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陶瓷衬板在宣钢360 m2烧结机圆筒混合机上的应用

吴黎明

( 河北钢铁集团 宣钢公司 炼铁厂，河北 宣化 075100)

摘 要: 针对宣钢炼铁厂 360 m2烧结机一、二次圆筒混合机衬板存在的粘料、磨损等问题，经过分析论证选择了陶瓷衬板，并进行了陶瓷衬板代替尼龙衬板改造。改造后，解决了混合机的粘料问题，降低了混合机的运行负荷和停机率，改善了制粒效果，每年产生的经济效益 384． 49 万元。

关 键 词: 陶瓷衬板; 烧结机; 圆筒混合机; 应用

1 前言

宣钢炼铁厂于 2008 年 2 月建成投产 1# 360 m2烧结机，2010 年 4 月建成投产 2# 360 m2烧结机。2台烧结机配备一次圆筒混合机( Ф 4 m × 21 m) ，二次圆筒混合机( Ф 4． 5 m ×24 m) 。4 台圆筒混合机筒体衬板均使用尼龙衬板，尼龙衬板上用螺栓固定角钢作为压条，压条的作用是扬料和保证有一定粘料( 防止磨损衬板) 。经过生产实践，发现使用尼龙衬板有如下缺陷: 角钢压条间距和高度不易掌握，当角钢压条安装间距小时，混合机筒体粘料严重，造成混合机运行电流大、拖轮频繁损坏，且在混合机进料口形成倒料; 严重时导致进滚筒皮带头架折断故障，并且筒体粘料对混匀、制粒效果造成不利影响，每次检修清理滚筒粘料耗费大量人力、物力也存在安全隐患。为了防止过度粘料，安装衬板时增加角钢压条间距或降低扬料边高度，又造成衬板没有形成粘料层保护，尼龙衬板磨损加剧，一套衬板只用约 4 个月时间。

为了解决以上问题，选用陶瓷衬板和橡胶衬板分别在 1#、2#烧结机的二次圆筒混合机上试用，并对设备运行情况和生产指标进行比较。陶瓷衬板具有不粘料、耐磨、重量轻等优点，从而在 4 台圆筒混合机上推广使用。实践证明使用陶瓷衬板后混合机粘料少、运行稳定，混合机混合制粒效果提高。

2 陶瓷衬板的结构与性能

2． 1 陶瓷衬板的结构

陶瓷衬板是由尺寸较小的刚玉陶瓷块( 10 mm× 10 mm ) 通过热硫化工艺粘接到橡胶层上形成250 mm × 250 mm 的一块衬板。该结构具有柔韧性和耐曲折性的特点，能够很好地结合在具有弧度的滚筒内壁。

2． 2 主要性能

( 1) 耐磨陶瓷的主要性能

氧化铝含量: ≥95%

密度: ≥3． 5 g /cm3

洛氏硬度: ≥80 HRA

抗压强度: ≥850 MPa

断裂韧性: ≥4． 8 MPa·m1 /2

抗弯强度: ≥290 MPa

耐磨度: ≤0． 000 2 g( p =76 N，n =800 r/min，t= 30 min)

( 2) 耐磨陶瓷衬板用橡胶的主要性能

扯断强度: ≥12 MPa

扯断延伸: 250%

邵氏硬度: 55 ～65

扯断永久变形: ≤24%

橡胶与陶瓷的粘合力( 剪切应力) : ≥3． 0 MPa

耐温: ≤100 ℃

橡胶老化年限: ≥15 年

2． 3 耐磨陶瓷衬板的选择

根据实际情况采用了“精城”牌 NMC － J 型产品，由于圆筒进料端磨损较为严重，在 3m 范围内粘贴 14 mm 厚衬板( 陶瓷7 mm 厚，橡胶7 mm 厚) ，其余部位粘贴 10 mm 厚衬板( 陶瓷 5 mm 厚，橡胶 5mm 厚) 即可。同时，进料口处角钢压条用倾斜固定方式，增强了带料能力。

