NM360耐磨板在石灰窯星形出灰機(jī)的應(yīng)用

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

在純堿生產(chǎn)中石灰窯是主要生產(chǎn)設(shè)備，將石灰石和焦炭在窯內(nèi)煅燒，產(chǎn)生合格的窯氣和生石灰。出灰密封設(shè)備經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，目前效果最好的主要有三種包括星形出灰機(jī)、段式出灰機(jī)和三道閘門，其中星形出灰機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、體積小、成為我國(guó)大型混料式機(jī)械化豎窯使用最多的出料裝置。星形出灰機(jī)是保證豎爐橫截面均勻出料、調(diào)節(jié)焙燒帶形狀、穩(wěn)定窯內(nèi)氣流走向、破碎黏結(jié)物料、決定生產(chǎn)能力(產(chǎn)量)、影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備。出料的密封效果是保證實(shí)現(xiàn)良好的窯況以及環(huán)保節(jié)能效果的重要方面。

1 石灰窯星形出灰機(jī)結(jié)構(gòu)

目前，我公司采用的石灰窯出料密封裝置是星形出灰機(jī)，它的主要作用包括卸料和鎖風(fēng)。窯底的物料經(jīng)出料溜管進(jìn)入星形出灰機(jī)，通過(guò)電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)轂的轉(zhuǎn)動(dòng)排出，轉(zhuǎn)轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)轂與機(jī)殼間緊密配合，實(shí)現(xiàn)石灰窯內(nèi)外的氣體密封。隨著現(xiàn)在環(huán)保壓力的加大，對(duì)出灰機(jī)的密封效果也提出了更高的要求。

1.擺線針輪減速機(jī) 2.浮動(dòng)聯(lián)軸器 3.端蓋 4.機(jī)殼 5.軸 6.轉(zhuǎn)轂 7.NM360耐磨板圖1 星形出灰機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

2 生產(chǎn)運(yùn)行中存在的問(wèn)題

星形出灰機(jī)能在不停風(fēng)條件下連續(xù)卸出物料，密封是靠轉(zhuǎn)轂與機(jī)殼的緊密配合，但在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)轂葉片受物料磨損而導(dǎo)致密封性能變差，轉(zhuǎn)轂與殼體之間間隙增大，失去密封作用，致使出灰機(jī)的鎖風(fēng)作用下降，甚至失效。由于出料裝置鎖風(fēng)作用的下降使石灰窯內(nèi)外溢風(fēng)量增加，導(dǎo)致操作環(huán)境中的粉塵污染，并且增加鼓風(fēng)機(jī)的動(dòng)力損耗。

一般情況下，星形出灰機(jī)使用壽命為4～5個(gè)月，隨著機(jī)殼與轉(zhuǎn)轂接觸面磨損情況加重而導(dǎo)致間隙不斷增大，當(dāng)間隙值超過(guò)10 mm時(shí)就需要更換出灰機(jī)。我公司共有10臺(tái)混料式機(jī)械化豎式石灰窯，每臺(tái)豎式石灰窯需配備一臺(tái)星形出灰機(jī)，故需要10臺(tái)星形出灰機(jī)。假設(shè)星形出灰機(jī)4個(gè)月更換一次，那一年就需更換30臺(tái)。因?yàn)槭褂昧看笠淮涡詧?bào)廢成本太高，所以就采用將星形出灰機(jī)轉(zhuǎn)轂表面和殼體內(nèi)側(cè)襯鋼板的結(jié)構(gòu)改造措施。

轉(zhuǎn)轂表面和機(jī)殼內(nèi)側(cè)磨損的主要原因是殼體與轉(zhuǎn)轂?zāi)Σ粮笨鼓ツ芰Σ睿谠O(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)論間隙多大，都會(huì)有相應(yīng)尺寸的石灰石顆粒進(jìn)入到配合間隙中，造成轉(zhuǎn)轂及殼體表面磨損。所以需要提高殼體內(nèi)側(cè)、轉(zhuǎn)轂外表面所襯鋼板的耐磨性能，才能延長(zhǎng)星形出灰機(jī)使用壽命。

