侯 利

(江蘇蘇鹽井神股份有限公司第三分公司，江蘇 淮安 223003)

1 應(yīng)用背景

國(guó)內(nèi)純堿企業(yè)普遍采用的豎窯煅燒工藝，因石灰石和燃料焦炭是固體混裝，很難充分均勻，造成窯內(nèi)石灰石煅燒區(qū)熱量分布不均，局部過(guò)燒或生燒的情況普遍存在，從而影響生石灰活性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)大面積結(jié)瘤。石灰窯除瘤一直以來(lái)也沒(méi)有解決“良方”，長(zhǎng)期依靠人工破碎，很大程度上增加了班組勞動(dòng)強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)性，灰瘤的溫度高，很容易燙傷作業(yè)人員。有些時(shí)候，會(huì)因?yàn)榛伊鲞^(guò)大、過(guò)硬、過(guò)熱導(dǎo)致處理時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致石灰窯無(wú)法上料壓制頂溫，最終不得不停窯除瘤。

2 國(guó)內(nèi)外探索

國(guó)內(nèi)某公司研制的一種石灰窯清渣設(shè)備，該裝置通過(guò)設(shè)置篩格，將刮板刮下比較大的瘤塊從進(jìn)渣口導(dǎo)入清渣箱中，通過(guò)設(shè)置凹槽內(nèi)部的碎渣齒和第一轉(zhuǎn)筒外壁上的碎渣齒之間的摩擦可對(duì)瘤塊進(jìn)行打碎磨灰處理，貼合面緊，通過(guò)導(dǎo)渣板的轉(zhuǎn)動(dòng)以及導(dǎo)渣塊可使瘤塊不斷的引入碎渣齒摩擦處。但是該裝置需要在石灰窯外部建造清渣箱，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大，而且通過(guò)出灰溜管重新導(dǎo)入石灰窯本體中存在堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)設(shè)計(jì)出的一種石灰窯清渣機(jī)器人，該石灰窯清渣機(jī)器人通過(guò)設(shè)置工業(yè)相機(jī)，達(dá)到了設(shè)備完全可取代人工完成對(duì)瘤塊的識(shí)別、抓取和破碎等工作，工業(yè)相機(jī)的正面和背面均固定安裝有LED動(dòng)態(tài)補(bǔ)光燈，避免了石灰窯內(nèi)部視野不好影響抓取現(xiàn)象，通過(guò)設(shè)置了散熱風(fēng)機(jī)，能夠有效保障保護(hù)隔間內(nèi)部空氣清潔，提供了一個(gè)優(yōu)良的工作環(huán)境。但該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度大，成本很高，且處理效率較低。

3 石灰窯碎溜機(jī)裝置的應(yīng)用

石灰窯碎瘤機(jī)裝置通過(guò)前端設(shè)置的箅條，將小塊生石灰塊和較大灰瘤塊分離，因重力等作用，體積較大的灰瘤落入動(dòng)刀組內(nèi)，經(jīng)過(guò)動(dòng)刀的抓取和定刀間擠壓，將大塊灰瘤塊破碎。

3.1 碎溜機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)

根據(jù)石灰窯積灰斗尺寸和積灰斗兩側(cè)石灰窯支撐型鋼間距，同時(shí)考慮傳動(dòng)軸及錐齒輪組的安裝，該碎溜機(jī)裝置外形尺寸1250×1000×510 mm；轉(zhuǎn)速選擇與星形出灰機(jī)同速8 r/min，減少對(duì)后道工序的影響。

碎溜機(jī)裝置依次包括減速機(jī)、窯外動(dòng)力輸出軸、錐齒輪組、窯內(nèi)動(dòng)力輸入軸、碎瘤機(jī)、出灰裝置。其中，減速機(jī)位于石灰窯外，減速機(jī)的窯外動(dòng)力輸出軸連接位于窯內(nèi)的錐齒輪組，錐齒輪組通過(guò)窯內(nèi)動(dòng)力輸入軸連接碎瘤機(jī)，碎瘤機(jī)安裝在石灰窯出灰轉(zhuǎn)盤(pán)下方，保障出灰轉(zhuǎn)盤(pán)上石灰能從擋灰板出口下落至碎瘤機(jī)內(nèi)部。

