万吨生产线槽式输送机的研发及应用

周敏虎

万吨生产线槽式输送机的研发及应用

Research and Application of Trough Conveyor forfor 1000010000t/d Cement Production Line

周敏虎

SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机是应用于万吨级水泥熟料生产线上的输送设备，上饶中材机械有限公司于2004年底开始研发，2006年2月第一台设备投入使用，2008年3月研发设备通过国家级重点新产品鉴定。万吨级熟料槽式输送机突破了多项关键技术，经现场测试和跟踪调查，各项性能指标均达到或超过国际先进水平，产品输送能力达1000t/h，爬坡高度超过60m，填补了该设备国内空白，并替代进口产品。迄今为止有近20台套设备投入使用，运转平稳，故障率低，节能效果显著。

万吨；槽式输送机；研发；应用；关键技术

进入21世纪以来，我国水泥工业发生了突破性的变化，新技术、新装备的集约化生产不断取代落后、分散的小水泥生产方式，新型干法水泥的发展和产业技术进步举世瞩目。根据建材行业中长期科学技术发展战略及“十一五”科技发展规划的重点和工作任务，其第一条就是要求发展新型干法水泥生产技术和大型化装备。在此之前，我国万吨级水泥熟料槽式输送机均为德国进口产品，价格十分昂贵。为了打破国外产品对国内市场的长期垄断局面，我公司于2004年底开始研发SCD1400、SCD1600型水泥熟料槽式输送机，2006年获得成功，为推进我国万吨级水泥装备国产化进程作出了应有的贡献。

1 研发内容和技术突破

在水泥行业中，输送设备的种类有很多，我们选择了SCD1400和SCD1600型槽式输送机作为研发的机型，因为这种输送机适合运送水泥熟料、矿渣等有一定温度的小颗粒状物料，并能够进行较长距离的输送，可以满足8000t/d至12000t/d水泥生产线的配套要求。

在设备性能的定位上，我们以国际上水泥输送设备属于高端技术的生产商——德国奥蒙德（AUMUND）的产品为赶超目标。

1.1 确定技术方案

SCD1400、SCD1600型槽式输送机技术方案包含以下内容：

（1）满足8000～12000t/d水泥熟料生产线的输送能力，输送倾角0～45°，爬坡高度超过60m；

（2）结构设计先进，性能可靠；

（3）能运送120℃的物料（允许物料短时350℃），运转平稳；

（4）节能；

（5）安装维护简便，使用寿命长。

1.2 主要零部件及其关键技术突破

1.2.1 链条的研制

链条是槽式输送机的核心部件，链条的安全可靠性，决定着整台设备的研发成败。为了确保链条的绝对安全，链条设计成短节距（250mm）精模锻链，啮合时冲击力小、运转平稳；考虑到理论强度计算的误差，分别选用几种材料和不同的热处理工艺制作链板和销轴，并针对不同方案进行了多次链条破断试验。根据试验结果，从中选取最佳的材料和热处理工艺组合。目前我公司万吨级输送机链条强度达到了国外同行水平，完全能满足万吨输送机的使用要求。

1.2.2 驱动链轮的研制

驱动链轮是保证链条准确啮合的关键部件，轮齿强度、耐磨性和加工精度是熟料输送机正常运转的重要保证。由于万吨输送机的输送量大、爬坡高度高等特点，对链轮齿的强度和使用寿命提出了更高要求。设计时，主要从以下几方面改进提高：

（1）轮齿采用40Cr锻制毛坯；

（2）轮齿设计成双切齿，即驱动链轮每转两周，每个齿只需啮合一次，因此齿面磨损次数减少一半，轮齿的使用寿命相应增加一倍；

（3）驱动链轮设计成分体式，轮齿磨损后可进行更换。轮齿与轮毂采用组合胀套联接：a提高接合面抗剪应力，避免联接螺栓被剪断；b轮齿更换时，拆卸、安装操作简单方便，不会损伤轮毂内孔。

（4）为了确保轮齿强度，采用调质处理加齿面中频淬火工艺。为保证淬火质量，研制了专用中频淬火机床，确保齿面淬火硬度HRC55～60，淬硬层深5～7mm。齿形采用数控线切割机床加工，保证分度均匀及齿形的精度。

