一、前言
筆者曾在2004年第4期《工業(yè)裝備》中的“大型冶金球團礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備——鏈篦機”一文中提到：目前鋼鐵企業(yè)理想的高爐煉鐵爐料結(jié)構(gòu)是高堿度燒結(jié)礦加酸性球團礦或塊礦，隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高，發(fā)展品位高、還原性好、強度高的氧化球團礦生產(chǎn)已成為當(dāng)前我國大型鋼鐵企業(yè)的發(fā)展共識。
近年來，隨著鏈篦機——回轉(zhuǎn)窯球團法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的球團礦技術(shù)日趨成熟，其生產(chǎn)能力有了更快的發(fā)展，設(shè)備趨向大型化。目前年產(chǎn)500萬t球團礦規(guī)模的設(shè)計和設(shè)備已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。
當(dāng)時還提到，大型鏈篦機（500萬t／年產(chǎn)）的研制和設(shè)備改進將會是今后一段時期設(shè)備研究的主要課題。相應(yīng)的鏈篦機在熱態(tài)中整體的伸長、與風(fēng)管的聯(lián)接、側(cè)密封壓蓋的結(jié)構(gòu)以及熱態(tài)下的結(jié)構(gòu)變化和有效參數(shù)的設(shè)置等，還需要進一步細化研究。以上課題近年已經(jīng)得到解決，全球最大的鏈篦機5.8m×78m (452.4m2)已由某公司研制完成。
鏈篦機——回轉(zhuǎn)窯球團法生產(chǎn)的酸性氧化球團礦是一種優(yōu)質(zhì)的高爐原料，含鐵品位高、冶金性能好、適合較長時間貯存和遠距離運輸?shù)取Ｅc燒結(jié)礦搭配使用，可有效降低高爐焦比和提高高爐產(chǎn)量．能使高爐爐料結(jié)構(gòu)合理化；工藝技術(shù)裝備和控制水平先進，二次能源利用充分，環(huán)境清潔；球團礦質(zhì)量高、能耗低，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益明顯。
二、鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯球團法球團生產(chǎn)工藝
鏈篦機—回轉(zhuǎn)窯球團法技術(shù)是采用干燥機干燥、鏈篦機預(yù)熱生球、回轉(zhuǎn)窯固結(jié)、焙燒球團、環(huán)冷機上冷卻成品球團的一種球團工藝。
其工藝過程為：磁鐵礦粉、赤鐵礦粉及膨潤土在配料室按一定比例進行配比，配比完后的混合料在干燥機烘干（水份含量10%經(jīng)過烘干后降至8.0%左右）和混勻，在潤磨機上對混合料進行潤磨；通過帶式皮帶機把潤磨好的混合料送至造球機造球，通過布料篩分系統(tǒng)均勻地把生球料分布在鏈篦機上，生球在鏈篦機上進行干燥、預(yù)熱，在回轉(zhuǎn)窯中固化、焙燒，在環(huán)冷機上冷卻（溫度≤150℃）；最后通過皮帶機或鏈板機運至成品場儲存。成品球團礦粒度8~16mm，其中10~16mm的占90%。返料、除塵灰均返回使用，能夠充分回收和利用資源并確保生球的質(zhì)量。
