莊　巖，楊紅燕，李　許，顏克源

PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)的預(yù)篩分改造

莊巖，楊紅燕，李許，顏克源

改造后是破碎系統(tǒng)

預(yù)篩分破碎系統(tǒng)是一種成熟的破碎系統(tǒng)，可以將物料中的粒度合格碎石和泥土在進(jìn)入破碎機(jī)之前篩出，減少進(jìn)入破碎機(jī)物料量，提高系統(tǒng)的產(chǎn)量并降低破碎機(jī)的負(fù)荷，從而達(dá)到節(jié)電和減少易損件磨耗的目的。鑒于目前還有很多水泥廠使用單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)，此類機(jī)型對(duì)含泥土量超過(guò)20%的原料的適應(yīng)性較差，會(huì)有篦子板上積料、錘頭磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象，我公司結(jié)合多年破碎系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，成功將預(yù)篩分系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)的改造上。本文以民和祁連山水泥廠的一臺(tái)PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)的預(yù)篩分改造項(xiàng)目為例，介紹了預(yù)篩分改造中方案的確定、安裝調(diào)試中應(yīng)注意的問(wèn)題和經(jīng)驗(yàn)。

1　前言

2014年底，民和祁連山水泥廠對(duì)窯系統(tǒng)及礦區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)改造，以提高礦區(qū)開(kāi)采和輸送能力，其原破碎系統(tǒng)使用一臺(tái)PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)（不帶緩沖給料輥），轉(zhuǎn)子規(guī)格?2 010mm×2 230mm，設(shè)計(jì)出料粒度＜75mm，設(shè)計(jì)能力700t/h。投產(chǎn)后，業(yè)主為滿足后續(xù)粉磨工藝要求，更換了篦板，使出料粒度變成＜50mm，實(shí)際生產(chǎn)能力只有350t/h。

破碎機(jī)每套錘頭破碎量20萬(wàn)噸左右，能耗和成本較高。其粘土原料來(lái)自礦山中的剝離土，且剝離土和礦石按生料配料要求一并進(jìn)入破碎機(jī)，來(lái)料中粘土、石屑含量在25%以上，嚴(yán)重影響了破碎機(jī)的破碎效率及系統(tǒng)產(chǎn)量，對(duì)錘頭的使用壽命也有一定的影響。

受業(yè)主委托，中材裝備集團(tuán)破碎事業(yè)部采用成熟的預(yù)篩分破碎技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)其礦山破碎系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)篩分改造。項(xiàng)目從啟動(dòng)到投產(chǎn)只用了四個(gè)月時(shí)間，其中安裝調(diào)試不到一個(gè)月，及時(shí)滿足了窯系統(tǒng)的改造時(shí)間。改造后系統(tǒng)產(chǎn)量提高到600t/h，提產(chǎn)85%以上，破碎機(jī)電流與改造前基本相同，降低了系統(tǒng)電耗，錘頭的壽命也會(huì)有一定的提高。下面對(duì)本次改造的方案和改造情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，供廣大水泥行業(yè)工作者參考。

2　原破碎系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題

2.1粘土和碎料過(guò)多

民和祁連山水泥廠礦山原料中粘土和碎料含量在25%以上，此部分粘土和碎料在喂入破碎機(jī)后容易在篦子板上形成積料，不僅降低篦子的排料能力從而降低破碎能力，還會(huì)對(duì)錘頭產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。錘頭的正常磨損主要在錘頭的兩個(gè)頂角，其磨損主要是打擊物料產(chǎn)生的磨損，正常磨損后的錘頭如圖1所示，而本項(xiàng)目原破碎機(jī)的錘頭磨損主要在錘頭的頂面（圖2），此類磨損是典型的篦子板上積料造成的錘頭磨損。

