田 藝

（合肥水泥研究設(shè)計(jì)院有限公司， 安徽 合肥 230051）

利用新型干法生產(chǎn)水泥，其施工工序總體上劃分成為三個(gè)階段，第一階段是磨制生料，第二階段是煅燒熟料，第三階段是粉磨水泥。消耗的能源主要是煤、電以及少量的柴油[1]。

生產(chǎn)水泥，石灰石是最為主要的原材料，水泥生產(chǎn)廠家大多都位于石灰石開采廠周邊位置，通過縮短運(yùn)輸距離以增加經(jīng)濟(jì)效益，降低運(yùn)輸成本支出。在提取原材料的時(shí)候，多采用截裝機(jī)或者是爆破等方式完成。熟料倉(cāng)中取出熟料，將其轉(zhuǎn)運(yùn)到給料倉(cāng)，當(dāng)熟料在進(jìn)行研磨之前，需要合理的混合配比石膏和添加劑。之后在磨料機(jī)中加入熟料，仔細(xì)研磨熟料粉，此時(shí)熟料和其他原料將會(huì)被共同研磨，形成細(xì)致的粉末。在研磨粉末的過程期間，整個(gè)系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，在系統(tǒng)中有空氣分離機(jī)，根據(jù)大小分開水泥和顆粒，若是材料沒有被全部研磨，那么便需要將其重新轉(zhuǎn)運(yùn)到系統(tǒng)中，再次研磨。這道工序具有較高的能源資源消耗能力，在進(jìn)行控制的時(shí)候，以自動(dòng)化控制為主，也能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量要求。水泥成品后將會(huì)被存儲(chǔ)在混凝土料倉(cāng)中，將水泥按照訂購(gòu)裝入車輛運(yùn)輸?shù)娇蛻羰种?，根?jù)要求不同，可以采取多種裝載方式[2]。

隨著現(xiàn)代新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)和裝備的迅速發(fā)展，以及水泥熟料篦冷機(jī)的技術(shù)不斷提高，性能高且運(yùn)行更加可靠的熟料篦冷機(jī)儼然成為當(dāng)今企業(yè)提升系統(tǒng)生產(chǎn)能力的重要措施。所以，當(dāng)前水泥生產(chǎn)企業(yè)和行業(yè)不斷改進(jìn)和研發(fā)篦冷機(jī)相關(guān)技術(shù)，時(shí)至今日，篦冷機(jī)已經(jīng)發(fā)展到第四代，在冷卻設(shè)備中成為主流[2]。

1 工作原理

1.1 三代篦冷機(jī)的缺陷

（1）設(shè)計(jì)與加工的充氣梁存在的不合理性，從而造成堵塞。當(dāng)前我國(guó)在生產(chǎn)水泥的生產(chǎn)線上，使用最為廣泛的的設(shè)備便是第三代篦冷機(jī)，這是一種充氣梁篦冷機(jī)，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的時(shí)候，梁和篦板存在問題，受到安裝或者是制作精準(zhǔn)度不高的因素影響，使得充氣梁經(jīng)常被一層一層熟料填滿，之后形成了堅(jiān)硬的水泥石，用風(fēng)鎬才能除掉。

（2）篦冷機(jī)具有較差的急冷效果，并且在熟料出口的位置具有很高的溫度，同時(shí)也存在著較低的熱回收效率。目前許多第三代篦冷機(jī)存在著二次風(fēng)溫（1000℃左右）、三次風(fēng)溫低（700～800 ℃），熟料出口溫度高（≥150 ℃），熱回收效果和冷卻效果差、“紅河”現(xiàn)象嚴(yán)重等問題。

（3）高溫?zé)g和變形現(xiàn)重，篦板壽命短，漏料嚴(yán)重。三代篦冷機(jī)篦床直接輸送熟料，篦板上面沒有一層固定的熟料保護(hù)，加上固定篦板與活動(dòng)篦板相對(duì)移動(dòng)磨損，篦板在使用的時(shí)候，十分容易受到破壞而降低縮短使用壽命，使維修篦冷機(jī)的成本增加，工作量加大。受到高溫影響，篦板梁和主梁比較容易出現(xiàn)形變，篦冷機(jī)細(xì)料側(cè)篦板和側(cè)板易被燒損、磨損，導(dǎo)致篦板與篦板間、篦板與側(cè)板間間隙增大，漏料情節(jié)嚴(yán)重，對(duì)篦冷機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