3 衬板的改造

3． 1 清洗

先用高压水枪清洗筒体粘料，由于圆筒混合机停机时粘料严重，最厚的部位超过 1 m。如采用人工风镐作业，一是作业时间长，二是容易出现人员伤害。高压水清洗滚筒，用高压水直接作用在料层上，可迅速剥离粘料，操作人员与清除部位保持一定距离，安全、快捷。

3． 2 拆卸

拆除旧衬板，用气割切掉固定衬板的螺栓头。人工搬运旧衬板到筒体外，随后用气割清除残留螺栓。

3． 3 安装

( 1) 在筒体焊接上螺栓。依据角钢压条的选用间距均分筒体圆周，一混机压条间距 1 m，二混机压条间距 1． 2 m。按分好的间距焊好螺栓，保证牢固。

( 2) 表面处理

①将要粘贴陶瓷的混合机筒体内壁清扫打磨除锈，完全除去锈蚀和氧化层，直到看见铁白色为止。

②用稀释剂将设备清洗干净，清除打磨后落在上面的灰屑和油渍。将该产品的橡胶面打毛，以增加表面的接触面积。

( 3) 调胶。将金属表面处理剂 A、B 两组分按1∶ 1混合搅均，然后在金属表面均匀涂刷 1、2 遍，晾至略带粘性时待用。

( 4) 涂胶。将金属/橡胶粘合剂直接在橡胶与被处理过的金属表面上均匀涂刷 2、3 遍胶液。

( 5) 粘接

①在橡胶面打毛、金属面除锈清洗的基础上，在橡胶面及被粘的金属面分别均匀开胶 2 遍，待第一遍干后再开第二遍。

②待最后一遍胶干燥至不粘手且有粘力感时，即可粘合，再用锤子敲打密实以排除空气。

( 6) 固化及角钢固定。用 L65X65X5 扬料角钢固定，并拧上螺栓。

4 使用效果

4． 1 解决了混合机粘料问题

经过一段时间的生产实践，混合机内壁陶瓷衬板基本不粘料，只是在角钢压条附近有轻微粘料。这种粘料既不会增加筒体负荷，又能对角钢压条形成保护，防止过快磨损。陶瓷衬板本身表面光滑，无磨损，预计使用寿命 3 ～5 年。

4． 2 混合机运行负荷降低

由于陶瓷衬板总体质量轻，是尼龙衬板的 1/4，且混合机筒体粘料大幅减少; 混合机传动负荷降低，运行电流平均降低 8 A。

4． 3 混合机设备停机率降低

改造前由于混合机粘料厚，有时达1 m 以上，且不均匀，对传动设备造成冲击，减速机、拖轮频繁损坏，必须经常停机处理筒体粘料。使用陶瓷衬板后，混合机不粘料、负荷降低，对设备冲击减少，停机检修和处理粘料时间大幅减少( 表 1) 。

4． 4 改善了混合机制粒效果

由于解决了混合机粘料问题，有效地增大了圆筒混合机的有效直径。一次混合机混料均匀，二次混合机制粒效果提高( 表 2) 。

5 效益分析

5． 1 节电效益

陶瓷衬板具有体积小、重量轻、不易粘料等特点，改造后混合机的运行电流平均下降 8 A，每年可节电 = 额定电压 × 电流 × 功率因数槡× 3 × 日历时间× 作业率 × 混合机台数 × 电单价槡= 10 × 8 × 3 × 24× 365 × 95% × 4 × 0． 5 = 230． 62( 万元)

5． 2 节省拖轮、减速机等备件修理费用

改造后，每年可节省拖轮、减速机等备件修理费用约 80 万元。

5． 3 减少停机时间增产增效

减少停机时间增产增效 = 节约停机时间 × 烧结面积 × 利用系数 × 固定费用= 38 × 360 × 1． 2 × 45= 73． 87( 万元)

5． 4 每年的经济效益

合计每年的经济效益 =230． 62 +80 +73． 87= 384． 49( 万元)

6 结语

耐磨陶瓷衬板在宣钢炼铁厂 4 台圆筒混合机上应用，具有质量轻、耐磨损、不粘料等优点，降低了设备运行负荷，提高了设备作业率和利用系数; 增加了筒体的有效直径，改善了混合制粒效果，每年产生的经济效益为 384． 49 万元。