2.2破碎機(jī)腔型不合理

圖1　正常磨損的錘頭

圖2　民和現(xiàn)場(chǎng)非正常磨損的錘頭

圖3　PCF2022破碎機(jī)剖面圖

圖4　破碎系統(tǒng)改造方案

PCF2022破碎機(jī)為不帶給料輥的單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)，板喂機(jī)喂入的物料要通過(guò)一段溜子進(jìn)入轉(zhuǎn)子的打擊區(qū)，物料進(jìn)機(jī)位置與轉(zhuǎn)子中心較遠(yuǎn)（圖3）。這種破碎機(jī)型是仰擊式破碎機(jī)，其設(shè)計(jì)初衷是先讓物料在破碎腔內(nèi)被錘頭打擊并拋起，再在空中進(jìn)行多次互相撞擊而破碎，最后被錘頭帶入到轉(zhuǎn)子與破碎板和篦子板間形成的打擊區(qū)內(nèi)破碎成合格的物料，這就導(dǎo)致原料尤其是大塊原料需要在破碎腔內(nèi)多次撞擊才能進(jìn)入后部打擊區(qū)，原料在破碎機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，破碎機(jī)的能力會(huì)降低。

另外，PCF2022破碎機(jī)上殼體破碎板與轉(zhuǎn)子水平中線的夾角較小，兩者形成的后部打擊區(qū)空間較小，大塊物料只有在前破碎腔破碎到一定粒度才能進(jìn)入后部打擊區(qū)，當(dāng)來(lái)料中大塊或平均粒度較大時(shí)，會(huì)在前部破碎腔聚集而不會(huì)很快進(jìn)入后部打擊區(qū)，直接反應(yīng)就是電機(jī)電流升高，無(wú)法增大喂料量，影響破碎機(jī)的能力。錘式破碎機(jī)以錘頭打擊破碎為主，物料在后打擊區(qū)內(nèi)由于有破碎板和篦子板限制其運(yùn)動(dòng)，錘頭打擊的動(dòng)能更容易轉(zhuǎn)化成物料的破碎能，破碎效率高，而破碎腔內(nèi)物料間的相互自由撞擊損失的能量較大，破碎效率較低。

根據(jù)我公司多年破碎機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，PCF2022錘式破碎機(jī)在出料粒度為＜50mm時(shí)，生產(chǎn)能力能夠達(dá)到500t/h左右，而民和的系統(tǒng)實(shí)際生產(chǎn)能力只有350t/h，主要是由于物料中粘土和碎料過(guò)多并且破碎腔型不合理導(dǎo)致。

因此，篩除原料中的粘土使其不進(jìn)入破碎機(jī)，并適當(dāng)將喂料點(diǎn)提前，使破碎機(jī)由仰擊式轉(zhuǎn)變到趨向平擊式，減少物料在前部破碎腔的停留時(shí)間，讓物料快速進(jìn)入破碎效率高的后部打擊區(qū)，是提高破碎機(jī)能力和破碎效率的有效方法。

3　改造方案

由于民和水泥廠建造時(shí)間較早，破碎系統(tǒng)的工藝布置圖紙難以找到，并且決定施行破碎系統(tǒng)改造項(xiàng)目時(shí)，該廠窯系統(tǒng)的改造已經(jīng)在進(jìn)行，重新開(kāi)窯的時(shí)間基本確定，意味著破碎系統(tǒng)的改造必須在開(kāi)窯之前完成，時(shí)間很緊。我公司派遣經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量設(shè)計(jì)需要的基本數(shù)據(jù)，包括破碎機(jī)的基本結(jié)構(gòu)尺寸、板喂機(jī)頭輪位置等，確定了在不改變破碎機(jī)和板喂機(jī)位置的前提下，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)篩分改造。改造方案為：一方面，增加預(yù)篩分設(shè)備，將原料中的粘土和碎石篩出，使其不進(jìn)入破碎機(jī)，同時(shí)能將喂料點(diǎn)前移至轉(zhuǎn)子中線附近；另一方面，改變破碎機(jī)的腔型，保留原破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子、下殼體和篦子，更換新的上殼體組件和破碎板組件，將破碎區(qū)與轉(zhuǎn)子中線的夾角增大到72°。輔助部件為破碎機(jī)的頭罩和導(dǎo)料槽、波動(dòng)輥式給料機(jī)的支腿和下料溜子，改造方案見(jiàn)圖4。