（4）篦冷機(jī)密封差，漏風(fēng)竄風(fēng)嚴(yán)重。三代篦冷機(jī)風(fēng)室之間串風(fēng)嚴(yán)重，所有的風(fēng)機(jī)在鼓入的時(shí)候，風(fēng)壓有所差異，在各個(gè)風(fēng)室的冷卻風(fēng)呈相互干擾之勢(shì)，增加內(nèi)部消耗，有效地穿透熟料層的冷卻風(fēng)必然減小，難以實(shí)現(xiàn)初期的設(shè)計(jì)理念。各個(gè)風(fēng)室下面的灰斗用的氣動(dòng)鎖風(fēng)閥時(shí)常漏風(fēng)，達(dá)不到完全鎖風(fēng)的效果，偶爾受到正壓干擾，冒灰大，污染環(huán)境。

（5）一些固有的結(jié)構(gòu)問題，比如活動(dòng)框架，篦板梁，為了滿足三代篦冷機(jī)的運(yùn)行機(jī)理，其在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)存在著固有缺陷，導(dǎo)致其易燒損變形，活動(dòng)框架還容易跑偏。還有大而笨的主軸，主軸脹套容易松動(dòng)，主軸容易偏擺、運(yùn)行不平衡[3]。

1.2 四代篦冷機(jī)過渡銜接裝置原理

我公司的四代篦冷機(jī)是WHEC型步進(jìn)式高效冷卻機(jī)，其篦床部分由若干條平行的熟料輸送列向單元組成，輸送列向單元稱為輸送道（簡(jiǎn)稱道梁）。其運(yùn)動(dòng)方式為：首先各道一起同時(shí)向熟料輸送方向移動(dòng)（沖程向前），然后各道梁?jiǎn)为?dú)或交替地進(jìn)行反向移動(dòng)（沖程向后）。道梁與道之道梁間、道梁與側(cè)部框架梁之間有特殊的密封裝置，保證列向輸送單元來回運(yùn)動(dòng)過程中不漏料。

四代篦冷機(jī)與三代篦冷機(jī)相比變化很大，其中有兩大不同點(diǎn):(1)篦床運(yùn)行方式不一樣，三代篦冷機(jī)篦床擔(dān)負(fù)著輸送和冷卻兩種功能，篦床上有固定梁和活動(dòng)梁，篦板梁是橫向布置；四代篦冷機(jī)篦板梁是縱向布置，篦床只負(fù)責(zé)對(duì)熟料的冷卻，無漏料部件。（2）三代篦冷機(jī)篦床漏料，風(fēng)室下面要有灰斗和漏料鎖風(fēng)閥，四代篦冷機(jī)篦床無漏料，不需要灰斗和漏料鎖風(fēng)閥。所以四代篦冷機(jī)在端頭、末尾及過渡銜接處，要確保不能有漏風(fēng)漏料現(xiàn)象發(fā)生。

隨著水泥熟料冷卻技術(shù)的進(jìn)步，四代篦冷機(jī)現(xiàn)在越來越多的企業(yè)都在使用中置輥破技術(shù)，即中置輥式破碎機(jī)放置在篦冷機(jī)一、二段之間，目的是破碎一段篦床下來的熟料，破碎后的熟料直接落入二段篦床，以便更好的冷卻熟料。這樣二段端部與一段尾部及輥式破碎機(jī)底部之間就需要一個(gè)具有密封作用的過渡銜接裝置，確保熟料和風(fēng)不能外漏。

