石灰窯星型出灰機結構改造與應用

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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

石灰窯星型出灰機結構改造與應用

郭志剛，閆衛華，安永，李曉光，楊楊

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

介紹大型混料式機械化豎窯的三種窯底出料裝置，純堿行業石灰窯普遍采用星型出灰機。分析我公司星型出灰機在生產中存在石棉盤根密封老化、滑動軸承磨損等問題的原因，提出采用剛性密封擋環和滾動軸承的結構改造措施。

石灰窯；星型出灰機；結構改造；技術特點

大型混料式機械化豎窯的窯底出料密封裝置，需保持出灰連續、穩定、安全，并保證在窯底為10～30 kPa的正壓條件下，能起到有效的出料鎖風作用，從而減少窯內風量外溢，降低操作環境中的粉塵，減少風機的動力損耗。出灰密封設備經過多年的發展，目前效果較好的主要有星型出灰機、段式出灰機和三道閘門三種，星型出料密封裝置以其結構簡單、易于制造、體積小，成為我國大型混料式機械化豎窯使用最多的出料裝置。窯底的塊狀物料經溜管進入星型出料密封裝置，通過電機帶動分格輪轉子的轉動排出，在分格輪轉子轉動時，分格輪轉子與殼體間緊密配合，實現豎窯內外的氣體密封。

1 背 景

在大型混料式機械化豎式石灰窯的生產過程中，要實現良好的窯況以及節能效果，出料密封是不可缺少的重要部分之一。最早的老式出料設備是停風排灰，容易造成產量降低而且極易造成窯內氣流紊亂使生產操作者不易操控，因此實現不停風密封排灰是節能石灰窯的高產節能的必要手段。在排灰過程中能夠實現交替密封作用，使助燃風不至于從下部泄漏，能有效的提高石灰的質量和產量。

2 出料密封裝置的類型

2.1 三道閘門

三道閘門是由一道截流閘和密封閘門構成。每道閘門的啟閉是交錯循環進行的，在卸料時后兩道閘門始終可以保持一道密封，故可以保證密封且不停風出灰。三道閘門借助拉桿開啟，拉桿同傳動機構連接，目前的傳動機構主要有機械式和液壓式兩種型式。三道閘門密封效果良好，但設備重量大，占據空間高，建設投資高，因此這種設備主要用于水泥立窯和白云石以及鎂砂立窯，用于石灰石煅燒立窯的較少。

2.2 段式出灰機(箱式出灰機)

段式出灰機安裝在圓盤出灰機或其他出料機的下部卸料口，其功能是防止窯內氣流的外泄，防止窯內氣流紊亂影響煅燒帶變化，設備主要功能是截流與密封。設備運行簡單易操作、設備不易磨損維護費用低。段式出灰機的特點是：設備配合圓盤機使用，在連續排灰中使爐內密封良好，不影響助燃風連續送風；排灰過程中不擠壓和損壞石灰塊；設備運行簡單，可靠，免經常維護，故障率極低；可快速下料、下料時間及下料量調節范圍大、可以通過600 mm(或更大)以下的物料。段式出灰機目前主要有單層密封閥、兩段式出灰機、三段式出灰機，其中兩段式出灰機因其功能結構簡單實用應用較廣泛。

2.3 星型出灰機

星型出灰機能實現在不停風條件下連續卸出物料，密封主要是靠分格轉子與殼體之間的緊密配合，但在長期運轉中密封轉子葉片受物料磨損而導致密封性能的大大降低，需要及時加以更換，一般條件下轉子壽命為5～6個月，使用鑄鋼材質轉子的壽命可以得到延長，使用周期達到1年左右，所以星型出灰機不適用于鎂砂和高鋁料等琢磨性強的物料。該種設備因轉子直徑限制及單位容積通過的物料量小等原因不能通過大顆粒物料及結塊物料，一般適用于100 mm以下物料通過。星型出灰機構造比較簡單、重量較輕、占用面積小、需要的安裝高度不大。目前，我公司石灰窯配合螺錐轉盤使用的出料密封裝置就是這種星型出灰機，它的主要作用就是是卸料、鎖風。