3 耐磨鋼特性介紹

耐磨鋼板具有很高耐磨性能和較好沖擊性能好，能夠進(jìn)行切割、彎曲、焊接等，可采取焊接、塞焊、螺栓連接等方式與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，同時(shí)具有良好的機(jī)加工性能。耐磨鋼板由低碳鋼板和合金耐磨層兩部分組成，合金耐磨層一般為總厚度的1/3～1/2。工作時(shí)由基體提供抵抗外力的強(qiáng)度、韌性和塑性等綜合性能，由合金耐磨層提供滿足指定工況需求的耐磨性能。在維修現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程中具有省時(shí)、方便等特點(diǎn)，耐磨鋼板廣泛應(yīng)用于冶金、煤炭、水泥、電力、玻璃、礦山機(jī)械、建材機(jī)械、磚瓦等行業(yè)，也可應(yīng)用在砂磨機(jī)筒體、葉片，各種貨場(chǎng)、碼頭機(jī)械結(jié)構(gòu)部件，軸承結(jié)構(gòu)件，鐵路車輪結(jié)構(gòu)件，軋輥等,與其他材料相比，耐磨鋼板具有很高的性價(jià)比。

表1 舞鋼產(chǎn)NM360耐磨鋼板成分

通過(guò)對(duì)各種耐磨板焊接性能、機(jī)械加工性能、耐磨性能及合金元素綜合考慮，并對(duì)多種型號(hào)材料進(jìn)行加工及焊接試驗(yàn)，最終采用NM360耐磨板作為內(nèi)襯材料。N是耐(nai)M是磨(mo)兩個(gè)中文漢字的第一個(gè)拼音字母，360則代表這種鋼板的平均布氏硬度。(NM360化學(xué)成分見(jiàn)表1)。通過(guò)碳當(dāng)量可以確定NM360耐磨板有良好的焊接性能，又有適中的機(jī)械性能，能夠滿足出灰機(jī)修復(fù)過(guò)程中必須進(jìn)行的卷板、拼接、鉆孔、攻絲、車削等各種加工工藝。

4 結(jié)構(gòu)改造過(guò)程介紹

1)將星形出灰機(jī)各部件拆解后，因?yàn)檗D(zhuǎn)轂表面磨損不均勻，首先將表面車削見(jiàn)光，并要保證表面與軸的同軸度,以保證最終表面耐磨板厚度均勻。在立式車床上裝夾轉(zhuǎn)轂止口部分，在軸上部用百分表找正,達(dá)到公差要求后開(kāi)始車削。這樣經(jīng)過(guò)粗車、半精車、精車后達(dá)到加工精度要求。

2)將根據(jù)轉(zhuǎn)轂尺寸卷制好一定厚度的NM360耐磨板鋪在轉(zhuǎn)轂表面，并用千斤頂壓實(shí)，保證貼合緊密。在圖2中葉片位置鉆孔并用沉頭螺栓將襯板與轉(zhuǎn)轂之間連接牢固。按照第一次車削轉(zhuǎn)轂方法進(jìn)行第二次車削使轉(zhuǎn)轂表面達(dá)到尺寸精度要求。同樣將殼體內(nèi)孔鏜床加工后，內(nèi)襯與轉(zhuǎn)轂外表面相同厚度的NM360耐磨板，在殼體均勻布置沉頭螺栓保證襯板與殼體貼合緊密。根據(jù)已經(jīng)加工完的轉(zhuǎn)轂尺寸，在保證殼體法蘭口與殼體內(nèi)表面垂直度前提下，預(yù)留一定間隙加工至尺寸精度要求。

3)因?yàn)镹M360耐磨板是熱處理狀態(tài)下材料，整個(gè)檢修過(guò)程中要注意內(nèi)應(yīng)力控制。盡量避免強(qiáng)力對(duì)口，防止以后加工中焊口因彈力裂開(kāi)。

