熟料錘式破碎機的技術升級改造

張松平（湖南韶峰南方水泥有限公司，湖南 湘鄉 411423）

1 原熟料破碎機生產中存在的問題

我公司5000t/d生產線自2009年投產，其配套的冷卻機為TC-12108第三代推動篦式冷卻機，傳動段數：3段，篦床有效面積：128.6m2；而用于篦床尾端的熟料破碎機主結構為傳統的單轉子Φ10100mm×303000mm錘式破碎機，傳動方式：三角皮帶，配套電機：YR315L2-8，功率：110kW，轉數7400r/min。

原錘式破碎機結構見圖1，主要由錘頭、錘盤、銷軸、主軸、傳動皮帶輪、進料柵條及帶襯板上下殼體等組成。其工作原理是主電機帶動轉子作高速旋轉，熟料在篦板的推動下落入破碎機腔口，細料經柵條掉入風室，顆粒較大的熟料被高速回轉的錘頭沖擊、剪切、撕裂直至完全破碎。

圖1 原錘式破碎機主結構圖

原熟料破碎機生產中存在的問題：

（1）0由于長期的高速連續運轉，其錘頭、錘盤、銷軸更換頻繁，而在窯產質量波動、熟料溫度異常時，其有效壽命更短，增加了整個設備的維修費用及工作量；

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

（3）0該破碎機配套的電機功率達1100kW，自體能耗較高；

（4）0對于結塊較大的熟料一般無力處理，甚至出現卡阻、驅動皮帶打滑、發熱燒毀的現象，更嚴重的是大塊堆積于破碎機口，需臨時停機人工處理，處理時安全風險非常高；

（5）0在日常正常生產時，由于轉子高速旋轉，造成熟料粒子四處飛濺，故整個設備噪聲刺耳，機體內外密封易失效，嚴重影響現場環境。

2 改造措施

鑒于原錘式破碎機存在的問題，我公司采用PGS輥式破碎機進行技術升級改造。

2.1 PGS輥式破碎機結構、原理

PGS輥式破碎機主要由輥子部分、殼體部分、測速裝置、控制部分組成，如圖2所示。輥子部分包括傳動裝置、扭力臂、輥軸、輥套、擋環、軸套、軸承座等；殼體部分包括基礎座、箱型側板及軸兩端的側板、耐磨襯板、密封裝置等；傳動裝置采用帶行星減速機的斜齒電機傳動，且每個輥子都由一個傳動裝置來單獨驅動，測速裝置帶有接近開關，可用來采集控制信號，實現自動控制和自動保護功能。

圖2 PGS破碎機主結構圖

其主要工作原理為窯內熟料經過冷卻機篦床水平推動后落入破碎機破碎區，較細的熟料從輥子間隙直接落下，其余熟料通過輥子破碎，PGS輥式破碎機有四個輥子，正常生產時相鄰的兩輥子轉向相反，相向轉動的成對輥子形成一個破碎單元，4輥形成兩個破碎單元，而各個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短交錯的外形，對熟料層進行有效的低速剝離破碎。在遇到較大的物料塊時，一側嚙齒主要負責固定和擠壓物料，另一側的嚙齒則負責將物料的表面層剝離，物料塊最終達到要求的尺寸進入卸料口、輸送設備。同時每個輥子的傳動電流都設有極限值，當遇到過硬或過大的物體時，輥子電流超載將自動反轉，在反向操作次數超過設定最大次數時，就會發出報警信號，可通過人孔門檢查、處理內部情況，這樣有效的保護了輥套的破壞。

2.2 改造措施

經過與設備廠家技術的多次溝通、現場察看，結合我公司原篦冷機錘式破碎機工藝設計圖紙、現場布局、技術參數等情況，具體PGS輥式新破碎機的技術參數見表1。

表1 PGS輥式新破碎機的技術參數

具體施工步驟：

拆除了原錘式破碎機上方與篦冷機檢修門下的上部剩余殼體，保留原左右檢修門；

待原破碎機機殼等鋼構件全部拆除后，再用電鎬鑿掉原破碎機混凝土與地面相平的原基礎部分，保留原鋼立柱；

在所有拆除工作完工、清理好現場后，制作PGS輥式破碎機鋼結構基礎并牢固連接在原保留立柱上，以滿足PGS輥式破碎機安裝與使用的要求；

分別倒運、吊裝、落位新PGS輥式破碎機轉子及殼體，連接好卸料溜子，安裝減速機、外殼體、走臺裝置等部件；

完成電氣對接、作好基礎的澆注、抹平，按潤滑要求對相關潤滑點加注好潤滑劑，并檢查各處連接螺栓的緊固，然后空負荷試車時間約8 h等；

改造完畢投入運行的現場如圖3所示，此次改造項目，在雙方的大力配合下整個現場施工時間在8天內基本順利完工，但如對安裝隊中間任務安排得更緊湊一點，可控制在6天內完成。

