关于烧结机系统设备工况的相关讨论

关于烧结机系统设备工况的相关讨论目前，我公司烧结工程在建为两台240m2烧结机，年产成品矿为469.5万t；烧结厂为连续工作制，每天3班，每班8小时。主机年工作日为330天，计7920小时，作业率为90.4%；并在烧结机尾配套有环冷鼓风机冷却系统进行烧结矿的冷却；烧结产品即为经过筛分的冷烧结矿，主要指标为：烧结矿粒度：5～150mm，其中5mm粒级≤5%，碱度R（CaO/SiO2）：～1.8，烧结矿TFe品位：～57%，转鼓指数TI（+6.35mm）：≥78%。在建烧结工程中的烧结主机系统主要组成部分以及相关参数如下。1、梭式布料器：设置胶带机跑偏检测器，速度检测器，制动器，清扫器；采用变频器换向；设置刮板装置，在设备前进运行过程中自动放下，将散料刮入料仓。2、点火保温炉：点火温度1150±50℃，点火时间≥1.5min，保温时间＞1min。点火保温炉不考虑水冷，连续使用寿命大于5年。点火保温炉本体设置行走机构，点火炉和保温炉之间设置隔墙，点火炉和保温炉可以拆离，点火炉、保温炉的侧墙各设观察孔。系统设有煤气排污阀、放散阀及取样阀及泄爆阀。点火保温炉空气、煤气比例自动调节、管道吹扫、低压报警切断自动控制。整个系统具有完善的自动化检测仪表，满足生产需要。点火保温炉内衬耐火材料性能好，气密性强；设火焰监测及自动点火装置。3、主机系统1)给料装置铺底料装置为手动调节闸门，混合料斗大小闸门由带配套位移传感器的电液推杆控制；混合料斗上部有小料斗，蒸汽加热混合料。圆辊给料机外观规格：Ф1282mm×3846mm，圆辊转速：2.6-7.8r/min，传动采用交流变频调速，圆辊上设置清扫器。九辊布料器辊径：Ф140mm，辊子转速：38r/min，电机采用变频电机，有效布料宽度：3950mm，可调倾角范围：35°～43°。2)驱动装置主传动采用双电机全悬挂式结构，电动机采用带测速的Y系列变频专用电机，实现烧结机调速要求；柔性传动装置电机功率2×15kW，减速比4240。头部星轮轴与传动轴采用无键联接，通过对定扭矩联轴器和柔性传动装置检测对系统实施过载保护。3)头部星轮星轮轴承采用SKF、FAG轴承，头部星轮为耳轴式。设置头调偏装置，采用手动液压千斤顶进行调偏。齿板材料采用轧制或锻造钢板制作。齿板与星轮筒体组装后，两侧的齿板确保同步。头尾星轮节圆直径：Ф4136mm，每侧17个齿，其中16个双联齿板和1个三联齿板；头尾轮中心距：84.350m。4)尾部星轮相关要求与头部星轮相同，尾部旋转溜槽在制造厂内与星轮组装调整完毕后整体出厂。5)头尾部弯道及轨道头尾部弯道应确保台车在头尾部运行时，能圆滑平稳地上升和下降。内外弯道材料采用高强度轧制钢板制作。弯轨座采用焊接结构，弯道采用数控龙门铣床进行加工，保证弯道轨迹的正确性和尺寸精度。中部轨道采用标准重轨。轨道垫梁采用焊接结构，表面调直调平。6)骨架骨架分为头部、中部、尾部三个部分，主要应采用轧制H型钢。轧制H型钢按GB/T11263-1998的标准进行检查，少量特殊规格H型钢采用轧制H型钢改制或焊接H型钢，焊接型钢按YB3301-92的标准和图纸要求进行制造和检验。7)风箱装置风箱的侧梁、横梁均为焊接结构，要采取措施尽量减少变形。风箱梁及法兰面通过加工保证平面度，进一步确保密封性。密封垫采用加强石墨垫片，确保密封效果。共设置25个风箱，头部3个和尾部2个为2米风箱，其余中部20个为3米风箱。8)尾部移动架设液压移动架调整装置9)台车烧结台车数量共计123块(含2台备用)，台车尺寸：1500x3500（栏板3800）×700mm，台车运行速度：1.0～3.0m/min，烧结最大料层厚度：700mm。