鏈篦干燥機在尾礦綜合利用中的應用

崔 穎 劉盛錢

（北方重工集團有限公司礦山機械分公司，遼寧 沈陽 110860）

鏈篦干燥機在尾礦綜合利用中的應用

崔 穎 劉盛錢

（北方重工集團有限公司礦山機械分公司，遼寧 沈陽 110860）

摘 要：本文簡單的介紹了鏈篦干燥機的用途、工作原理，主要根據低溫烘干工藝特點及工作環境對設備性能的要求，以高溫鏈篦機結構為依據，簡單介紹了鏈篦干燥機關鍵部件——鏈節的設計方案。實踐證明，鏈篦干燥機完全滿足低溫烘干工藝要求。

關鍵詞：鏈篦干燥機；鏈節；應用

鏈篦干燥機是專為固廢綜合處理、資源循環利用而設計的非高爐煉鐵大型非標主機設備。該機是在高溫狀態下，通過環型篦床承載料球向前運行、料球吸收煙氣爐的熱風熱量實現干燥功能的熱工設備。其產品技術規格及使用功能是依據該工藝線所需的工藝技術參數設定的。

本機作為鏈篦機—轉底爐法生產金屬化球團生產線中的脫水設備，其作用是將滾壓成的32×25×18含鐵橢球干燥、脫水。鏈篦干燥機的工作流程是：將含鐵球團的濕球經過篩分機篩分后合格的球團均勻進入鏈篦干燥機烘干，烘干后的干球通過溜料板進入下段流程。

含鐵濕球經過篩分機篩分，合格的料球由輥式布料機均勻布在鏈篦干燥機尾部的布料區上。隨著鏈篦床的運行，料球依次經過抽風干燥Ⅰ段、抽風干燥Ⅱ段，利用來自煙氣爐的混合熱氣體穿過料層對生球中的水份進行干燥，干燥后的料球經溜料板裝置進入輥篩篩分。經過烘干，料球水份可以由≤10%降低到≤1.5%。

作為鏈篦干燥機的核心部件，運行部分主要由頭輪、尾輪、上下托輪、尾部拉緊、側密封、鏈篦床、鏟料板等組成。其他部件都是圍繞著運行部分展開設計布置的，鏈篦床又是運行部分的核心。根據工藝要求，鏈篦干燥機的工作溫度應設定在350℃以下，完全可以以高溫鏈篦機定型的結構和常用材質為基礎做相應調整設計。

此次鏈篦干燥機的設計，我們重點從鏈篦床的主要零件——鏈節入手，利用有限元分析方法，經過嚴密論證，科學有效地對其結構和材質進行了重新設計。

圖1 鏈節整體應力云圖

1 結構的設計

鏈篦干燥機正常工作時，物料在運動的篦床上一次經過各工藝段，而篦床的運動正是依靠頭部鏈輪與鏈節的嚙合得以實現的。在這一過程中，鏈節是承受拉力的關鍵零件。節距為260mm，寬度為160mm帶軸套的大鏈節是以往同等規格的大型高溫鏈篦機設計中的首選。本次設計我們嘗試采用中小型高溫鏈篦機常用的200mm節距的小鏈節，并取消套軸，使拉力直接作用在鏈節上。同時，為提高鏈節承受拉力的能力，依據有限元分析結果，我們將鏈節受力處做了加厚設計。

2 材質的選用

由于工作溫度的要求，高溫鏈篦機鏈節均采用高CrNi耐熱合金制造，成本較高。根據本臺設備的工作溫度和鏈節受力情況及以往經驗，我們初步選用ZG35CrSi進行分析計算。ZG35CrSi的化學成分及力學性能見表1、表2。

以年產40萬噸鏈篦干燥機為例，篦床共設6排鏈節，輸送物料時受拉力作用，從最壞的情況考慮，篦床在運行一段時期后發生跑偏，我們假設鏈條張力不均勻系數為2.0，即篦床跑偏后僅剩3排鏈節受力。在該種情況下，通過有限元分析，我們得出鏈節最大等效應力為370MPa，明顯發生在鏈節兩側耳環處。鏈節各點等效應力均小于材料許用應力，滿足設計要求。

篦床鏈節的變化直接影響了運行中頭尾輪、上下托輪，其直徑和寬度得以大幅縮小。由于托輪的數量較多，設備自身的重量也大大降低了。同時，根據鏈節材質的變化，同理降低篦床中側板、篦板、卡塊常用的高CrNi材質。

結語

一個中型燒結廠每年排放的尾礦量約為365t，尾礦品味最高達24.79%，可利用有效礦產約為50萬噸/年，配套規格的鏈篦干燥機相當于每年為國家節約一座中型采礦場。隨著世界各國越來越重視尾礦的綜合利用及治理問題，鏈篦干燥機在尾礦綜合利用中的應用將變得越來越廣泛。鏈篦干燥機的開發也必將為我國能源的高效利用和環境污染的治理，以及尾礦和低品位礦產的利用，提供一個可參考的實例。

參考文獻

[1]西安重型機械研究所.重型機械標準[S].國家機械工業委員會重型機械局，1987.

[2]成大先.機械設計手冊（第四版）[M].北京：化學工業出版社，2002.

[3]中國機械工程學會熱處理專業分會《熱處理手冊》 委員會.熱處理手冊[M].北京：機械工業出版社，2001.

表1 化學成分

表2 力學性能

中圖分類號：TF32

文獻標識碼：A