1.窯外基礎(chǔ)鋼平臺(tái) 2.減速機(jī) 3.軸承座 4.窯外動(dòng)力輸出軸 5.錐齒輪組 6.窯內(nèi)動(dòng)力輸入軸 7.碎瘤機(jī) 8.石灰窯窯體 9.出灰轉(zhuǎn)盤(pán) 10.擋灰圈 11.擋灰圈支撐 12.刮刀 13.刮刀支撐 14.石灰出口圖1 石灰窯碎瘤機(jī)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)公司石灰窯的原料石灰石粒度上限120 mm的特性，該型碎溜機(jī)裝置動(dòng)刀組和定刀組間隔均選擇為100 mm，使得該型碎溜機(jī)裝置無(wú)需開(kāi)啟能正常出灰生產(chǎn)，僅需在破瘤作業(yè)時(shí)候開(kāi)啟，節(jié)約能耗。

3.2 碎溜機(jī)裝置的工作過(guò)程

工作時(shí)，出灰轉(zhuǎn)盤(pán)開(kāi)啟后，由于出灰螺錐的帶動(dòng)，使得生石灰和灰瘤從窯內(nèi)落入托灰板和擋灰圈內(nèi)，通過(guò)出灰刮刀將生石灰和灰瘤一起出灰至碎瘤機(jī)上，小塊生石灰通過(guò)碎瘤機(jī)前端箅條直接篩分落入出灰機(jī)至運(yùn)灰工序，大塊的灰瘤則通過(guò)箅條下滑至動(dòng)刀與定刀之間，當(dāng)石灰窯外部減速機(jī)開(kāi)啟后將動(dòng)力傳入至石灰窯內(nèi)部碎瘤機(jī)，帶動(dòng)動(dòng)刀轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)動(dòng)刀上刀爪與定刀相互作用將灰瘤擠碎，擠碎后的小灰瘤塊從定刀與隔套縫隙直接落入至出灰機(jī)至運(yùn)灰工序。

4 碎溜機(jī)裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

1)采用一種在石灰窯窯外動(dòng)力裝置通過(guò)軸與錐齒輪的配合將動(dòng)力輸送至窯內(nèi)，解決了石灰窯窯內(nèi)因高溫、受限空間等情況下無(wú)法在窯內(nèi)提供動(dòng)力的問(wèn)題。

2)采用錐齒輪安裝，方便了現(xiàn)有石灰窯裝置的直接改造，為現(xiàn)有石灰窯改造提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

3)碎瘤機(jī)內(nèi)部采用單軸，避免了裝置工作時(shí)因動(dòng)刀左右位移而導(dǎo)致設(shè)備損壞，提高設(shè)備使用壽命。

4)碎瘤機(jī)動(dòng)刀采用刀爪的結(jié)構(gòu)，同時(shí)動(dòng)刀刀爪錯(cuò)位安裝，增加碎瘤機(jī)對(duì)大塊灰瘤和硬度較高的灰瘤的抓取和破碎能力，提高裝置整體工作能力，配備11 kW動(dòng)力即可。

5)前端箅條的設(shè)置和刀組間的100 mm間隔，保證正常生石灰塊的通過(guò)性，使得碎溜機(jī)裝置故障檢修時(shí)候，可做到邊生產(chǎn)邊檢修，避免影響石灰窯生產(chǎn)。

5 石灰窯碎溜機(jī)裝置應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有石灰窯改造安裝碎溜機(jī)裝置應(yīng)用后，取得較好的效果，不僅可以有效地將人工碎瘤替換成機(jī)械碎瘤，避免了因灰溫過(guò)高導(dǎo)致人員燙傷，同時(shí)避免了人員在石灰窯受限空間進(jìn)行作業(yè)而帶來(lái)的危害，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度和身心壓力。

本碎溜機(jī)裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)有純堿石灰窯中進(jìn)行技術(shù)改造，避免高齡石灰窯的不通用性。同時(shí)，裝置可以在不影響石灰窯正常生產(chǎn)前提下，進(jìn)行設(shè)備檢修；通過(guò)石灰窯生產(chǎn)的優(yōu)化，可以在石灰窯投產(chǎn)后進(jìn)行改造，避免裝置因石灰窯大修周期長(zhǎng)而導(dǎo)致無(wú)法快速實(shí)現(xiàn)的困局。

圖2 裝置使用圖