台车体、栏板和隔热件材质选用专用球磨铸铁，采用低硫低磷铁水，并具有铁水精炼能力。台车体的力学性能最低满足：σb≥450MPa，δ=5%～12%，硬度HBS=170～295；栏板和隔热件的力学性能最低满足：σb≥400MPa，δ=5%～12%，硬度HBS=121～197。篦条材质采用高铬铸铁（Cr26）精密铸造，并具备相应的热处理能力，包括工艺和经验。台车卡轮采用自润滑轴承。采用在线检测手段确保球墨铸铁的球化率至少达到87%，一般应在90%。台车装配后放置在同一水平面上，一车轮拱起控制在0.5mm以内。10)单辊破碎机单辊规格：ф2000×4040mm，处理能力：600t/h，破碎后粒度：＜150mm；辊齿有效使用寿命不小于12个月；篦板单面使用寿命不小于12个月。蓖条距罩子轴向边距单边不能超过200mm。轴承座、辊轴、蓖板水冷。蓖板带移动装置。蓖板、齿、烧结机尾接料板考虑耐磨措施，机尾接料板上设料匣，形成料磨料结构，采用螺栓连接，可分块更换。4、烧结机智能集中润滑系统装置干油集中润滑系统，负责烧结机头部、中部、尾部、单齿辊破碎机、板式给矿机、环冷机的所需点的润滑。设置台车加油装置，用来给烧结机台车进行移动加油。系统采用单点逐点润滑方式；润滑系统供油压力为40Mpa；润滑点接口处的给油压力不低于0.5Mpa；各系统的润滑加油间隔时间要求可调，各润滑点的每次加油量要求可调。系统留有适量的备用润滑点（备用的润滑点需用单独的分配器）。结合国内已建成投产的其它烧结工程可知，在当前的烧结正常生产作业过程中，其主要设备烧结机系统在运行过程中会发生很多不利于正常运行的现象，甚至严重者会发生设备故障而影响烧结矿的正常生产，从而影响到整个公司的正常运作，其主要表现在以下情况。1、烧结系统运行中台车起拱摩擦、锯齿现象带式烧结机作为生产高炉炼铁原料的主要生产设备，其工作过程是,由传动装置驱动的头部星轮做连续的转动,将台车由下部轨道经头部弯道抬到上部水平轨道,星轮齿板继续推动台车卡轮,由于星轮不停的转动,连续的推动下一个被抬到水平轨道的台车卡轮,这样就使整个上台车列向烧结机尾运动；在使用一段时间以后，会在回程道上产生起拱现象，即台车的后轮往上抬，与轨道不接触，高度在5一60mm不等。台车起拱现象可出现在上平面头部，也可出现在下平面尾部，主要现象表现为烧结机上行平面台车前轮起拱，烧结机下行平面台车后轮起拱；从而形成不同程度的台车锯齿现象。传统带式烧结机由于结构和传动原理上的缺陷，造成台车的速度波动和下台车列的起拱。台车起拱现象不论发生在烧结机的什么位置，均会对台车端部造成磨损，起拱台车重新落到轨道上时，又会对轨道造成冲击。上行台车起拱还会造成烧结机漏风率上升，影响烧结矿产量、质量，因此消除行进中台车起拱现象对延长台车使用寿命及提高烧结矿产量是很必要的。这些问题进而造成台车体底角的磨损而造成漏风加重。在国内已知的企业对烧结机起拱现象进行了分析中，认为烧结机机尾星轮齿板对台车卡轮推动前进过程中产生过大的向上摩擦分力、链轮齿板的曲线形状、卡轮转动失灵、内弯道磨损,是造成台车在回车道上起拱、台车锯齿现象的根本原因。2、长期高温高压下烧结系统中部件的超疲劳现象烧结系统中的点火炉、台车、蓖条、单棍破碎机等组成设备长期在高温高压的环境下运行，设备内部发生了复杂的多维应力，产生有蠕变、应力腐蚀等现象导致内部产生裂纹继而发生裂纹萌生和裂纹扩展，其部件也会呈现最为常见的软化特性，从而会产生金属的超疲劳变形现象。