考慮到板喂機(jī)和破碎機(jī)轉(zhuǎn)子之間的空間有限，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察和主要數(shù)據(jù)測(cè)量后，確定增加WRS2420型波動(dòng)輥式給料機(jī)。該機(jī)具有五個(gè)給料輥，篩下粒度＜50mm，其中位于板喂機(jī)下部的兩個(gè)給料輥為浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)減震膠塊浮擱在機(jī)架上，以最大限度地減小大塊物料的沖擊。波動(dòng)輥式給料機(jī)采用單驅(qū)動(dòng)，輥間通過(guò)鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)差速運(yùn)轉(zhuǎn)，前快后慢，避免積料。

4　安裝和調(diào)試

4.1安裝注意事項(xiàng)

經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的設(shè)計(jì)制造時(shí)間，全部改造用的設(shè)備和部件于3月中旬運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)，計(jì)劃的開(kāi)窯時(shí)間為4月中旬，破碎系統(tǒng)的改造時(shí)間不到一個(gè)月。由于是新舊兩種殼體的重新組裝，并且原破碎機(jī)的資料數(shù)據(jù)很少，上下殼體的安裝可能會(huì)有一些細(xì)節(jié)處需要現(xiàn)場(chǎng)修改；另外，新系統(tǒng)需要在基礎(chǔ)上增加兩個(gè)支腿和一個(gè)篩下料的下料口，也涉及到一些土建的修改，這些都為現(xiàn)場(chǎng)的施工增加了難度。為保證改造項(xiàng)目能夠按時(shí)保證質(zhì)量完工，在開(kāi)工之前，本公司工程師與業(yè)主共同制定了詳細(xì)的設(shè)備安裝和土建工程的施工計(jì)劃，計(jì)劃以每半天為一個(gè)時(shí)間段，合理估計(jì)各步驟的安裝難度和所需時(shí)間，制定詳細(xì)時(shí)間表。由于支腿和下料口的位置要在波動(dòng)輥式給料機(jī)吊裝到位后確定，并要與上方頭罩和導(dǎo)料槽的安裝同步進(jìn)行，施工中要及時(shí)調(diào)整人員確保交叉作業(yè)的安全。另外，現(xiàn)場(chǎng)要提前準(zhǔn)備所需工具和材料，氣割、電焊機(jī)、風(fēng)鎬、各種厚度的鋼板要提前估算用量并準(zhǔn)備齊全，吊裝工具尤其是吊車要提前做好使用計(jì)劃，在保證施工進(jìn)度的前提下節(jié)約成本。

表1　投料試車各主機(jī)設(shè)備的電流

4.2試運(yùn)轉(zhuǎn)

經(jīng)過(guò)半個(gè)月的努力，安裝工作于3月底完工。由于礦山開(kāi)采的改造工作同時(shí)進(jìn)行，原料進(jìn)廠困難，經(jīng)過(guò)多天努力，業(yè)主從老礦山運(yùn)來(lái)一些原料裝滿料倉(cāng)，約1 200t。為測(cè)試新系統(tǒng)的破碎能力，大多挑揀粒度較大的物料，原料中基本沒(méi)有土和碎石（見(jiàn)圖5）。系統(tǒng)于4月10日完成了空載和帶料試車。

圖5　投料試車的原料

（1）空載試車，共進(jìn)行了兩次，一次1h，一次2h，破碎機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，波輥機(jī)的電流為10A左右，破碎機(jī)電流31A，各軸承溫度正常。

（2）投料試車，滿倉(cāng)料共計(jì)約1 200t，共進(jìn)行了約2h。板喂機(jī)的速度從15Hz開(kāi)始，逐漸增加到35Hz，各主機(jī)設(shè)備的電流如表1。

