生石灰消化器的改造

生石灰消化器的改造

摘 要  介绍了宣钢炼铁厂四烧车间4、5号烧结机采用的生石灰消化器的原结构特点，及投运以来所暴露的设备问题，并对其缺陷作了分析。论述了解决问题的各项优化改造方案，总结了改造后的效果。

关键词  生石灰消化器  叶片优化改造

1  前  言

    宣钢炼铁厂四烧车间共有两台烧结机，即：4^#、5^#烧结机。该工程系由炼铁厂自行设计，于2006年4月开工建设，9月份工程竣工投产。生产碱度为2．0～2．2的烧结矿，其熔剂配加采取生石灰消化器单线配加形式，并选用了北京艾瑞机械厂生产的环保型生石灰消化器。投产后，该设备连续发生三次螺旋叶片脱落及传动轮齿过载折断的事故，造成了系统全线停机。经统计，该设备在前两个月运行中发生的各项事故，直接导致整个烧结系统设备作业率降低了10％。为此我们对该消化器所存在的问题进行了分析，找出了其结构上的不足，并对其实施了改造。

2  原生石灰消化器结构特点及运行中暴露的问题

    原生石灰消化器为双螺旋结构(见图1)，其工作原理是：电机通过摆线针轮减速机(1)、柱销联轴器(2)驱动开式齿轮副(3)；开式齿轮副的主、被动齿轮通过安设在螺旋箱体内的法

兰盘(4)分别带动主、被动轴作反向同步旋转；主、被动轴上焊有螺旋型连续叶片(5)，通过旋转将箱体内的生石灰推移至消化器的出料端；出料端设有除尘水箱(7)进行除尘。本设备在运行中暴露出若干结构问题，现分述如下。

2．1  叶片结构不合理

叶片结构系采用连续焊接方式将螺旋片固定在主传动及被动轴上，而且主、被动轴上相邻叶片的间距太小只有l 50mm左右，从三次叶片脱落的事故来看，大多发生在消化器短时间停机后再启动的时候。分析其原因有二：一是生石灰在加水消化过程中，呈半凝固状，停机后再启动，这种处于静止状态的半凝固料对双轴叶片的阻力将会很大；二是连续焊接的螺旋叶片与白灰的接触面积大，尤其是双轴叶片相邻的区域，由于间距小，物料阻力更大。所以在再启动时极易出现卡死叶片或使其变形、相邻叶片交叉相卡、叶片脱落等情况。

    另外，由阻力造成的扭矩还有可能导致法兰螺栓切断，严重时会导致开式齿轮转动齿过载折断和电机烧毁等设备事故，影响设备的正常运行。

2．2轴与开式齿轮的连接法兰位置不合理

    由于主、被动轴与开式齿轮连接的法兰盘是布置在白灰螺旋箱体内，给点检及更换法兰连接螺栓带来一定的难度。每次检修时，首先需拆除人料口漏斗，将箱体内白灰凝固物清理干净后方能进行设备零部件的检查和更换。

2．3  电机与主传动轴联轴器设计不合理

    原设计柱销联轴器(图1中序号2)采用的是单侧穿销的方式，电机端用卡簧固定，而且设计所留维修空间又较小。因此维修操作难度较大，拆装柱销花费时间较长。

2．4开式齿轮材质性能差

    原开式齿轮材质为铸铁，虽抗点蚀和抗胶合能力强，但弯曲强度低、冲击韧性差。在其中的两次设备事故中，均是由于冲击载荷过大或短时间内严重过载导致静强度不足而引起轮齿折断。说明齿轮材质与设备生产不匹配，不能适应生产所需。

2．5箱体外壳底部未设清灰孔

    由于原设计未在箱体外壳底部设置清灰孔，因此在检修及事故抢修中，要检查叶片及连接螺栓的情况，就必须打开箱体上盖先清理箱体内白灰。受螺旋结构的本体影响，彻底清理白灰凝固物的难度大，不但加大了检修人员的劳动强度，而且还拖延了检修及抢修时间。

3  优化改造方案的实施及效果

3．1  螺旋叶片改型

    针对原叶片设计不合理的问题，我们将焊接于主、被动轴上的连续螺旋叶片改为单叶片螺旋形式焊接(如图2所示)，并在每个叶片背面加焊小筋板。每个椭圆周上只焊接4个单叶片，叶片形状呈扇形，顶端焊接耐磨合金钢，同时增大主、被动相邻叶片的间距(较原设计间距增大约20mm)。实践证明，改造后的叶片可允许部分稍大的颗粒进入箱体内，即使叶片稍有变形，也不会发生交叉相卡，保证了白灰能够平稳运行。

3．2连接法兰盘移位

    将连接开式传动齿轮与螺旋轴端上的法兰盘由箱体内移至箱体外，同时将箱体轴向两侧的端盖(图2序号5)沿传动轴中心水平分成两半结构。这样不但方便了日常设备的点检，而且也缩短了检修时更换螺旋的作业时间。

3．3 电机与主传动轴联轴器改造

    针对电机与主传动轴联轴器存在的问题，将联轴器由单侧穿销改为双侧穿销的方式，并增大半联轴器轴向空间尺寸，确保了更换柱销时拆、装方便，大大缩短了工人的作业时间。

3．4改进开式齿轮材质

    开式齿轮由原铸铁改造为铸钢，其耐磨性及强度进一步提高，且耐冲击，寿命延长，确保了设备的事故率降低。

3．5  箱体外壳底中部开清灰孔

在箱体外壳距出料口1000mm处箱体底中部开一个350×350mm的方孔(带活动门)，正常生产时将其关闭，检修时打开，便于清理箱体内白灰。此项改造对于维修设备及零部件的点检带来方便，缩短了作业时间。

4改造后的效果

    2006年11月份全面实施了上述各项优化改造方案，同时还进行了消化器水管布置和整体设备底座等方面的改造。生产实践表明改造取得了十分显著的效果，直至2007年1 2月份，生石灰消化器未发生_起设备事故，设备运行率达到100％，整体设备日历作业率提高了6．62个百分点，稳定了烧结生产。同时，烧结矿产质量水平有了较大幅度提高，碱度稳定率由改造前的95．34％提高到改造后的96．03％，利用系数由改造前的1．49 t／(m²·h)提高到改造后的1．61t／(m²·h)，提高了8个百分点，设备整体改造成功。

5  结  语

    虽然生石灰消化器是一种理想的生石灰消化配加装置，但具体到不同的烧结厂，由于实际情况不同，所用生石灰的性质也各异，所以其结构不能是一个统一模式。各厂在实践中要结合生石灰的各项物理性能及现场作业所需对其存在的问题加以改造，方能使其最大限度地发挥生石灰消化配加的作用；并为设备日常点检、维修带来方便，以提高作业率和进一步延长设备的使用寿命，降低事故停机率，确保烧结生产的稳定运行。