3 星型出灰機存在的問題

我公司自建廠以來一直在使用星型出灰機做為石灰窯出料密封裝置，在多年的使用過程中，該種出料密封裝置在生產中的問題逐漸體現，主要表現為：

3.1 石棉盤根密封老化

端蓋與轉轂間密封為油浸石棉盤根，出灰溫度較高，在高溫工況下致使盤根極易老化、磨損，失去密封作用，致使出灰機的鎖風作用下降，甚至失效。

3.2 滑動軸承磨損

轉子轉動支撐部位結構為滑動軸承，具有較高的風壓，且粉塵較多，需對滑動軸承進行潤滑脂潤滑，達到潤滑、密封的作用。在高溫作用下，潤滑脂容易揮發，出灰機內部高溫粉塵在風壓的作用下，進入轉轂軸與滑動軸承的間隙內，導致滑動軸承磨損，高溫粉塵從滑動軸承與轉轂軸間隙處噴出，造成環境污染。

以上兩點原因致使出灰機維護困難、使用壽命短，且影響現場環境衛生，為緩解以上問題，對出灰機內部部件結構進行改進。

4 結構改造

基于星型出灰機使用壽命短、日常維修困難、影響環境衛生及生產等諸多不利因素，通過結構改造可以有效延長出灰機使用壽命，降低日常維護強度的技術。結構改造方面所采用的技術方案是：

4.1 油浸石棉盤根密封改為剛性密封擋環

將出灰機端蓋與轉轂間密封方式由油浸石棉盤根密封改為剛性密封擋環,將擋環按一定的尺寸及加工精度加工,達到配合密封的作用。

1.軸 2.端蓋 3.機殼 4.轉轂 5.剛性密封擋環 6.調整螺栓 7.軸承定位座圖1 出灰機裝配示意圖

4.2 滑動軸承更換為滾動軸承

改變原有轉轂轉動支撐部位結構形式，將滑動軸承更換為滾動軸承，設計專用的軸承座對滾動軸承進行定位，起到支撐及精準定位作用。

1.緊固螺栓 2.骨架油封 3.圓螺母 4.壓蓋 5.軸承座 6.軸承 7.骨架油封圖2 軸承定位座結構示意圖

5 具體實施方案

在圖1中，剛性密封擋環(5)處于轉轂(4)與端蓋(2)配合間隙內,通過調整調整螺栓(6)來調整剛性擋環(5)與轉轂(4)間的配合間隙,達到良好配合狀態,起到密封作用,降低窯內風量泄漏。軸承定位座(7)通過緊固螺栓鑲嵌在端蓋(2)上，按規定的裝配工藝與軸(1)配合，起到對軸的轉動支撐作用。

在圖2中，通過緊固螺栓(1)將壓蓋(4)與軸承座(5)連接，軸承(6)安裝在軸承座(5)內部，在軸承兩側安裝骨架油封(2)和骨架油封(7)，防止高溫氣體夾帶粉塵進入滾動體內部，在軸承(6)一側裝有圓螺母(3)，其作用是防止軸承定位座與圖1中軸(1)產生移位。

6 技術特點

1)徹底解決了出灰機轉轂與端蓋間油浸石棉盤根極易老化、磨損，短期內失去密封效果的問題，且增加了密封檔環調節裝置，在密封擋環端面磨損后，可以通過調節調整螺栓，減小擋環與轉轂間間隙，繼續達到密封效果。

2)徹底解決了轉轂軸支撐部位滑動軸承維護保養困難，極易磨損，導致石灰窯內部高溫氣體夾帶粉塵外溢問題，在滾動軸承兩側安裝耐高溫骨架油封，防止高溫氣體夾帶粉塵進入滾動體內部,造成滾動軸承損壞，同時可有效的防止粉塵從轉轂軸與滾動體間隙處外溢。

7 結 語

通過結構改造，可以有效的延長出灰機使用壽命，減少環境污染，降低工人勞動強度，且結構簡單，方便更換與檢修。作為技術人員，針對生產設備存在的問題，通過結構改進與技術創新達到降低能耗，改善工作環境，降低工人勞動強度目的，為公司增產增效發揮作用。

[1] 成大先.機械設計手冊(第五版)[M].北京：化學工業出版社，2007

[2] 關宸祥.石灰窯[M].北京：中國建筑東北設計院，1986

TQ114.15

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1005-8370(2017)05-39-03

2016-11-24

郭志剛，工程師，河北建筑工程學院機械設計制造及其自動化專業。唐山三友化工股份公司石灰車間設備副主任。