崔穎 劉盛錢

摘 要：本文簡單的介紹了鏈篦干燥機(jī)的用途、工作原理，主要根據(jù)低溫烘干工藝特點(diǎn)及工作環(huán)境對(duì)設(shè)備性能的要求，以高溫鏈篦機(jī)結(jié)構(gòu)為依據(jù)，簡單介紹了鏈篦干燥機(jī)關(guān)鍵部件——鏈節(jié)的設(shè)計(jì)方案。實(shí)踐證明，鏈篦干燥機(jī)完全滿足低溫烘干工藝要求。

關(guān)鍵詞：鏈篦干燥機(jī)；鏈節(jié)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TF32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

鏈篦干燥機(jī)是專為固廢綜合處理、資源循環(huán)利用而設(shè)計(jì)的非高爐煉鐵大型非標(biāo)主機(jī)設(shè)備。該機(jī)是在高溫狀態(tài)下，通過環(huán)型篦床承載料球向前運(yùn)行、料球吸收煙氣爐的熱風(fēng)熱量實(shí)現(xiàn)干燥功能的熱工設(shè)備。其產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格及使用功能是依據(jù)該工藝線所需的工藝技術(shù)參數(shù)設(shè)定的。

本機(jī)作為鏈篦機(jī)—轉(zhuǎn)底爐法生產(chǎn)金屬化球團(tuán)生產(chǎn)線中的脫水設(shè)備，其作用是將滾壓成的32×25×18含鐵橢球干燥、脫水。鏈篦干燥機(jī)的工作流程是：將含鐵球團(tuán)的濕球經(jīng)過篩分機(jī)篩分后合格的球團(tuán)均勻進(jìn)入鏈篦干燥機(jī)烘干，烘干后的干球通過溜料板進(jìn)入下段流程。

含鐵濕球經(jīng)過篩分機(jī)篩分，合格的料球由輥式布料機(jī)均勻布在鏈篦干燥機(jī)尾部的布料區(qū)上。隨著鏈篦床的運(yùn)行，料球依次經(jīng)過抽風(fēng)干燥Ⅰ段、抽風(fēng)干燥Ⅱ段，利用來自煙氣爐的混合熱氣體穿過料層對(duì)生球中的水份進(jìn)行干燥，干燥后的料球經(jīng)溜料板裝置進(jìn)入輥篩篩分。經(jīng)過烘干，料球水份可以由≤10%降低到≤1.5%。

作為鏈篦干燥機(jī)的核心部件，運(yùn)行部分主要由頭輪、尾輪、上下托輪、尾部拉緊、側(cè)密封、鏈篦床、鏟料板等組成。其他部件都是圍繞著運(yùn)行部分展開設(shè)計(jì)布置的，鏈篦床又是運(yùn)行部分的核心。根據(jù)工藝要求，鏈篦干燥機(jī)的工作溫度應(yīng)設(shè)定在350℃以下，完全可以以高溫鏈篦機(jī)定型的結(jié)構(gòu)和常用材質(zhì)為基礎(chǔ)做相應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì)。

此次鏈篦干燥機(jī)的設(shè)計(jì)，我們重點(diǎn)從鏈篦床的主要零件——鏈節(jié)入手，利用有限元分析方法，經(jīng)過嚴(yán)密論證，科學(xué)有效地對(duì)其結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

1 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

鏈篦干燥機(jī)正常工作時(shí)，物料在運(yùn)動(dòng)的篦床上一次經(jīng)過各工藝段，而篦床的運(yùn)動(dòng)正是依靠頭部鏈輪與鏈節(jié)的嚙合得以實(shí)現(xiàn)的。在這一過程中，鏈節(jié)是承受拉力的關(guān)鍵零件。節(jié)距為260mm，寬度為160mm帶軸套的大鏈節(jié)是以往同等規(guī)格的大型高溫鏈篦機(jī)設(shè)計(jì)中的首選。本次設(shè)計(jì)我們嘗試采用中小型高溫鏈篦機(jī)常用的200mm節(jié)距的小鏈節(jié)，并取消套軸，使拉力直接作用在鏈節(jié)上。同時(shí)，為提高鏈節(jié)承受拉力的能力，依據(jù)有限元分析結(jié)果，我們將鏈節(jié)受力處做了加厚設(shè)計(jì)。

2 材質(zhì)的選用

由于工作溫度的要求，高溫鏈篦機(jī)鏈節(jié)均采用高CrNi耐熱合金制造，成本較高。根據(jù)本臺(tái)設(shè)備的工作溫度和鏈節(jié)受力情況及以往經(jīng)驗(yàn)，我們初步選用ZG35CrSi進(jìn)行分析計(jì)算。ZG35CrSi的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1、表2。

以年產(chǎn)40萬噸鏈篦干燥機(jī)為例，篦床共設(shè)6排鏈節(jié)，輸送物料時(shí)受拉力作用，從最壞的情況考慮，篦床在運(yùn)行一段時(shí)期后發(fā)生跑偏，我們假設(shè)鏈條張力不均勻系數(shù)為2.0，即篦床跑偏后僅剩3排鏈節(jié)受力。在該種情況下，通過有限元分析，我們得出鏈節(jié)最大等效應(yīng)力為370MPa，明顯發(fā)生在鏈節(jié)兩側(cè)耳環(huán)處。鏈節(jié)各點(diǎn)等效應(yīng)力均小于材料許用應(yīng)力，滿足設(shè)計(jì)要求。

篦床鏈節(jié)的變化直接影響了運(yùn)行中頭尾輪、上下托輪，其直徑和寬度得以大幅縮小。由于托輪的數(shù)量較多，設(shè)備自身的重量也大大降低了。同時(shí)，根據(jù)鏈節(jié)材質(zhì)的變化，同理降低篦床中側(cè)板、篦板、卡塊常用的高CrNi材質(zhì)。

結(jié)語

一個(gè)中型燒結(jié)廠每年排放的尾礦量約為365t，尾礦品味最高達(dá)24.79%，可利用有效礦產(chǎn)約為50萬噸/年，配套規(guī)格的鏈篦干燥機(jī)相當(dāng)于每年為國家節(jié)約一座中型采礦場。隨著世界各國越來越重視尾礦的綜合利用及治理問題，鏈篦干燥機(jī)在尾礦綜合利用中的應(yīng)用將變得越來越廣泛。鏈篦干燥機(jī)的開發(fā)也必將為我國能源的高效利用和環(huán)境污染的治理，以及尾礦和低品位礦產(chǎn)的利用，提供一個(gè)可參考的實(shí)例。

參考文獻(xiàn)

[1]西安重型機(jī)械研究所.重型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)[S].國家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)重型機(jī)械局，1987.

[2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第四版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3]中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專業(yè)分會(huì)《熱處理手冊》 委員會(huì).熱處理手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.