重要。首先头尾轮的中心要重合，不重合就会造成跑偏，而头尾轮的中心和钢轨道中心也要重合，不重合也会造成跑偏。头尾轮的标高从理论上应该一致，但现场可以掌握头轮高于尾轮3～5mm，这样烧结机运行的阻力减少，便于调整；若尾轮高于头轮，烧结机运行阻力加大，也是造成跑偏的原因之一。其次就是头尾轮齿板和头尾弯轨的配置，要求按图纸要求掌握。再次，星轮齿板更换安装采用拆卸旧齿后，与新齿配钻后安装，加工误差造成两齿板的相位差较大，加上齿板与星轮外圆圆弧固定式定位，这样两齿板的相位差无法现场调整，运行后易造成台车跑偏。

④烧结机台车正式投产后二次调整的原因。一般烧结机在冷负荷试运转时运行效果都很好，但热负荷运行后，由于风和热气流的变化会对烧结机的运行造成一定影响，而此时重点是烧结机左右两侧风箱滑道处的风量和温度要均匀一致，而这种不一致也是造成烧结机跑偏的重要原因之一。

⑤烧结机台车各部件出现磨损后的原因。烧结机运行2a后烧结机齿轮、弯轨、滑道、滑板、台车都存在一定程度的磨损，也是造成跑偏的重要原因，这要根据现场情况更换调整。

解决方案：

针对此问题进行理论力学分析。首先台车起供说明对台车有向上的力存在，根据现场观察烧结机台车起供现象发现，起供位置在烧结机平面烧结机台车出头部星轮位置上。因此认为是头部星轮齿板对烧结机台车有向上的力的作用。具体力学分析如下：

图1

图1受力分析图是按照齿板磨损后得出的，如果是完好的齿板链轮齿板和台车滚套间最大压力FZ方向将和台车行进方向一致。那么就不存在垂直向上的分力使得台车向上起供。因此只有齿板磨损后（虚线所示）齿板压面上渐开线曲率半径变大就会出现如图1所示的受力分析那样出现一个向上的分力。具体受力分析如下：

空台车重力为64700（N）;

单个卡轮的支撑力为64700÷4=16178（N）；

通过电机额定功率反推回星轮的扭矩为615940(Nm)；

星轮的分度圆为4.136(m)

进而可推出齿板对滚套切向力推力FD大小为：615940÷4.136=149(kN)

根据图1所示受力分析得tanα=Fr/FD；

α为水平方向的推力FD与卡轮受到齿板压力FZ 的夹角；

只有当Fr 大于等于单个卡轮的支持力时台车就会起拱因此可得出最小夹角值为：α≥arctan Fr/FD =rctan （16178÷149000）=6.2

当水平方向的推力FD与卡轮受到齿板压力FZ 的夹角大于等于6.2度时台车就会发生起拱现象。

根据平面几何关系可知当同一段圆弧对应的轩长与母线间的夹角增加为α角时，那么这段弧对应的夹角就减少2α，当轩长不变的情况下夹角变小哪么曲率半径就增大。

由此可知当齿板压面的曲率半径变大时齿板就会对台车有向上的推力，如果与弯轨连接的连接轨上下胯裆太大等台车前轮还没有来得及降下来就挤到前一辆台车后面就会导致台车出星轮时前轮向上起供。

①下行台车起拱力学分析

针对此问题进行理论力学分析。首先台车起供说明对台车后轮有向上的力存在，根据现场观察烧结机台车起供现象发现，起供位置在烧结机单棍平面烧结机台车出尾部星轮位置上。当台车进入尾部回程道时，需要尾部星轮推动回程道的台车运行，尾部星轮齿板与台车后轮轴上的卡轮接触并产生推力，由于齿板磨损齿板压面的渐开线曲率半径变大，所以齿板与卡轮摩擦形成一个向上的摩擦分力，当此摩擦力产生的力矩大于台车一半自重的力矩时，台车后轮就会向上翘，形成起拱。同时前一个台车起拱后，还没有来得及落下，后面台车的前端已赶上来顶住了前面的台车，使前面的台车起拱后无法落下，每一台台车亦然，从而使回程道上的台车形成锯齿形。具体力学分析如下：

图2

图1受力分析图是按照齿板磨损后得出的，如果是完好的齿板链轮齿板和台车滚套间最大压力FZ方向将和台车行进方向一致。那么就不存在垂直向上的分力使得台车向上起供。因此只有齿板磨损后（虚线所示）齿板压面上渐开线曲率半径变大就会出现如图2所示的受力分析那样出现一个向上的分力。具体受力分析与上行台车起拱一样。如果与弯轨连接的连接轨上下胯裆太大就会导致台车出星轮时向上起供。

起拱的危害：

✧起拱的台车运行到头部时。由于自重和头部星轮的带动。台车会瞬间坠落产生冲击，使轴承损坏，造成设备事故停机，也会造成台车端面不均匀磨损。降低其使用寿命，增加备件消耗。

✧加大烧结机漏风。烧结矿生产过程中。70％一75％的电量消耗于主风机，漏风量越高。对产量影响越大。增加了生产成本。

✧起拱会造成台车上下行车道上台车组合长度不等，使整个钢结构承受很大涨力。对设备安全运行埋下了隐患。

✧起拱的台车造成卡车停机，造成头部星轮主轴胀紧套失效。台车起拱卡车后，为立即开车会采用倒车的方式使台车复位，胀紧套与轴的紧固方式势必造成轴与胀紧套的相对运动而磨损。

解决方案：

①加强台车车轮卡轮的润滑，尽可能使用原厂自润滑轴承，减少滚动摩擦阻力。