1.2.3 头部双楔块调节定位装置

大吨位熟料输送机部件较重，不易保证安装精度。输送机长度长，头尾定位困难。安装精度将直接影响运行的平稳性和运行部件的寿命。万吨级的输送机的头部重量达7～8t，调节不易准确到位。双楔块调节定位装置将头部装置定位分两步进行，可先将7吨多的头部装置按地面基础中心线粗定位，再用双楔块定位装置将不到2吨重的头部轮轴组无级精确定位，确保安装的精度和准确性，保证整个输送机的运行可靠性。

1.2.4 采用新型弹性圈联轴

万吨级输送机的牵引力很大，联轴器传递扭矩达345kN·m。大型联轴器的加工及安装找正非常困难，在使用过程中，弹性柱销常被剪断，故障率很高。上饶中材充分吸取以往联轴器的经验教训，对万吨输送机的联轴器的结构形式进行重新设计，将装配钢芯弹性柱销的两个半联轴节孔设计成圆孔与锥孔交错布置（见图1），安装时将两个半联轴节推拢，锥孔端具有自动找正对中作用，不需要其他辅助工具即可完成联轴器对中找正工作，操作简单，大幅提高了工作效率，降低了劳动强度。为保证弹性柱销的强度和弹性，避免受剪切失效，弹性柱销采用锥形钢芯联接销外包弹性橡胶圈的结构，弹性橡胶圈材质选用高密度合成橡胶，其具有强度高、耐磨、耐自然老化性好等特点，与销轴装配的内孔壁采用两层纤维加强，确保联轴器传递扭矩的要求。

图1 弹性圈联轴器示意图

表1 输送机参数及能耗指标*

2 研发成果及推广应用概况

2.1 研发成果

（1）SCD1400、SCD1600熟料槽式输送机的研制成功，打破了国外万吨级水泥技术装备在国内市场的垄断局面，填补了国内空白；替代进口产品，每台节省30～50万欧元，可为用户提供高效快捷的技术服务和优质、相对廉价的配件服务；促进国内万吨级大型水泥生产线的发展。

（2）促进“万吨级大型水泥生产线成套技术装备研制”项目的完成，增强了我国水泥技术装备在国际市场的竞争力，带动了我国相关行业向海外市场的发展。

（3）低能耗。目前铜陵海螺水泥有限公司有两条10000t/d水泥生产线和一条12000t/d水泥生产线，前者两台10000t/d熟料槽式输送机为德国AUMUND公司产品，后者12000t/d水泥生产线的熟料槽式输送机是我公司于2011年10月交付使用的产品。根据铜陵海螺2012年8月27日提供的数据，两家产品的能耗对比如表1。

从表1中数据可知：上饶中材产品比德国AUMUND产品的提升高度高出12.7%，输送量增大7.1%，但能耗降低2%，节能效果显著。

2.2 推广应用概况

SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机自2006年2月首台交付使用以来，有近30台投入使用，另有5台处于生产加工阶段。

昆钢嘉华建材有限公司及阿联酋CEMEX水泥粉磨站的输送机，分别于2006年6月和2007年8月份投入运转，至今运行平稳，故障率很低。芜湖海螺和铜陵海螺共5台12000t/d熟料槽式输送机投产至今一年多时间，运转良好，各项性能指标均达到或超过国际先进水平。

3 结语

SCD1400、SCD1600型熟料槽式输送机输送量大，爬坡高度高，满足了12000t/d水泥生产线的配套使用要求，整机结构设计合理先进，运转平稳，是目前同等工况条件下能耗最低的输送设备，其推广使用对推动我国大型干法水泥生产线的技术进步、产业及产品结构转型升级、大型水泥装备进军海外市场等方面都具有重要意义。

[1]袁纽，梁之洵，谢松寿，陈逢阳.运输机械设计制造用手册下册[M].北京：化学工业出版社出版，1991.（1）：178-189.■

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1001-6171（2014）06-0035-02

上饶中材机械有限公司，江西上饶334000；

2014-10-26；编辑：吕光