董紹賓

（唐鋼國際工程技術(shù)股份有限公司，河北唐山 063000）

0 引言

燒結(jié)用圓筒混合機是燒結(jié)工序中重要的工藝設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、維護方便及生產(chǎn)效率高等特點，設(shè)置在燒結(jié)配料工序和燒結(jié)工序之間，目的是燒結(jié)用的含鐵物料、熔劑及燃料等按照一定比例進行配料混合后達到物料的物理和化學性質(zhì)充分均勻，使得燒結(jié)混合料造成適宜水分和粒度的小球，進而通過燒結(jié)過程以獲得優(yōu)質(zhì)的燒結(jié)礦。

大多數(shù)鋼鐵企業(yè)采用常規(guī)流程，即由一次混合機和二次混合機兩個圓筒混合機組成，主要功能是先后對燒結(jié)原燃料進行混勻和制粒，故亦分別稱之為混合機和制粒機。

少數(shù)企業(yè)采用三段混合制粒工藝流程，即在一次混合機和二次混合機之前增加強力混合工藝，使原燃料在強力混合機中進行混合，在一次混合機和二次混合機中進行制粒，保證混合料具備適宜的粒度和燒結(jié)過程的透氣性。

混合和制粒效果的好與壞，直接將影響燒結(jié)過程、燒結(jié)礦質(zhì)量、燒結(jié)燃料消耗及燒結(jié)礦成本。若圓筒混合機出現(xiàn)故障將嚴重影響燒結(jié)生產(chǎn)及高爐生產(chǎn)，故圓筒混合機設(shè)備的運行穩(wěn)定可靠是保證燒結(jié)生產(chǎn)穩(wěn)定的前提。

1 結(jié)構(gòu)特點

圓筒混合機的結(jié)構(gòu)主要有驅(qū)動裝置（含電機、減速機，制粒機配備有微動電機）、滾筒筒體、滾圈、托輥、大齒輪、小齒輪及附屬設(shè)施等組成（圖1）。圓筒混合機的傳動方式有膠輪傳動和齒輪傳動兩種，其中齒輪傳動采用齒輪、齒圈（大齒輪）傳動和金屬托輥支撐。附屬設(shè)備還有圓筒混合機給水及打水裝置、潤滑系統(tǒng)和除塵裝置等。

一次混合機和二次圓筒混合機接近水平布置，一般與水平面夾角為1.5°～3°，即混合機入料口略比出料口高（圖2），這樣設(shè)計能夠確?；旌狭享樌ㄟ^圓筒混合機完成混合制粒作業(yè)并經(jīng)皮帶運輸機轉(zhuǎn)運至下一道工序。同時，在滾筒軸向設(shè)置4 個金屬側(cè)托輥支撐滾筒，分別位于滾筒入料端和出料端；在滾筒出料端滾筒正下方徑向增設(shè)兩個金屬托輥來加強滾筒支撐?；旌蠙C驅(qū)動裝置單側(cè)布置，通常采用齒輪傳動方式來驅(qū)動混合機筒體轉(zhuǎn)動。

圖1 圓筒混合機組成平面

圖2 圓筒混合機組成立面

圓筒混合機筒體一般為厚度20 mm 左右鋼板卷制而成，材料為16Mn，筒體內(nèi)部鑲有襯板，材料通常選用稀土含油尼龍襯板，壽命可達2 年以上。

經(jīng)過長期跟蹤發(fā)現(xiàn)，多數(shù)鋼鐵企業(yè)自新建成投產(chǎn)后基本上沒有對圓筒混合機進行整體大修，僅利用停機檢修機會進行設(shè)備螺栓緊固、潤滑油更換、筒體內(nèi)部粘料清理等作業(yè)。由于設(shè)備老化、筒體運轉(zhuǎn)負荷大等原因，圓筒混合機在運轉(zhuǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)強烈振動、傳動大小齒圈磨損或斷裂、托輥和滾圈磨損等故障，設(shè)備基礎(chǔ)地腳螺栓被切斷，滾筒基礎(chǔ)墻體出現(xiàn)局部脫落，基礎(chǔ)地面二次灌漿層出現(xiàn)裂痕并伴有強烈振動，同時產(chǎn)生噪聲污染，對操作人員人身安全和環(huán)境安全造成嚴重威脅，進而影響燒結(jié)正常生產(chǎn)。

2 滾筒振動原因分析

（1）混合料通過皮帶或溜槽進入滾筒內(nèi)，滾筒在入料口受混合物料的沖擊，產(chǎn)生較大的瞬間沖擊作用力，這就對滾筒滾圈的強度和剛度要求較高。但長時間滾筒處于帶動物料偏心旋轉(zhuǎn)沖擊運行會導致滾筒滾圈和托輥接觸不良；滾圈和托輥處于裸露狀態(tài)，粉塵等異物很容易粘落在滾圈和托輥表面，造成入料口滾圈和托輥損壞嚴重，這是造成滾筒振動的主要原因[1]。

