莊　巖，楊紅燕，李　許，顏克源

PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機的預(yù)篩分改造

莊巖，楊紅燕，李許，顏克源

改造后是破碎系統(tǒng)

預(yù)篩分破碎系統(tǒng)是一種成熟的破碎系統(tǒng)，可以將物料中的粒度合格碎石和泥土在進(jìn)入破碎機之前篩出，減少進(jìn)入破碎機物料量，提高系統(tǒng)的產(chǎn)量并降低破碎機的負(fù)荷，從而達(dá)到節(jié)電和減少易損件磨耗的目的。鑒于目前還有很多水泥廠使用單轉(zhuǎn)子錘式破碎機，此類機型對含泥土量超過20%的原料的適應(yīng)性較差，會有篦子板上積料、錘頭磨損嚴(yán)重等現(xiàn)象，我公司結(jié)合多年破碎系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計經(jīng)驗，成功將預(yù)篩分系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到單轉(zhuǎn)子錘式破碎機的改造上。本文以民和祁連山水泥廠的一臺PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機的預(yù)篩分改造項目為例，介紹了預(yù)篩分改造中方案的確定、安裝調(diào)試中應(yīng)注意的問題和經(jīng)驗。

1　前言

2014年底，民和祁連山水泥廠對窯系統(tǒng)及礦區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)改造，以提高礦區(qū)開采和輸送能力，其原破碎系統(tǒng)使用一臺PCF2022單轉(zhuǎn)子錘式破碎機（不帶緩沖給料輥），轉(zhuǎn)子規(guī)格?2 010mm×2 230mm，設(shè)計出料粒度＜75mm，設(shè)計能力700t/h。投產(chǎn)后，業(yè)主為滿足后續(xù)粉磨工藝要求，更換了篦板，使出料粒度變成＜50mm，實際生產(chǎn)能力只有350t/h。

破碎機每套錘頭破碎量20萬噸左右，能耗和成本較高。其粘土原料來自礦山中的剝離土，且剝離土和礦石按生料配料要求一并進(jìn)入破碎機，來料中粘土、石屑含量在25%以上，嚴(yán)重影響了破碎機的破碎效率及系統(tǒng)產(chǎn)量，對錘頭的使用壽命也有一定的影響。

受業(yè)主委托，中材裝備集團破碎事業(yè)部采用成熟的預(yù)篩分破碎技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，對其礦山破碎系統(tǒng)進(jìn)行了預(yù)篩分改造。項目從啟動到投產(chǎn)只用了四個月時間，其中安裝調(diào)試不到一個月，及時滿足了窯系統(tǒng)的改造時間。改造后系統(tǒng)產(chǎn)量提高到600t/h，提產(chǎn)85%以上，破碎機電流與改造前基本相同，降低了系統(tǒng)電耗，錘頭的壽命也會有一定的提高。下面對本次改造的方案和改造情況進(jìn)行簡要介紹，供廣大水泥行業(yè)工作者參考。

2　原破碎系統(tǒng)存在的主要問題

2.1粘土和碎料過多

民和祁連山水泥廠礦山原料中粘土和碎料含量在25%以上，此部分粘土和碎料在喂入破碎機后容易在篦子板上形成積料，不僅降低篦子的排料能力從而降低破碎能力，還會對錘頭產(chǎn)生嚴(yán)重磨損。錘頭的正常磨損主要在錘頭的兩個頂角，其磨損主要是打擊物料產(chǎn)生的磨損，正常磨損后的錘頭如圖1所示，而本項目原破碎機的錘頭磨損主要在錘頭的頂面（圖2），此類磨損是典型的篦子板上積料造成的錘頭磨損。

2.2破碎機腔型不合理

圖1　正常磨損的錘頭

圖2　民和現(xiàn)場非正常磨損的錘頭

圖3　PCF2022破碎機剖面圖

圖4　破碎系統(tǒng)改造方案

PCF2022破碎機為不帶給料輥的單轉(zhuǎn)子錘式破碎機，板喂機喂入的物料要通過一段溜子進(jìn)入轉(zhuǎn)子的打擊區(qū)，物料進(jìn)機位置與轉(zhuǎn)子中心較遠(yuǎn)（圖3）。這種破碎機型是仰擊式破碎機，其設(shè)計初衷是先讓物料在破碎腔內(nèi)被錘頭打擊并拋起，再在空中進(jìn)行多次互相撞擊而破碎，最后被錘頭帶入到轉(zhuǎn)子與破碎板和篦子板間形成的打擊區(qū)內(nèi)破碎成合格的物料，這就導(dǎo)致原料尤其是大塊原料需要在破碎腔內(nèi)多次撞擊才能進(jìn)入后部打擊區(qū)，原料在破碎機內(nèi)停留的時間較長，破碎機的能力會降低。