其設(shè)備組成是：配料機一烘干機（或混合機）——潤磨機——造球機——生球篩分及布料機——鏈篦機——回轉(zhuǎn)窯——風(fēng)系統(tǒng)——環(huán)式冷卻機——貯存系統(tǒng)及生產(chǎn)輔助設(shè)施。
其中鏈篦機、回轉(zhuǎn)窯和環(huán)式冷卻機是主要設(shè)備，鏈篦機是最關(guān)鍵設(shè)備，正是鏈篦機的設(shè)計和制造技術(shù)的成熟，才使該工藝得以快速發(fā)展。
設(shè)備布置見圖1。
鏈篦機系鏈篦機一一回轉(zhuǎn)窯球團法球團生產(chǎn)工藝的專用履帶式傳熱設(shè)備，其作用是對鐵礦粉經(jīng)造球機造好的生球料經(jīng)寬帶皮帶機和輥式布料機均勻地布在慢速運行的鏈篦機篦板上，隨鏈篦機前進，利用環(huán)冷機余熱及回轉(zhuǎn)窯排出的熱氣流垂直穿過鏈篦機的料層對生球依次經(jīng)過鼓風(fēng)干燥段、抽風(fēng)干燥段、預(yù)熱I段、預(yù)熱II段四個工藝段的加熱，從而完成脫水、預(yù)熱、氧化固結(jié)階段，完成焙燒前的準備，達到滿足入回轉(zhuǎn)窯的生球強度的要求。預(yù)熱后的球團在鏈篦機的排料端經(jīng)鏟料板鏟下卸入回轉(zhuǎn)窯進行焙燒。
表1為國內(nèi)鏈篦機一一回轉(zhuǎn)窯球團法生產(chǎn)酸性氧化球團礦的大型鏈篦機規(guī)格。
三、5.8mx78 m超大型鏈篦機的有關(guān)參數(shù)
1．參數(shù)
規(guī)格： 5.8m×78m
篦床寬度： 5.8 m
有效長度： 78 m
有效面積： 452.4 m2
處理物料： 鐵礦氧化球團生球
粒度： 8～18 mm
堆積密度： 2.1 t/m3
生產(chǎn)能力： 730 t/h
料層厚度： 220 mm
機速范圍： 2 m/min～5.6 m/min
正常機速： 4.6 m/min
物料停留時間：17 min
頭尾輪中心距：83 800 mm
設(shè)備重量： 2 150 t
傳動裝置見表2所示。
2．技術(shù)要求
(1)鏈篦機應(yīng)有足夠的強度、剛度和耐熱溫度，以滿足球團生產(chǎn)工藝的需要。
(2)鏈篦機應(yīng)采用合理材料和結(jié)構(gòu)，以保證設(shè)備運轉(zhuǎn)有較高的可靠性、較長的使用壽命、低的運行成本，方便檢修更換。
(3)對高溫、磨損和氧化部位的零件應(yīng)采取高耐熱合金鋼材料，使零部件達到在高溫條件下（預(yù)熱Ⅱ段煙罩溫度1100℃、風(fēng)箱溫度750℃）有足夠的強度、耐氧化、耐磨性要求。
(4)鏈篦機有良好的密封效果，漏風(fēng)率小于3%。
(5)傳動裝置采用雙邊傳動方式，變頻調(diào)速，傳動裝置設(shè)速度檢測裝置（編碼器），便于生產(chǎn)調(diào)整控制，傳動裝置在結(jié)構(gòu)上考慮能夠補償主軸在各個方向位移。不允許發(fā)生停機造成的篦床逆轉(zhuǎn)。
(6)整個運行系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠。在高溫條件下有足夠的強度和抗氧化性能，較長的使用壽命。
頭輪、尾輪、上托輪、下托輪、擋輪均采用優(yōu)質(zhì)材料及合理工藝制造，保證其足夠強度韌性。預(yù)熱I段、預(yù)熱II段的上托輪軸、頭輪軸及軸承座設(shè)冷卻水進、出管及回水槽。上托輪、牙輪布局合理，定位可靠，軸端密封嚴密可靠。避免下篦床起伏過大，保證鏈篦床不跑偏。
