万吨生产线槽式输送机的研发及应用
2014-02-09周敏虎
周敏虎
万吨生产线槽式输送机的研发及应用
Research and Application of Trough Conveyor forfor 1000010000t/d Cement Production Line
周敏虎
SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机是应用于万吨级水泥熟料生产线上的输送设备,上饶中材机械有限公司于2004年底开始研发,2006年2月第一台设备投入使用,2008年3月研发设备通过国家级重点新产品鉴定。万吨级熟料槽式输送机突破了多项关键技术,经现场测试和跟踪调查,各项性能指标均达到或超过国际先进水平,产品输送能力达1000t/h,爬坡高度超过60m,填补了该设备国内空白,并替代进口产品。迄今为止有近20台套设备投入使用,运转平稳,故障率低,节能效果显著。
万吨;槽式输送机;研发;应用;关键技术
进入21世纪以来,我国水泥工业发生了突破性的变化,新技术、新装备的集约化生产不断取代落后、分散的小水泥生产方式,新型干法水泥的发展和产业技术进步举世瞩目。根据建材行业中长期科学技术发展战略及“十一五”科技发展规划的重点和工作任务,其第一条就是要求发展新型干法水泥生产技术和大型化装备。在此之前,我国万吨级水泥熟料槽式输送机均为德国进口产品,价格十分昂贵。为了打破国外产品对国内市场的长期垄断局面,我公司于2004年底开始研发SCD1400、SCD1600型水泥熟料槽式输送机,2006年获得成功,为推进我国万吨级水泥装备国产化进程作出了应有的贡献。
1 研发内容和技术突破
在水泥行业中,输送设备的种类有很多,我们选择了SCD1400和SCD1600型槽式输送机作为研发的机型,因为这种输送机适合运送水泥熟料、矿渣等有一定温度的小颗粒状物料,并能够进行较长距离的输送,可以满足8000t/d至12000t/d水泥生产线的配套要求。
在设备性能的定位上,我们以国际上水泥输送设备属于高端技术的生产商——德国奥蒙德(AUMUND)的产品为赶超目标。
1.1 确定技术方案
SCD1400、SCD1600型槽式输送机技术方案包含以下内容:
(1)满足8000~12000t/d水泥熟料生产线的输送能力,输送倾角0~45°,爬坡高度超过60m;
(2)结构设计先进,性能可靠;
(3)能运送120℃的物料(允许物料短时350℃),运转平稳;
(4)节能;
(5)安装维护简便,使用寿命长。
1.2 主要零部件及其关键技术突破
1.2.1 链条的研制
链条是槽式输送机的核心部件,链条的安全可靠性,决定着整台设备的研发成败。为了确保链条的绝对安全,链条设计成短节距(250mm)精模锻链,啮合时冲击力小、运转平稳;考虑到理论强度计算的误差,分别选用几种材料和不同的热处理工艺制作链板和销轴,并针对不同方案进行了多次链条破断试验。根据试验结果,从中选取最佳的材料和热处理工艺组合。目前我公司万吨级输送机链条强度达到了国外同行水平,完全能满足万吨输送机的使用要求。
1.2.2 驱动链轮的研制
驱动链轮是保证链条准确啮合的关键部件,轮齿强度、耐磨性和加工精度是熟料输送机正常运转的重要保证。由于万吨输送机的输送量大、爬坡高度高等特点,对链轮齿的强度和使用寿命提出了更高要求。设计时,主要从以下几方面改进提高:
(1)轮齿采用40Cr锻制毛坯;
(2)轮齿设计成双切齿,即驱动链轮每转两周,每个齿只需啮合一次,因此齿面磨损次数减少一半,轮齿的使用寿命相应增加一倍;
(3)驱动链轮设计成分体式,轮齿磨损后可进行更换。轮齿与轮毂采用组合胀套联接:a提高接合面抗剪应力,避免联接螺栓被剪断;b轮齿更换时,拆卸、安装操作简单方便,不会损伤轮毂内孔。
(4)为了确保轮齿强度,采用调质处理加齿面中频淬火工艺。为保证淬火质量,研制了专用中频淬火机床,确保齿面淬火硬度HRC55~60,淬硬层深5~7mm。齿形采用数控线切割机床加工,保证分度均匀及齿形的精度。