另外，PCF2022破碎機上殼體破碎板與轉(zhuǎn)子水平中線的夾角較小，兩者形成的后部打擊區(qū)空間較小，大塊物料只有在前破碎腔破碎到一定粒度才能進(jìn)入后部打擊區(qū)，當(dāng)來料中大塊或平均粒度較大時，會在前部破碎腔聚集而不會很快進(jìn)入后部打擊區(qū)，直接反應(yīng)就是電機電流升高，無法增大喂料量，影響破碎機的能力。錘式破碎機以錘頭打擊破碎為主，物料在后打擊區(qū)內(nèi)由于有破碎板和篦子板限制其運動，錘頭打擊的動能更容易轉(zhuǎn)化成物料的破碎能，破碎效率高，而破碎腔內(nèi)物料間的相互自由撞擊損失的能量較大，破碎效率較低。

根據(jù)我公司多年破碎機的設(shè)計研發(fā)經(jīng)驗，PCF2022錘式破碎機在出料粒度為＜50mm時，生產(chǎn)能力能夠達(dá)到500t/h左右，而民和的系統(tǒng)實際生產(chǎn)能力只有350t/h，主要是由于物料中粘土和碎料過多并且破碎腔型不合理導(dǎo)致。

因此，篩除原料中的粘土使其不進(jìn)入破碎機，并適當(dāng)將喂料點提前，使破碎機由仰擊式轉(zhuǎn)變到趨向平擊式，減少物料在前部破碎腔的停留時間，讓物料快速進(jìn)入破碎效率高的后部打擊區(qū)，是提高破碎機能力和破碎效率的有效方法。

3　改造方案

由于民和水泥廠建造時間較早，破碎系統(tǒng)的工藝布置圖紙難以找到，并且決定施行破碎系統(tǒng)改造項目時，該廠窯系統(tǒng)的改造已經(jīng)在進(jìn)行，重新開窯的時間基本確定，意味著破碎系統(tǒng)的改造必須在開窯之前完成，時間很緊。我公司派遣經(jīng)驗豐富的工程師現(xiàn)場測量設(shè)計需要的基本數(shù)據(jù)，包括破碎機的基本結(jié)構(gòu)尺寸、板喂機頭輪位置等，確定了在不改變破碎機和板喂機位置的前提下，可以實現(xiàn)預(yù)篩分改造。改造方案為：一方面，增加預(yù)篩分設(shè)備，將原料中的粘土和碎石篩出，使其不進(jìn)入破碎機，同時能將喂料點前移至轉(zhuǎn)子中線附近；另一方面，改變破碎機的腔型，保留原破碎機的轉(zhuǎn)子、下殼體和篦子，更換新的上殼體組件和破碎板組件，將破碎區(qū)與轉(zhuǎn)子中線的夾角增大到72°。輔助部件為破碎機的頭罩和導(dǎo)料槽、波動輥式給料機的支腿和下料溜子，改造方案見圖4。

考慮到板喂機和破碎機轉(zhuǎn)子之間的空間有限，在進(jìn)行現(xiàn)場考察和主要數(shù)據(jù)測量后，確定增加WRS2420型波動輥式給料機。該機具有五個給料輥，篩下粒度＜50mm，其中位于板喂機下部的兩個給料輥為浮動結(jié)構(gòu)，通過減震膠塊浮擱在機架上，以最大限度地減小大塊物料的沖擊。波動輥式給料機采用單驅(qū)動，輥間通過鏈傳動實現(xiàn)差速運轉(zhuǎn)，前快后慢，避免積料。

4　安裝和調(diào)試

4.1安裝注意事項

經(jīng)過兩個多月的設(shè)計制造時間，全部改造用的設(shè)備和部件于3月中旬運抵現(xiàn)場，計劃的開窯時間為4月中旬，破碎系統(tǒng)的改造時間不到一個月。由于是新舊兩種殼體的重新組裝，并且原破碎機的資料數(shù)據(jù)很少，上下殼體的安裝可能會有一些細(xì)節(jié)處需要現(xiàn)場修改；另外，新系統(tǒng)需要在基礎(chǔ)上增加兩個支腿和一個篩下料的下料口，也涉及到一些土建的修改，這些都為現(xiàn)場的施工增加了難度。為保證改造項目能夠按時保證質(zhì)量完工，在開工之前，本公司工程師與業(yè)主共同制定了詳細(xì)的設(shè)備安裝和土建工程的施工計劃，計劃以每半天為一個時間段，合理估計各步驟的安裝難度和所需時間，制定詳細(xì)時間表。由于支腿和下料口的位置要在波動輥式給料機吊裝到位后確定，并要與上方頭罩和導(dǎo)料槽的安裝同步進(jìn)行，施工中要及時調(diào)整人員確保交叉作業(yè)的安全。另外，現(xiàn)場要提前準(zhǔn)備所需工具和材料，氣割、電焊機、風(fēng)鎬、各種厚度的鋼板要提前估算用量并準(zhǔn)備齊全，吊裝工具尤其是吊車要提前做好使用計劃，在保證施工進(jìn)度的前提下節(jié)約成本。