四、結(jié)構(gòu)組成
鏈篦機是由行走部分、機架、上罩、風(fēng)箱、灰箱、鏟料板、下回程封閉、連接部分、水冷系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和平臺部等11部分組成。見圖2。
1．走行部分
走行部分是鏈篦機的核心，主要由傳動裝置、主軸及尾軸裝配、篦床裝置（運行鏈）、上托輪裝置、下托輪裝置、尾輪裝置、拉緊裝置、滑軌裝置、側(cè)密封座等裝置組成。
(1)傳動裝置為全懸掛式多點嚙合柔性傳動裝置，由調(diào)速電機、減速機、聯(lián)軸器等組成，通過鏈篦機的排料端主軸來驅(qū)動鏈篦裝置的慢速移動。減速機輸出軸用脹套直接裝在鏈篦機主軸的兩端，考慮到鏈篦機寬度較大，為減少軸的負荷，采用雙側(cè)傳動，共兩套。每套兩臺電機與減速機直接連接，傳動機構(gòu)采用變頻調(diào)速，為保護鏈篦機設(shè)備，設(shè)有過載保護。傳動裝置的下部采用帶有球面鉸接的兩組彈性支承裝置，用于減少基礎(chǔ)沖擊載荷同時補償主軸一定范圍的微量移動，以適應(yīng)主軸在熱況下的位移。由于4.8×78m鏈篦機屬于超大型規(guī)格，在鏈篦機的尾部又設(shè)計了與主軸同樣的傳動裝置（功率小），用于拖動鏈篦機下回程運行鏈。
(2)鏈篦機的主、尾軸上各裝有8個鏈輪，見圖3。拖動8條鏈組成運行鏈（篦床）。排料端主軸因工作在高溫區(qū)而設(shè)計成中空軸，軸承座也設(shè)計成水冷式，軸承采用調(diào)心滾子軸承。主、尾軸用于驅(qū)動篦床裝置運行，材料為30Cr2MoV，調(diào)質(zhì)處理。裝配時需保證主軸上8個鏈輪輪齒齒形同步，齒板昀齒形加工采用數(shù)控機床進行，以確保互換性，鏈輪粗加工后要求進行超聲波探傷檢查，檢查標準符合GB/T1786-1990Ⅱ級。鏈輪材料為耐熱合金鋼，齒表面淬火處理，結(jié)構(gòu)采用分體式，便于安裝和更換，齒板與輪轂的聯(lián)接方式為鉸制螺栓聯(lián)接。主軸除設(shè)有通水孔外，其外圓還有壓板和硅酸鋁纖維氈包裹使主軸隔熱，保持軸的溫度適宜。
(3)篦床裝置由鏈節(jié)、篦板、側(cè)板、小軸、定距管和護套等組成，見圖4。鏈輪、鏈條、篦板為承載部件，鏈篦機從給料端至排料端除兩端設(shè)有主傳動鏈輪和張緊鏈輪外，中間設(shè)有若干承載鏈輪和光輪。鏈板和光輪直接承載需干燥預(yù)熱的球團。鏈篦機細長軸與鏈條連接成一體，由鏈條牽引將篦板上的球團由鏈篦機的給料端輸送至排料端，從而完成干燥預(yù)熱過程。鑒于工作溫度較高，承受熱應(yīng)力，因此篦床中的零件采用特殊的結(jié)構(gòu)和材料，材質(zhì)為耐熱合金鋼，精密鑄造，鑄造公差為CT6，鏈節(jié)經(jīng)過固溶處理，其中篦板采用定型產(chǎn)品。其中兩側(cè)的的側(cè)板靠自重在側(cè)密封箱的滑軌上滑行，篦床上各配件均留有一定的間隙，以補償設(shè)備制造誤差和適應(yīng)熱態(tài)下工作。