該裝置是絕對(duì)固定部件，上端要與篦冷機(jī)一段底部框架底部焊接在一起，下端兩側(cè)支撐與二段篦床兩側(cè)側(cè)部框架梁固定在一起。由于四代篦冷機(jī)篦床道梁是縱向運(yùn)動(dòng)，且行程比較大，這就需要過渡銜接裝置下部與道梁上部之間不能固定，同時(shí)由于熟料溫度高、磨損性強(qiáng)，不好選用合適的密封填料，只能留2mm左右間隙，保證道梁能來回運(yùn)動(dòng)。但是有時(shí)由于加工誤差或者熱膨脹的原因，道梁上表面會(huì)與過渡銜接裝置底部磨擦，所以過渡銜接裝置底部要是耐高溫、耐磨材料，整個(gè)裝置要固定牢靠，防止推翻。

2 過渡銜接裝置技術(shù)方案

根據(jù)篦冷機(jī)一、二段之間的過渡銜接裝置必須具有的性能特點(diǎn)，我們針對(duì)性的設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)簡(jiǎn)單實(shí)用的結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示。該裝置由一個(gè)焊接組件、6個(gè)端部支架和6個(gè)調(diào)整蓋板組成。焊接組件材料為Q235，端部支架和調(diào)整蓋板是耐磨材料，端部支架和調(diào)整蓋板均是通過螺栓固定在焊接組件上。端部支架螺栓孔是腰孔，可以上、下調(diào)節(jié)；調(diào)整蓋板可通過調(diào)節(jié)螺栓上下調(diào)動(dòng)，調(diào)到合適的位置再用螺母鎖死，端部支架和調(diào)整蓋板可以上下調(diào)節(jié)，這樣就降低了過渡銜接裝置的加工精度，節(jié)約了加工成本。

圖1 過渡銜接裝置視圖1

圖2 過渡銜接裝置視圖2

焊接組件上部是以H型鋼為原料制作的頂部橫梁，左、右兩側(cè)是以H型鋼和鋼板為原料組焊的側(cè)部支撐，組焊件下部是槽鋼，槽鋼兩端與側(cè)部支撐下部焊接在一起，左右側(cè)部支撐上部與H型鋼焊在一起，為了提高整個(gè)焊接組件的堅(jiān)固性，組焊件又增加了一定數(shù)量的加強(qiáng)筋保證強(qiáng)度。

3 具體運(yùn)用效果

本過渡銜接裝置具體安裝位置如圖3所示，過渡銜接裝置通過左右側(cè)部支撐底部的圓孔與左右側(cè)部框架梁上的圓孔定位，定位之后將其與左右側(cè)部框架梁焊牢。過渡銜接裝置頂部與一段底部框架滿焊牢，防止漏風(fēng)漏料。

圖3 過渡銜接裝置安裝圖

由于水泥熟料溫度比較高，過渡銜接裝置的組焊件材質(zhì)是Q235，熟料直接落在上面會(huì)燒壞組焊件，也會(huì)磨損組焊件，因此過渡銜接裝置的內(nèi)側(cè)要全部砌上澆筑料，以保護(hù)設(shè)備，也能防止漏風(fēng)漏料，如圖4過渡銜接裝置的砌筑圖。

圖4 過渡銜接裝置砌筑圖

本裝置經(jīng)過幾條水泥線的實(shí)際運(yùn)用，效果非常好，沒出現(xiàn)過漏風(fēng)漏料現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)也未出現(xiàn)變形、損壞或脫落現(xiàn)象，完全滿足生產(chǎn)需要。由于體積小，還節(jié)約了篦床面積，有利于提高產(chǎn)量。由于篦冷機(jī)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、惡劣，每個(gè)項(xiàng)目回轉(zhuǎn)窯來料情況也各不相同，正確操作和維護(hù)是保證正常生產(chǎn)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵[5]。

4 總結(jié)

四代篦冷機(jī)一、二段之間的過渡銜接裝置在實(shí)際運(yùn)用中取得了良好的效果，能有效防止熟料和風(fēng)的外漏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，成本低，實(shí)際運(yùn)行中幾乎不需要維護(hù)，經(jīng)久耐用，能最大化利用篦床面積，得到了客戶的一致認(rèn)可。