圖3 改造后現場圖

3 改造后運行效果

經過改造后的PGS型輥式破碎機，有效解決原錘式破碎機在日常生產中所存在的問題，具體與原錘破相比，具有如下主要優點。

（1）由于破碎方式的改變，從原高速旋轉的錘子的沖擊式破碎轉變為主軸旋轉的輥套擠壓、剝離式破碎，4根主軸轉速非常低，運行非常平穩，幾乎沒有什么振動，因此設備基礎受力簡單，負荷小，而且密封嚴實，相應噪音小、灰塵少，徹底改變了過去錘式破碎機噪聲大、現場跑冒滴漏難以治理的局面，為整個生產現場創造了較好的條件。

（2）在節能降耗方面效果非常明顯。原設備配套電機功率為110kW，而PGS型輥式破碎機為4臺15kW電機，加之輥破運行振動小，輥套磨損小，擠壓破碎效率高，這樣無用功少，相比原設備節電至少在40%以上。

（3）為后續水泥磨生產創造了有利條件。經PGS型輥式破碎機處理的熟料粒度為≤25mm和至少保持有90%以上，而且由于熟料表面經擠壓后在顯微鏡下經檢測明顯可看到大量的微裂紋，這樣進入下道工序的水泥磨的熟料易磨性獲得一定程度的改善，為后續設備包括水泥磨車間的輥壓機運行振動、水泥磨提產降耗帶來一定的效果。

（4）有效減少了維修費用及減輕維修工人勞動強度。PGS型輥式破碎機依靠繞主軸低速旋轉的輥套來擠碎熟料，而且輥套表面有較高的耐熱耐磨性，輥套運行磨損非常少（附安裝時及運行后磨損檢查如圖4），據統計其輥套壽命是原錘破錘頭壽命的4～9倍，全年配件的消耗、維護的費用、維修的工作量將大為減少。

圖4 輥面現場對比圖

（5）運行時自動化程度相對較高。原錘式破碎機在碰到金屬或超負荷時，錘頭容易損壞、卡機、停機檢修；而PGS型輥式破碎機在生產時遇同樣情況時，會在電控裝置的保護下，輥子自動反轉進行中負荷破碎，只有當經過幾次反轉后仍然超負荷時，才會停機并報警，且報警均能通過中控DCS顯示，現場可通過人孔門觀察，再也不用擔心熟料高速飛濺傷人，改造后再未發生因大塊造成破碎機停機的事故。

（6）PGS型輥式破碎機4個輥子平行布置，各輥子間間隙與殼體間隙相對較小，生產時在一定料層的作用下，其冷卻機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構的不同，基本與下面的輸送點經常性將形成一個進風的通道，這樣不利于整個冷卻機工藝操作的控制。

相關其他事項：

（1）安裝試機前，務必把各輥座上配套的測速裝置的Ni8-M18-AZ3x接近開關螺栓調節合理并緊固到位，注意其距離最大不得超于10mm，如調節螺栓松動，則將引起單個輥子的報警或跳機。

（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約成本的角度出發，未充分考慮到此處熟料破碎到下輸送設備由于角度、高差的變化，故有非常強的沖擊、磨損性，于是在投入正式生產運行34天后，而只采用普通8mm厚鋼板制作的卸料溜子出現了嚴重的漏料現象，還好被現場巡檢工及時發現，后通過臨時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鑲嵌耐磨堆焊襯板后，漏料問題徹底解決。

（3）日常維護巡檢中，注意各配套減速機的油位檢查即減速機與電機高速齒輪潤滑，部分廠家出現了由于潤滑不夠，造成高速齒輪的干摩擦，引發設備事故。

4 結語

通過上述破碎系統的升級改造，經過后期的連續跟蹤，該熟料輥式破碎機的改造完全達到了公司預期的效果和目的，其整個回轉窯設備可靠性顯著提高，設備能耗降低明顯，現場環境大為改善，于是，在我公司2 500 t/d熟料生產線上被再次應用。