(4)上托輪裝置，用于支承上篦床，其中有兩種形式：68組通水長軸與36組不通水長軸，按材質(zhì)分為耐熱鋼與苦通鋼，主要針對不同的工藝段所使用，在預(yù)熱段與調(diào)溫預(yù)熱段一般采用通水軸及耐熱鋼的上托輪，通水軸的材質(zhì)為35CrMo，在軸中要有通水孔，在其他段主要用普通鑄鋼上托輪及不通水的軸，軸的材質(zhì)為45鍛鋼。每一上拖輪組由上托軸、兩個軸承座和8組上托輪等部分組成。其中上托輪由兩個鏈輪、四個平輪和兩個邊托輪組成，為減少運行鏈跑偏，將鏈輪對中前后交錯排列。上托輪軸由機架橫梁上的軸承座支承，穿出支梁的側(cè)密封采用柔性石墨填料軸封，組裝后上托輪要求轉(zhuǎn)動靈活，無卡阻現(xiàn)象。上托輪軸采用焊接結(jié)構(gòu)，中部為無縫鋼管，兩端部為軸頭，三者焊為一體，材質(zhì)均為35CrMo，調(diào)質(zhì)處理。上托輪采用分體結(jié)構(gòu)，便于拆卸和安裝。如圖5所示。
(5)下托輪裝置分兩種形式，一種用于支承少量的下篦床和改向作用，共有7組，其中6組下托輪裝置支承頭部回程鏈，每組下托輪裝置由下托軸、兩組軸承座、8組下托平輪等部分組成，支托篦床，隨運行鏈移動而轉(zhuǎn)動。下托軸采用長軸式，材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機架橫梁上的軸承座支承。
另一種形式的下托輪裝置，用于支承下篦床返程，共有192組支承裝置，每組長度3m，鏈篦機寬度方向有8排，長度方向24列，中尾部回程鏈由下托輪裝置支承。每組下托輪裝置由4套托輪組組成，成直線排列，安裝在一長矩形的承載架上，多個支承架首尾相接形成24列承載支架，安裝在機架橫梁上。每組下托輪包括中心軸、托輪及兩者之間設(shè)有的黃銅標準軸承，托輪為鑄鋼結(jié)構(gòu)。中心軸通過螺栓固定連接于支承架的支承板上。使用時，下回程篦床由各托輪頂面所形成的矩形承載面支承，托輪隨運行鏈的移動而轉(zhuǎn)動，不但托輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，運行鏈移動順暢，而且結(jié)構(gòu)簡單實用、新穎，較好地代替了龐大的長軸式下托輪軸裝置，如圖5。
(6)滑軌裝置，用于支承和滑行篦床裝置中側(cè)板，并組成側(cè)部密封裝置。由若干個滑軌組成，材料由耐熱及耐磨鋼所組成，只是在不同的工藝段采用不同的材質(zhì)，在預(yù)熱段為耐熱合金鋼，干燥段為高硫合金自潤滑材料。
(7)運行鏈的尾部設(shè)有壓輥裝置，對回到上行程沒有復(fù)位的篦板強制復(fù)位，以使篦床平整。避免篦板上翹及漏料。在尾輪的下側(cè)設(shè)有重錘式張緊裝置，通過增減配重錘昀數(shù)量調(diào)整運行鏈的張力。
(8)用于鏈篦機中部密封的側(cè)板裝置，有五種規(guī)格，頭部一種、中部三種和尾部一種。這幾種規(guī)格密封裝置結(jié)構(gòu)形式相同，長度不同。主要由中部密封側(cè)板、中部壓板和檢查孔蓋組成。中部密封側(cè)板和壓板的材料為三種，按溫度不同，采用不同材質(zhì)。篦床側(cè)面由側(cè)板密封封閉，側(cè)板上部用壓板，下部由側(cè)板與滑軌形成密封。每件之間有隙
和密封要求。
(9)其他：中部支梁，用于支承中部側(cè)板，為型鋼焊接結(jié)構(gòu)；支撐梁冷卻裝置主要對調(diào)溫預(yù)熱和預(yù)熱段的側(cè)密封座支撐梁進行水冷，該冷卻裝置一般采用不銹鋼；擋輪用于防止篦床裝置在回程段的跑偏。
三門峽富通新能源銷售回轉(zhuǎn)窯、滾筒烘干機、氣流式烘干機等烘干機、干燥機。