表1　投料試車各主機設(shè)備的電流

4.2試運轉(zhuǎn)

經(jīng)過半個月的努力，安裝工作于3月底完工。由于礦山開采的改造工作同時進(jìn)行，原料進(jìn)廠困難，經(jīng)過多天努力，業(yè)主從老礦山運來一些原料裝滿料倉，約1 200t。為測試新系統(tǒng)的破碎能力，大多挑揀粒度較大的物料，原料中基本沒有土和碎石（見圖5）。系統(tǒng)于4月10日完成了空載和帶料試車。

圖5　投料試車的原料

（1）空載試車，共進(jìn)行了兩次，一次1h，一次2h，破碎機運行平穩(wěn)，波輥機的電流為10A左右，破碎機電流31A，各軸承溫度正常。

（2）投料試車，滿倉料共計約1 200t，共進(jìn)行了約2h。板喂機的速度從15Hz開始，逐漸增加到35Hz，各主機設(shè)備的電流如表1。

根據(jù)原系統(tǒng)板喂機的生產(chǎn)記錄，板喂機25Hz時的喂料能力約為400t/ h，經(jīng)計算，板喂機35Hz時的喂料能力約為560t/h。從各設(shè)備的負(fù)荷來看，破碎機還有一部分富余空間，波輥機運行平穩(wěn)，負(fù)荷較小。由于來料都是大塊，波動輥式篩分機基本沒有篩分作用，如果按正常生產(chǎn)時的原料含土25%，按波輥機可篩下10%～20%計算，系統(tǒng)能力預(yù)計可以達(dá)到600～650t/h。

改造后的破碎機對大塊料的適應(yīng)能力很好，觀察到最大的喂料塊約為2 000mm×600mm×600mm，通過破碎機的時間約為1.5～2s，業(yè)主反映比改造前的破碎機好很多，這正是改造破碎腔型的好處。

4.3系統(tǒng)現(xiàn)狀

近期系統(tǒng)已進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)，經(jīng)與業(yè)主電話溝通，系統(tǒng)的平均生產(chǎn)能力為600t/h，滿足了窯系統(tǒng)的要求。波動輥式給料機的篩分效果良好，錘式破碎機的電流（600t/h時）比改造前（350t/h時）還有一定的下降，達(dá)到了預(yù)期節(jié)電效果，業(yè)主對改造結(jié)果很滿意。預(yù)計錘頭的壽命也會提高，我公司也將繼續(xù)跟蹤使用情況。

5　結(jié)語

單轉(zhuǎn)子錘式破碎機對含泥量較大原料的適應(yīng)性較差，過多的泥土喂入破碎機后會在篦子板上堆積，難以排出，不僅影響破碎機的產(chǎn)量，還會對易損件尤其是錘頭產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損。作為一種成熟的破碎系統(tǒng)解決方案，預(yù)篩分破碎系統(tǒng)在應(yīng)對含泥量較大的原料時取得了很好的效果，因為加入了波動輥式給料機，可以將粒度合格的碎料和泥土預(yù)篩出，使其不進(jìn)入破碎機，從根本上解決了泥土對破碎機的影響。

破碎系統(tǒng)的預(yù)篩分改造是一種成熟系統(tǒng)的新應(yīng)用，投資少，見效快，改造時間短，完全可以在檢修時完成。改造后的系統(tǒng)能力提高，易損件壽命提高，經(jīng)濟效益明顯，是一種值得推薦的破碎系統(tǒng)技改方案。對于破碎系統(tǒng)的預(yù)篩分改造技術(shù)，在設(shè)計和安裝調(diào)試過程中，要充分考慮不同系統(tǒng)的實際情況，合理設(shè)計改造方案，確保系統(tǒng)改動小、投資少、改造時間短。我公司將會持續(xù)發(fā)展和推廣此項技術(shù)，除民和項目外，目前還有一項帶給料輥（單給料輥、雙給料輥）的錘式破碎機改造項目也在進(jìn)行中。相信通過這些項目的進(jìn)行，我們會積累更多的經(jīng)驗，為更多的業(yè)主提供成熟專業(yè)的技術(shù)改造服務(wù)。■

Modification of Prescreening for PCF2022 Single Rotor Hammer Crusher

TQ172.611.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1001-6171（2015）04-0101-03

通訊地址：中材裝備集團有限公司，天津300400；

2014-10-27；編輯：呂光