烧结混料机筒体振动在线处理实践

烧结混料机筒体振动在线处理实践

李小治

宝武集团八钢公司股份炼铁厂

提要： 烧结混合就是为使烧结的物料物化性质充分均匀，使烧结料内微粒物料造成适宜的小球，而混料机就是用于烧结混合和造球的设备，随着混料机的大型化，其运行的稳定性对企业生产的连续性影响很大，本文针对混料机筒体振动进行分析，通过托轮调整、辊圈修复等方式，旨在控制筒体的振动，保证混料机稳定运行机故障率。

关键词：筒体振动、辊圈、热处理、在线处理。

1概述

在世界各国烧结厂的烧结原料作业中， 不论一次混合还是二次混合均选用圆筒混合机。经过长期实践和改进，随着烧结机向大型化方向发展，与之相配套圆筒混合机的规格也相应增大，结构也有了很大发展。新型圆筒混合机就是这一发展的产物，宝钢集团八钢公司共有3台烧结机，全部采用新型圆筒混料机。

2混料机介绍

圆筒混料机传动装置一般采用“电机--液力偶合器--硬齿面减速机--开式齿轮--慢速驱动装置”结构形式。圆筒混料机机结构是由筒体、滚圈、支承装置(包括托辊及轴承)、止推挡辊、传动装置、喂料与喷水装置、润滑装置、底座组成。工作时通过运输机械(一般为皮带运输机)将由各种原料组成的混合料导入混合机内。混合机筒体成倾斜安装。筒体回转时物料在摩擦力的作用下，随筒体回转方向向上运行，到一定高度，由于自重物料又落下来，并沿筒体轴向倾斜方向移动。物料的颗粒在上升抛落的每一个循环过程中，具有不同的运动轨迹。物料经过多次提升和抛落，在向排料端螺旋状前进的运动中，使物料中的各种成分及水分逐渐分布均匀，其结构简图如图1

                  1、进料皮带  2、进料护罩  3、给水装置  4、托辊

5、筒体  6、传动装置  7、出料护罩  8、出料平台

图1 开式齿轮传动的圆筒混合机

2.1 八钢公司混料机主要技术参数（见表1）

表1混料机主要技术参数

3存在的主要问题

一般来说，混料机在使用8年以后会出现筒体的振动，因筒体重量加之筒内物料的重量，振动起来冲击载荷大，加剧速度快，造成此生伤害大，若不及时处理会造成托轮表面和轴承损害的故障，更严重的造成基础损伤，难以处理。2020年以来八钢公司B烧结一次混料机振动急剧增大，剧烈的振动造成基础的地脚螺栓断裂，托轮轴承多次损坏，下表为该混料机2020年6月至8月的振动值（见表2）

表2  B系列二次混料机调整前振动值

4振动原因分析

通过分析，造成振动的原因有以下几种：

4.1 四个托轮安装误差太大，三个托轮支撑筒体，在筒体转动时单侧会出现塌头引起振动，该振动表现为筒体转一圈振动一周期。

4.2 单个或多个托轮表面有缺陷或者有高点，当托轮上的缺陷连成线，托轮在此处会出现重心下移，造成振动；或者托轮上有高点，将筒体顶起造成筒体重心抬高；以上两种方式都会引起筒体振动，该振动表现为托轮转一圈振动一周期，振动频率高。

4.3 筒体辊圈存在缺陷，一般表现为辊圈表面脱落造成振动，或者筒体出现变形（失圆）造成振动，以上两种振动表现为筒体转一圈振动一周期。

5 原因确定

综上，我们分析了可能造成筒体振动的原因，但针对实际设备，如何判断呢，下面我们就以我厂筒体振动最严重的一个混料机为例，进行振动原因确定。

我们选用的我厂265m2烧结机中的一次次混料机（以下简称一混），其使用情况如下：

2#制粒机从2020年开始，进料端筒体出现振动，因当时振动不大，对其它部位影响不大，就未进行关注；至2020年下半年以来，筒体振动有增大的趋势（五官判断）；考虑到可能是托轮的问题，于2020年6月更换了进2托轮，更换后振动无明显改善，并有继续扩大的趋势。

5.1 首先通过对振动进行计时，发现筒体振动与筒体转动频率一致，筒体转动一圈（7r/min），振动一次（8s左右一次），通过以上数据判断，筒体振动与基础沉降关系不大，因为基础沉降造成的振动频率不应该与筒体转动频率相同。

5.2 我们利用检修对筒体的四个托轮位置进行调整，保证托轮与滚圈接触面大于70%，调整后振动无明细变化，故可排除托轮平行度的问题。

5.3 测量混料机各传动系统的振动值，都在正常范围内，故排除传动系统的问题。

5.4 以托轮为基准对筒体进行转动，发现滚圈正负跳动在0.6mm以上，峰值1.1mm，可以初步判断滚圈变形是造成振动的主要原因。

5.5 对筒体转动时单点的摆动量进行测量，发现筒体摆动峰值17mm以上。

5.6 判断结论

    根据现场勘查及数据分析，筒体进料端滚圈出现变形；是振动的主要原因。

该问题，国内目前主要处理方式是将滚筒上与托轮配合的两个滚圈割除，离线使用车床车削3至5mm，再使用激光对准技术在线对两个滚圈焊接到筒体上，再进行热处理。

以上方式因该方式处理难度大，技术要求高，国内只有几个大型的制造企业可以进行，故价格昂贵，一般处理一台混料机需要100万元左右；另外该方式除了价格高之外，处理时间长，一般情况下处理需要21天以上，对企业来说损失巨大。

6 处理实践

2020年底，B烧结机一次混料机筒体振动劣化严重，但B烧结产线无长时间停机处理该隐患；在以上前提下，我们的技术团队发明了这个在线处理筒体振动的装置；该装置通过草图、讨论、修改，制作成型，于2020年9月24日安装到B烧结混料机，运行一周后，B混料机筒体振动完全消除，整个处理过程烧结机停产4小时（安装时停机），各类资材花费约一万元。

工作原理：如图1，混料机筒体是由四个托轮托起，通过齿轮驱动使其在托轮上旋转，从而混匀并输送筒体内的物料。而我们的处理装置安装在筒体的正下方，装置上方安装专用磨石，在筒体运行过程中，磨石对筒体滚圈处的高点进行消除，经过一段时间的运行，达到筒体和托轮逐步运行稳定的目的（见图2）。

图2 处理装置工作原理图

7 后记

     以上振动处理方案只是笔者在日常工作中所总结的经验，后续辊圈研磨后的热处理方案还在实践中，以上经验愿与大家进行分享。因笔者水平有限，其中难免存在疏漏，还请见谅。                                   

参考文献：

[1]《机械设计手册》成大先 机械工业出版社 2002       

[2]《工程机械构造图册》 刘希平 机械工业出版社，2001年9月

作者简介：李小治 研究生 2016年毕业于东北大学机械工程专业，现在宝武集团八钢公司股份炼铁厂从事设备管理工作，830022，Tel:13579282304。