1.2.3 头部双楔块调节定位装置
大吨位熟料输送机部件较重,不易保证安装精度。输送机长度长,头尾定位困难。安装精度将直接影响运行的平稳性和运行部件的寿命。万吨级的输送机的头部重量达7~8t,调节不易准确到位。双楔块调节定位装置将头部装置定位分两步进行,可先将7吨多的头部装置按地面基础中心线粗定位,再用双楔块定位装置将不到2吨重的头部轮轴组无级精确定位,确保安装的精度和准确性,保证整个输送机的运行可靠性。
1.2.4 采用新型弹性圈联轴
万吨级输送机的牵引力很大,联轴器传递扭矩达345kN·m。大型联轴器的加工及安装找正非常困难,在使用过程中,弹性柱销常被剪断,故障率很高。上饶中材充分吸取以往联轴器的经验教训,对万吨输送机的联轴器的结构形式进行重新设计,将装配钢芯弹性柱销的两个半联轴节孔设计成圆孔与锥孔交错布置(见图1),安装时将两个半联轴节推拢,锥孔端具有自动找正对中作用,不需要其他辅助工具即可完成联轴器对中找正工作,操作简单,大幅提高了工作效率,降低了劳动强度。为保证弹性柱销的强度和弹性,避免受剪切失效,弹性柱销采用锥形钢芯联接销外包弹性橡胶圈的结构,弹性橡胶圈材质选用高密度合成橡胶,其具有强度高、耐磨、耐自然老化性好等特点,与销轴装配的内孔壁采用两层纤维加强,确保联轴器传递扭矩的要求。
图1 弹性圈联轴器示意图
表1 输送机参数及能耗指标*
2 研发成果及推广应用概况
2.1 研发成果
(1)SCD1400、SCD1600熟料槽式输送机的研制成功,打破了国外万吨级水泥技术装备在国内市场的垄断局面,填补了国内空白;替代进口产品,每台节省30~50万欧元,可为用户提供高效快捷的技术服务和优质、相对廉价的配件服务;促进国内万吨级大型水泥生产线的发展。
(2)促进“万吨级大型水泥生产线成套技术装备研制”项目的完成,增强了我国水泥技术装备在国际市场的竞争力,带动了我国相关行业向海外市场的发展。
(3)低能耗。目前铜陵海螺水泥有限公司有两条10000t/d水泥生产线和一条12000t/d水泥生产线,前者两台10000t/d熟料槽式输送机为德国AUMUND公司产品,后者12000t/d水泥生产线的熟料槽式输送机是我公司于2011年10月交付使用的产品。根据铜陵海螺2012年8月27日提供的数据,两家产品的能耗对比如表1。
从表1中数据可知:上饶中材产品比德国AUMUND产品的提升高度高出12.7%,输送量增大7.1%,但能耗降低2%,节能效果显著。
2.2 推广应用概况
SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机自2006年2月首台交付使用以来,有近30台投入使用,另有5台处于生产加工阶段。
昆钢嘉华建材有限公司及阿联酋CEMEX水泥粉磨站的输送机,分别于2006年6月和2007年8月份投入运转,至今运行平稳,故障率很低。芜湖海螺和铜陵海螺共5台12000t/d熟料槽式输送机投产至今一年多时间,运转良好,各项性能指标均达到或超过国际先进水平。
3 结语
SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机输送量大,爬坡高度高,满足了12000t/d水泥生产线的配套使用要求,整机结构设计合理先进,运转平稳,是目前同等工况条件下能耗最低的输送设备,其推广使用对推动我国大型干法水泥生产线的技术进步、产业及产品结构转型升级、大型水泥装备进军海外市场等方面都具有重要意义。
[1]袁纽,梁之洵,谢松寿,陈逢阳.运输机械设计制造用手册下册[M].北京:化学工业出版社出版,1991.(1):178-189.■
TQ172.687
:A
1001-6171(2014)06-0035-02
上饶中材机械有限公司,江西上饶334000;
2014-10-26;编辑:吕光