在对这些长期在环境温度高，冲击载荷、所受压力大的，因此，在我公司的烧结工程即将建成投产的过程中势必要借鉴国内其它已投产烧结厂的生产经验，取长补短，对以后的正常生产作出优化，以达到成本、效率、效益最大化。结合以后生产可能会发生类似国内其他企业的设备运行问题，以及国内企业对烧结设备运行现状做的分析，在我厂以后的正常建设投产后应对可能会发生的问题进行预先的设想和采取防治措施，以期在正常生产过程中达到设备运行成本、效率最大化。现有新型烧结机星轮理论的基础上，对星轮齿廓进行了设计优化，得出了使台车间在追赶与拉缝过程中无冲击的复合齿过渡段齿廓，完善了新型星轮设计公式，得到理想的齿廓曲线方程，并对齿廓进行了特性分析，理论上验证了新型齿廓的可行性。其次，对新型烧结机进行了三维几何建模，利用ADAMS软件对新型烧结机虚拟样机进行了动力学和运动学分析，进一步验证了新型星轮的可行性和优越性，能够满足设计要求。再次，利用ANSYS软件对烧结机栏板进行了热结构耦合分析，得到了栏板在机械载荷和热载荷作用下的变形云图，把台车长度方向上的变形量引进到星轮设计当中，这样消除了台车由于变形而造成的传动卡死现象。最后，对烧结机的核心部件星轮进行了分析，得到了星轮在机械载荷和热载荷下的应力应变值，并针对星轮的机械载荷而对烧结机星轮进行修型，以消除星轮的飞边现象。另外，为针对星轮所受的热载荷而造成的传动的不精确进行的星轮修型采取改造传统齿板形状等措施对3#烧结机进行了改造,改造后台车车轮离开道轨由60mm降到了10mm以内,实际运行电流由24A降为18A,台车使用寿命延长了6个月,年效益达63万元。永通公司通过采取减小星轮齿板对台车卡轮向上摩擦分力等措施,基本消除了回车道上台车起拱现象,降低了烧结机漏风率,延长了台车使用寿命,效果显著针对这一问题,提出了在尾部星轮主轴上加装阻力矩加载装置的办法,平衡了尾部星轮的过剩转矩,消除了过剩转矩使台车起拱这一事实。因此,它对增加机械设备的寿命、降低能耗、提高生产率,具有巨大的工程实际意义。本文根据烧结机尾部星轮转矩过大造成起拱的力学原因进行分析,得到控制烧结机起拱的方法,提出了采用阻力矩加载抵消过剩转矩的控制起拱的措施。介绍了液压阻力矩加载装置的工作原理和设计选型过程,针对烧结机尾部星轮转矩大,转速低的特点,创新性的采用了一台低速大扭矩马达串联增速器代替液压泵实现加载的方法。通过分析得到该液压系统的数学模型,利用高级系统仿真软件AMESim建立了阻力矩加载装置的AMESim模型。运行系统仿真模型得到阻力矩加载时各关键部件马达、阀和管道的压力和流量参数,对加载时产生振动的原因进行了分析。根据该液压系统振动的原因,通过分析计算该液压系统的数学模型提出了解决办法,选择加装了蓄能器,安装了远程压力控制系统,并对改装后的液压系统再次进行仿真。仿真结果显示系统运行状态良好,液压系统正常工作,实现了输出阻力矩抵消过剩转矩的目的,解决了使下台车列起拱的一个主要因素。最后，要使烧结设备在以后的正常生产中能够达到高效化运行，必须要有先进的巡检管理制度，制定切实可行的巡检计划，包括每日检修、周检修、月检修、设备大修等等；密切关注运行环境恶劣的零部件，发现有隐患的部件、达到更换周期的部件、必须停机更换的部件做到及时有效更换，不存在任何侥幸心理，把设备发生故障的隐患控制在预定范围内，把设备所能达到的利用率控制在最大范围内。同时，在设备不可控、无预防的发生意外故障后，必须对现场详细观察分析，搞清楚故障情况，并保留故障遗留的实物和必要的检测情况记录，必要时积极与制造厂家联系，认真细致地分析故障原因，在想方设法迅速恢复生产和力争把损失降到最小的原则指导下，根据实际情况制订切实可行的处理方案。