由于NM360耐磨板的碳當(dāng)量較大,厚度較大,抗拉強(qiáng)度大,預(yù)熱有防止冷裂紋、降低冷卻速度、減小焊接應(yīng)力的作用，故應(yīng)在焊接前進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱,根據(jù)NM360耐磨板的力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)熱,在近焊接區(qū)采用局部預(yù)熱的方法,注意預(yù)熱溫度不能過(guò)高,否則將增加高溫停留時(shí)間,減緩冷卻速度,促使出現(xiàn)脆性裂紋。并且不能大面積加熱整形，控制焊接線能量，避免造成襯板硬度變化影響使用效果。無(wú)論是殼體還是轉(zhuǎn)轂，機(jī)加工時(shí)都是斷續(xù)車削，沖擊力較大，因此要盡量降低切削速度和進(jìn)給量，同時(shí)加大刀尖強(qiáng)度，用韌性較好的刀具材料，防止切削過(guò)程中刀尖斷裂影響表面質(zhì)量。

4)為進(jìn)一步改善使用性能，提高密封效果，增加圖2中轉(zhuǎn)轂的葉片厚度并將轉(zhuǎn)轂的長(zhǎng)度加長(zhǎng)，加寬了轉(zhuǎn)轂與機(jī)殼的接觸面積。進(jìn)一步增加抗磨損能力。

5)當(dāng)星形出灰機(jī)各部件都修復(fù)完成后進(jìn)行裝配組裝，在組裝過(guò)程中，嚴(yán)格測(cè)量各部件尺寸，若不滿足裝配要求需及時(shí)調(diào)整部件尺寸，保證轉(zhuǎn)轂和機(jī)殼之間的配合間隙均勻，避免剮蹭。嚴(yán)格按照裝配要求對(duì)軸承、聯(lián)軸器、端蓋進(jìn)行裝配組裝。應(yīng)以裝配完成后能自由轉(zhuǎn)動(dòng)且使用塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)轂和機(jī)殼間間隙以達(dá)到裝配要求，為最終驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 轉(zhuǎn)轂結(jié)構(gòu)示意圖

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

因?yàn)镹M360耐磨板是熱處理狀態(tài)交貨，在增強(qiáng)了耐磨性的同時(shí)，對(duì)工藝條件也提出了一定的要求。如果出灰溫度過(guò)高就會(huì)造成耐磨層組織再結(jié)晶，表面回火，使硬度不可逆轉(zhuǎn)的降低從而降低設(shè)備使用性能。這就要求使用過(guò)程中嚴(yán)格控制工藝參數(shù)，保證出灰溫度，如果發(fā)現(xiàn)出灰溫度過(guò)高，可暫停出灰加大風(fēng)量，等待溫度降低后再作業(yè)。同時(shí)在設(shè)備連鎖設(shè)定時(shí)要讓出灰機(jī)停車時(shí)間比出灰轉(zhuǎn)盤滯后一段時(shí)間，既可以避免小灰倉(cāng)冒灰增加窯底落灰，又可以避免高溫石灰在出灰機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留造成內(nèi)襯層硬度降低。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)結(jié)構(gòu)改造，有效延長(zhǎng)出灰機(jī)的使用壽命，減少環(huán)境污染,減低人工勞動(dòng)成本，方便更換和檢修。在石灰窯安裝內(nèi)襯NM360耐磨板出灰機(jī)后，使用周期由原來(lái)4個(gè)月延長(zhǎng)至12個(gè)月，大大降低了檢修工工作量，同時(shí)也相應(yīng)的節(jié)省了檢修費(fèi)用。其余出灰機(jī)也相繼參照此出灰機(jī)進(jìn)行了改造，改造后效果明顯，同時(shí)也熟悉了NM360耐磨板這種新型材料性能及應(yīng)用效果，逐步往其他設(shè)備上進(jìn)行嘗試，為公司的增產(chǎn)增效做出貢獻(xiàn)。