链篦干燥机在尾矿综合利用中的应用

2015-07-16刘盛钱

中国新技术新产品 2015年10期

关键词：链节应用

崔颖刘盛钱

（北方重工集团有限公司矿山机械分公司，辽宁沈阳 110860）

链篦干燥机在尾矿综合利用中的应用

崔颖刘盛钱

（北方重工集团有限公司矿山机械分公司，辽宁沈阳 110860）

摘要：本文简单的介绍了链篦干燥机的用途、工作原理，主要根据低温烘干工艺特点及工作环境对设备性能的要求，以高温链篦机结构为依据，简单介绍了链篦干燥机关键部件——链节的设计方案。实践证明，链篦干燥机完全满足低温烘干工艺要求。

关键词：链篦干燥机；链节；应用

链篦干燥机是专为固废综合处理、资源循环利用而设计的非高炉炼铁大型非标主机设备。该机是在高温状态下，通过环型篦床承载料球向前运行、料球吸收烟气炉的热风热量实现干燥功能的热工设备。其产品技术规格及使用功能是依据该工艺线所需的工艺技术参数设定的。

本机作为链篦机—转底炉法生产金属化球团生产线中的脱水设备，其作用是将滚压成的32×25×18含铁椭球干燥、脱水。链篦干燥机的工作流程是：将含铁球团的湿球经过筛分机筛分后合格的球团均匀进入链篦干燥机烘干，烘干后的干球通过溜料板进入下段流程。

含铁湿球经过筛分机筛分，合格的料球由辊式布料机均匀布在链篦干燥机尾部的布料区上。随着链篦床的运行，料球依次经过抽风干燥Ⅰ段、抽风干燥Ⅱ段，利用来自烟气炉的混合热气体穿过料层对生球中的水份进行干燥，干燥后的料球经溜料板装置进入辊筛筛分。经过烘干，料球水份可以由≤10%降低到≤1.5%。

作为链篦干燥机的核心部件，运行部分主要由头轮、尾轮、上下托轮、尾部拉紧、侧密封、链篦床、铲料板等组成。其他部件都是围绕着运行部分展开设计布置的，链篦床又是运行部分的核心。根据工艺要求，链篦干燥机的工作温度应设定在350℃以下，完全可以以高温链篦机定型的结构和常用材质为基础做相应调整设计。

此次链篦干燥机的设计，我们重点从链篦床的主要零件——链节入手，利用有限元分析方法，经过严密论证，科学有效地对其结构和材质进行了重新设计。

图1 链节整体应力云图

1 结构的设计

链篦干燥机正常工作时，物料在运动的篦床上一次经过各工艺段，而篦床的运动正是依靠头部链轮与链节的啮合得以实现的。在这一过程中，链节是承受拉力的关键零件。节距为260mm，宽度为160mm带轴套的大链节是以往同等规格的大型高温链篦机设计中的首选。本次设计我们尝试采用中小型高温链篦机常用的200mm节距的小链节，并取消套轴，使拉力直接作用在链节上。同时，为提高链节承受拉力的能力，依据有限元分析结果，我们将链节受力处做了加厚设计。

2 材质的选用

由于工作温度的要求，高温链篦机链节均采用高CrNi耐热合金制造，成本较高。根据本台设备的工作温度和链节受力情况及以往经验，我们初步选用ZG35CrSi进行分析计算。ZG35CrSi的化学成分及力学性能见表1、表2。

以年产40万吨链篦干燥机为例，篦床共设6排链节，输送物料时受拉力作用，从最坏的情况考虑，篦床在运行一段时期后发生跑偏，我们假设链条张力不均匀系数为2.0，即篦床跑偏后仅剩3排链节受力。在该种情况下，通过有限元分析，我们得出链节最大等效应力为370MPa，明显发生在链节两侧耳环处。链节各点等效应力均小于材料许用应力，满足设计要求。

篦床链节的变化直接影响了运行中头尾轮、上下托轮，其直径和宽度得以大幅缩小。由于托轮的数量较多，设备自身的重量也大大降低了。同时，根据链节材质的变化，同理降低篦床中侧板、篦板、卡块常用的高CrNi材质。

结语

一个中型烧结厂每年排放的尾矿量约为365t，尾矿品味最高达24.79%，可利用有效矿产约为50万吨/年，配套规格的链篦干燥机相当于每年为国家节约一座中型采矿场。随着世界各国越来越重视尾矿的综合利用及治理问题，链篦干燥机在尾矿综合利用中的应用将变得越来越广泛。链篦干燥机的开发也必将为我国能源的高效利用和环境污染的治理，以及尾矿和低品位矿产的利用，提供一个可参考的实例。

参考文献

[1]西安重型机械研究所.重型机械标准[S].国家机械工业委员会重型机械局，1987.

[2]成大先.机械设计手册（第四版）[M].北京：化学工业出版社，2002.

[3]中国机械工程学会热处理专业分会《热处理手册》委员会.热处理手册[M].北京：机械工业出版社，2001.