（2）物料在筒體內(nèi)翻轉(zhuǎn)、回落，呈現(xiàn)偏心運轉(zhuǎn)狀態(tài)。同時因打水點位置不合理，造成筒內(nèi)壁粘料不均，粘料最大厚度達800 mm[2]，筒體旋轉(zhuǎn)中心和驅(qū)動裝置幾何中心偏心周期性運轉(zhuǎn)，造成滾筒滾動跳動，加重筒體的有害振動[3]，被迫定期停機清理滾筒內(nèi)部粘料。

（3）電機和減速機等驅(qū)動裝置單側(cè)布置，使得滾筒傳動側(cè)受到的支撐力和非傳動側(cè)受到的支撐力存在差別，對減速機齒輪傳動產(chǎn)生沖擊，導致齒輪和齒圈嚙合部位出現(xiàn)磨損或斷裂，若出現(xiàn)齒輪斷裂將被迫長時間停機更換齒輪或齒圈。

（4）由鋼板卷制成的筒體易老化變形，同時鍛造滾圈和托輥長時間運行易出現(xiàn)疲勞破壞，造成托輥和輥圈不能很好的接觸，滾筒和驅(qū)動設(shè)備串動振動運轉(zhuǎn)，設(shè)備基礎(chǔ)隨之產(chǎn)生共振，將在很大程度上降低滾筒壽命并對環(huán)境造成嚴重噪聲污染。

（5）圓筒筒體和齒輪齒圈制造、安裝誤差，支撐金屬托輥（側(cè)擋輥）和滾圈不均磨損，齒輪齒圈磨損嚴重，水泥承臺基礎(chǔ)下沉不均等使得圓筒混合機振動出現(xiàn)異常，嚴重制約燒結(jié)正常生產(chǎn)，易釀成更大的設(shè)備事故。

3 振動處理方法

（1）利用停機及檢修機會對滾筒內(nèi)粘料進行及時清理，也可用橡膠襯板或陶瓷襯板來替換原有含油尼龍襯板，防止物料粘結(jié)在滾筒內(nèi)壁，使物料在滾筒內(nèi)的運行軌跡通暢及物料在滾筒內(nèi)均勻混合，確保因物料粘結(jié)引起的滾筒振動降到最低。

（2）利用檢修時機，對滾圈、托輥進行表面檢查，對滾筒整體設(shè)備進行在線修復，及時對滾圈和托輥進行表面堆焊磨平處理，同時對筒體進行找正，確保筒體旋轉(zhuǎn)中心和驅(qū)動裝置幾何中心同心運轉(zhuǎn)。

（3）適當改進金屬托輥與側(cè)擋輥的潤滑系統(tǒng)裝置，有條件的企業(yè)可采用智能自動潤滑系統(tǒng)，通過電腦程序自動控制，減少人為操作因素影響，對托輥與滾圈進行定時定量噴油作業(yè)，確保托輥與滾圈表面始終有一層油膜存在，減少支撐輥和滾圈的摩擦，避免支撐輥和滾圈的不均勻磨損，還可減輕兩者接觸所產(chǎn)生的共振，滾圈和托輥表面磨損嚴重及時進行更換。

（4）對滾筒驅(qū)動裝置進行優(yōu)化，有條件的企業(yè)可將傳統(tǒng)的齒輪傳動方式更改為液壓馬達驅(qū)動方式，可滿足不同工作狀況下的轉(zhuǎn)速要求，可實現(xiàn)無級變速，但這取決于企業(yè)對設(shè)備認知度及成本方面綜合考慮。

（5）設(shè)備老化嚴重，再修復困難，需及時對滾筒換新處理，同時對設(shè)備基礎(chǔ)及地基進行加固處理，防止因一味加固地基而不考慮設(shè)備老化存在的振動導致的設(shè)備地腳螺栓頻繁切斷等惡性事故發(fā)生。

4 結(jié)語

通過以上對滾筒振動產(chǎn)生的原因分析及滾筒振動的處理方法，可有效解決滾筒振動的問題。但在實際生產(chǎn)過程中，滾筒產(chǎn)生振動的原因還要根據(jù)各單位實際的設(shè)備運行狀況及生產(chǎn)情況來具體分析，找出振動的根源所在?？傊?，從源頭上去分析滾筒振動產(chǎn)生的原因和拿出對應(yīng)的滾筒振動解決方案，對設(shè)備隱患消除、燒結(jié)生產(chǎn)過程穩(wěn)定及燒結(jié)礦成本降低創(chuàng)造了有利條件，可靠保障了高爐生產(chǎn)穩(wěn)定順行，為企業(yè)降本增效打下了堅實基礎(chǔ)。