根據(jù)原系統(tǒng)板喂機(jī)的生產(chǎn)記錄，板喂機(jī)25Hz時(shí)的喂料能力約為400t/ h，經(jīng)計(jì)算，板喂機(jī)35Hz時(shí)的喂料能力約為560t/h。從各設(shè)備的負(fù)荷來(lái)看，破碎機(jī)還有一部分富余空間，波輥機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，負(fù)荷較小。由于來(lái)料都是大塊，波動(dòng)輥式篩分機(jī)基本沒(méi)有篩分作用，如果按正常生產(chǎn)時(shí)的原料含土25%，按波輥機(jī)可篩下10%～20%計(jì)算，系統(tǒng)能力預(yù)計(jì)可以達(dá)到600～650t/h。

改造后的破碎機(jī)對(duì)大塊料的適應(yīng)能力很好，觀察到最大的喂料塊約為2 000mm×600mm×600mm，通過(guò)破碎機(jī)的時(shí)間約為1.5～2s，業(yè)主反映比改造前的破碎機(jī)好很多，這正是改造破碎腔型的好處。

4.3系統(tǒng)現(xiàn)狀

近期系統(tǒng)已進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)，經(jīng)與業(yè)主電話溝通，系統(tǒng)的平均生產(chǎn)能力為600t/h，滿足了窯系統(tǒng)的要求。波動(dòng)輥式給料機(jī)的篩分效果良好，錘式破碎機(jī)的電流（600t/h時(shí)）比改造前（350t/h時(shí)）還有一定的下降，達(dá)到了預(yù)期節(jié)電效果，業(yè)主對(duì)改造結(jié)果很滿意。預(yù)計(jì)錘頭的壽命也會(huì)提高，我公司也將繼續(xù)跟蹤使用情況。

5　結(jié)語(yǔ)

單轉(zhuǎn)子錘式破碎機(jī)對(duì)含泥量較大原料的適應(yīng)性較差，過(guò)多的泥土喂入破碎機(jī)后會(huì)在篦子板上堆積，難以排出，不僅影響破碎機(jī)的產(chǎn)量，還會(huì)對(duì)易損件尤其是錘頭產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。作為一種成熟的破碎系統(tǒng)解決方案，預(yù)篩分破碎系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)含泥量較大的原料時(shí)取得了很好的效果，因?yàn)榧尤肓瞬▌?dòng)輥式給料機(jī)，可以將粒度合格的碎料和泥土預(yù)篩出，使其不進(jìn)入破碎機(jī)，從根本上解決了泥土對(duì)破碎機(jī)的影響。

破碎系統(tǒng)的預(yù)篩分改造是一種成熟系統(tǒng)的新應(yīng)用，投資少，見(jiàn)效快，改造時(shí)間短，完全可以在檢修時(shí)完成。改造后的系統(tǒng)能力提高，易損件壽命提高，經(jīng)濟(jì)效益明顯，是一種值得推薦的破碎系統(tǒng)技改方案。對(duì)于破碎系統(tǒng)的預(yù)篩分改造技術(shù)，在設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試過(guò)程中，要充分考慮不同系統(tǒng)的實(shí)際情況，合理設(shè)計(jì)改造方案，確保系統(tǒng)改動(dòng)小、投資少、改造時(shí)間短。我公司將會(huì)持續(xù)發(fā)展和推廣此項(xiàng)技術(shù)，除民和項(xiàng)目外，目前還有一項(xiàng)帶給料輥（單給料輥、雙給料輥）的錘式破碎機(jī)改造項(xiàng)目也在進(jìn)行中。相信通過(guò)這些項(xiàng)目的進(jìn)行，我們會(huì)積累更多的經(jīng)驗(yàn)，為更多的業(yè)主提供成熟專業(yè)的技術(shù)改造服務(wù)。■

Modification of Prescreening for PCF2022 Single Rotor Hammer Crusher

TQ172.611.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1001-6171（2015）04-0101-03

通訊地址：中材裝備集團(tuán)有限公司，天津300400；

2014-10-27；編輯：呂光