铜陵有色120万t／a球团生产系统环冷机受料斗改造

曾文波，蓝庆滔，李要武

(铜陵有色铜冠冶化分公司)

摘 要：环冷机受料斗易损坏、故障率高是困扰铜陵有色120万t／a球团生产线稳定运行的一个重要问题。2010年系统大修时对受料斗结构进行了改造，改后坚固耐用，维护方便，大大节省了检修时间和维修费用，保障了系统稳定运行，效果良好。

关 键 词：环冷机 受料斗 挡墙改造

1  前言

铜陵有色120万t／a球团项目于2007年8月破土动工，2008年9月投入试生产，采用链篦机一回转窑一环冷机生产工艺。试生产中，环冷机受料斗经常因耐材、挂件脱落，耐材高温腐蚀，钢板氧化变形等原因被迫停产检修，严重影响了生产稳定运行。据统计，试生产阶段，因环冷机受料斗损坏而停产占总停机率的60％，环冷机检修时间占总检修时间的40％。受料斗最短使用时间为10天，最长也只有20天左右，而且每次检修必须等到受料斗内温度降至50℃以下时，检修人员才能进入，降温时间就得15小时左右。环冷机受料斗的高故障率不仅严重影响了生产，增加了工人的劳动强度和维修费用，还造成三大主机频繁升降温，影响了耐材及高温设备的使用寿命。

因此，解决环冷机受料斗问题，降低设备故障率，是铜陵有色120万t／a球团生产线实现达标达产需攻克的首要难题。

2 问题分析及改造方案

2．1  故障及原因分析

环冷机由骨架、回转框架及台车、给料装置、风箱装置、驱动装置、卸料槽、环冷罩、润滑装置、卸料监测装置等组成。受料斗是给料装置的一部分，为箱式形状(如图1、图2)。在受料斗的径向中部设有一隔墙将其一分为二，一边作布料用，另一边作为一个风道，向回转窑窑头罩输送热风。受料斗内的隔墙采用空冷，隔墙下部出料口处采用耐热合金铸钢(平料砣)，受料斗下部装料区内外侧也装有耐热合金铸钢(F型挂件)，受料斗内壁铺砌耐火砖以起隔热作用。图2受料斗侧墙生产中，受料斗出现了挂件脱落、耐材腐蚀脱落、隔墙及炉罩钢板氧化、机架变形等一系列问题。经过分析，其原因主要有以下几方面：
 

(1)高温腐蚀。回转窑高温焙烧后的球团矿直接进入环冷机受料斗，导致受料斗工作温度高，约为1200℃。高温条件对耐材的要求较高，耐材需具有较好的耐高温性、坚固性、耐磨性、抗腐蚀性和抗剥落性等，若其质量、性能不达标，便不能满足工艺要求。受料斗使用的耐材有预制砖和浇注料。预制砖是由厂家批量生产，质量稳定易控；而浇注料受施工条件影响，质量控制难度稍大，其影响因素有水分控制、搅拌时问、是否连续浇注、烘炉曲线等。从使用效果来看，浇注料受高温腐蚀较严重，脱落损坏较多；而预制砖则基本未损坏，即使有个别脱落，但整体依然完好，使用寿命明显高于浇注耐材。耐材脱落后钢板裸露，这是造成隔墙、炉罩钢板烧损及机架变形的直接原因。

(2)物料冲刷。由于设计布局存在缺陷(回转窑下料点偏移受料斗中心)，实际运行中，回转窑下料不在环冷机受料斗台车的回转中径上，而是偏向内环，部分高温红球正好冲刷在内环耐材和挂件上，使耐材磨蚀严重，并且造成耐热盖板脱落和F型挂件脱落(如图2)；没有了F型挂件的保护，高温红球便从沙封槽往外漏出，导致沙封槽和机架变形、氧化，致使环冷机故障频发。此外，回转窑处理的结圈块(﹣200mm)也全部从环冷机排出，结圈大块冲击也对受料斗耐材造成严重损坏。

后挡墙设计有两道缓冲横梁，横梁上安装耐热挂件保护，下部则是斜面式结构，采用通风冷却(如图1)。使用中，后挡墙耐材、挂件脱落也很严重。两道突出的横梁和斜面式结构的挡墙更容易受到物料的冲击，损坏十分严重。耐材脱落后钢板随之烧损，高温球便从后方的台车间隙直接进入环冷机卸料槽，对成品输送皮带构成极大危害。

(3)温度变化大。生产中，三大主机作业率还受风机、造球及皮带输送系统等影响，尤其是在试生产阶段，各设备都还处于磨合期，故障率高，经常会出现临时紧急停车情况。紧急停车时，环冷机内温度变化最大，受料斗温度会在较短时间内从正常生产的1100℃降到600℃左右，甚至更低，恢复生产后又逐渐升至正常工作温度。剧烈的温度变化易导致受料斗浇注耐材开裂及剥落，加速耐材损坏。

2．2  改造方案

针对环冷机受料斗问题，在前期维修中虽进行了多次整改，但均未取得满意效果，检修后的受料斗最长使用时间也只有35天左右。通过考察多家同行企业，总结其成功经验，并与中冶长天国际工程有限公司共同研讨，制定了改造方案。具体实施如下：

(1)将后挡墙改为垂直式，墙体钢板采用双层结构，其内部空心，可以通风冷却；在钢板上装预制砖，预制砖通过背部螺栓固定，每块砖可以单独更换(如图3、图4)。采用该结构是因为后挡墙耐材损坏最为严重，整改方案中一方面考虑耐材检修更换方便，另一方面尽量避免其受物料冲刷，故而采用了垂直墙体和可单独更换的预制砖。

(2)挡料墙耐材由以前的预制砖与浇注料交替砌筑改为全部采用预制砖，预制砖由锚固钉焊接固定到墙体钢板上(如图3)。砖型尺寸为250×250×230mm，每块砖体上方有两个Ø12×60mm的锚固钉。

(3)将受料斗内外环侧墙外移300mm，并将弧形墙面改为平面结构，墙体耐材也全部采用预制砖焊接砌筑(如图5)。墙面外移后消除了耐热盖板处的冲刷点，即使高温物料冲刷到墙壁，其垂直结构也能大大减轻物料的冲击力保护了F型挂件和耐材。

改造中所有预制砖均采用钢纤维高强度预制砖，这种砖具有耐高温、耐腐蚀、高强度、热震稳定性好等特点，经久耐用。其安装维护方便，基本不需烘烤，温度操作范围宽泛，完全适应受料斗的工作环境。

3  改造效果

本次改造在2010年3月系统大修时进行，由于前期方案编制详细，材料准备到位，整个受料斗的改造施工只花了5天时间。改造后，受料斗已连续稳定运行近9个月，未出现耐火砖、耐热铸件脱落和钢板氧化事故。后挡墙底部个别预制砖有轻度腐蚀，只需在月修时拆除螺栓，单个更换即可，维护方便，效率高，大大节约了检修时间。与改造前的维修成本比较，受料斗每年可节约300万元的维修经费，并减少了近20天的检修时问，综合效益显著。此次改造彻底解决了受料斗易损坏问题，为铜陵有色120万t／a球团生产线实现稳产高产提供了有力保障，改造后球团矿月产量均在10万t以上。困难，代价高昂。

参 考 文 献

[1]  张彦华编．焊接结构设计及应用[M]．北京：化学工业出版社，2009，(3)：168一187．

[2]  汪用澎，张信．大型烧结设备[M]．北京：机械工业出版社，1997，(4)：356—384．