石灰窑星型出灰机结构改造与应用

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(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

石灰窑星型出灰机结构改造与应用

郭志刚，闫卫华，安永，李晓光，杨杨

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

介绍大型混料式机械化竖窑的三种窑底出料装置，纯碱行业石灰窑普遍采用星型出灰机。分析我公司星型出灰机在生产中存在石棉盘根密封老化、滑动轴承磨损等问题的原因，提出采用刚性密封挡环和滚动轴承的结构改造措施。

石灰窑；星型出灰机；结构改造；技术特点

大型混料式机械化竖窑的窑底出料密封装置，需保持出灰连续、稳定、安全，并保证在窑底为10～30 kPa的正压条件下，能起到有效的出料锁风作用，从而减少窑内风量外溢，降低操作环境中的粉尘，减少风机的动力损耗。出灰密封设备经过多年的发展，目前效果较好的主要有星型出灰机、段式出灰机和三道闸门三种，星型出料密封装置以其结构简单、易于制造、体积小，成为我国大型混料式机械化竖窑使用最多的出料装置。窑底的块状物料经溜管进入星型出料密封装置，通过电机带动分格轮转子的转动排出，在分格轮转子转动时，分格轮转子与壳体间紧密配合，实现竖窑内外的气体密封。

1 背 景

在大型混料式机械化竖式石灰窑的生产过程中，要实现良好的窑况以及节能效果，出料密封是不可缺少的重要部分之一。最早的老式出料设备是停风排灰，容易造成产量降低而且极易造成窑内气流紊乱使生产操作者不易操控，因此实现不停风密封排灰是节能石灰窑的高产节能的必要手段。在排灰过程中能够实现交替密封作用，使助燃风不至于从下部泄漏，能有效的提高石灰的质量和产量。

2 出料密封装置的类型

2.1 三道闸门

三道闸门是由一道截流闸和密封闸门构成。每道闸门的启闭是交错循环进行的，在卸料时后两道闸门始终可以保持一道密封，故可以保证密封且不停风出灰。三道闸门借助拉杆开启，拉杆同传动机构连接，目前的传动机构主要有机械式和液压式两种型式。三道闸门密封效果良好，但设备重量大，占据空间高，建设投资高，因此这种设备主要用于水泥立窑和白云石以及镁砂立窑，用于石灰石煅烧立窑的较少。

2.2 段式出灰机(箱式出灰机)

段式出灰机安装在圆盘出灰机或其他出料机的下部卸料口，其功能是防止窑内气流的外泄，防止窑内气流紊乱影响煅烧带变化，设备主要功能是截流与密封。设备运行简单易操作、设备不易磨损维护费用低。段式出灰机的特点是：设备配合圆盘机使用，在连续排灰中使炉内密封良好，不影响助燃风连续送风；排灰过程中不挤压和损坏石灰块；设备运行简单，可靠，免经常维护，故障率极低；可快速下料、下料时间及下料量调节范围大、可以通过600 mm(或更大)以下的物料。段式出灰机目前主要有单层密封阀、两段式出灰机、三段式出灰机，其中两段式出灰机因其功能结构简单实用应用较广泛。

2.3 星型出灰机

星型出灰机能实现在不停风条件下连续卸出物料，密封主要是靠分格转子与壳体之间的紧密配合，但在长期运转中密封转子叶片受物料磨损而导致密封性能的大大降低，需要及时加以更换，一般条件下转子寿命为5～6个月，使用铸钢材质转子的寿命可以得到延长，使用周期达到1年左右，所以星型出灰机不适用于镁砂和高铝料等琢磨性强的物料。该种设备因转子直径限制及单位容积通过的物料量小等原因不能通过大颗粒物料及结块物料，一般适用于100 mm以下物料通过。星型出灰机构造比较简单、重量较轻、占用面积小、需要的安装高度不大。目前，我公司石灰窑配合螺锥转盘使用的出料密封装置就是这种星型出灰机，它的主要作用就是是卸料、锁风。

3 星型出灰机存在的问题

我公司自建厂以来一直在使用星型出灰机做为石灰窑出料密封装置，在多年的使用过程中，该种出料密封装置在生产中的问题逐渐体现，主要表现为：

3.1 石棉盘根密封老化

端盖与转毂间密封为油浸石棉盘根，出灰温度较高，在高温工况下致使盘根极易老化、磨损，失去密封作用，致使出灰机的锁风作用下降，甚至失效。

3.2 滑动轴承磨损

转子转动支撑部位结构为滑动轴承，具有较高的风压，且粉尘较多，需对滑动轴承进行润滑脂润滑，达到润滑、密封的作用。在高温作用下，润滑脂容易挥发，出灰机内部高温粉尘在风压的作用下，进入转毂轴与滑动轴承的间隙内，导致滑动轴承磨损，高温粉尘从滑动轴承与转毂轴间隙处喷出，造成环境污染。

以上两点原因致使出灰机维护困难、使用寿命短，且影响现场环境卫生，为缓解以上问题，对出灰机内部部件结构进行改进。

4 结构改造

基于星型出灰机使用寿命短、日常维修困难、影响环境卫生及生产等诸多不利因素，通过结构改造可以有效延长出灰机使用寿命，降低日常维护强度的技术。结构改造方面所采用的技术方案是：

4.1 油浸石棉盘根密封改为刚性密封挡环

将出灰机端盖与转毂间密封方式由油浸石棉盘根密封改为刚性密封挡环,将挡环按一定的尺寸及加工精度加工,达到配合密封的作用。

1.轴 2.端盖 3.机壳 4.转毂 5.刚性密封挡环 6.调整螺栓 7.轴承定位座图1 出灰机装配示意图

4.2 滑动轴承更换为滚动轴承

改变原有转毂转动支撑部位结构形式，将滑动轴承更换为滚动轴承，设计专用的轴承座对滚动轴承进行定位，起到支撑及精准定位作用。

1.紧固螺栓 2.骨架油封 3.圆螺母 4.压盖 5.轴承座 6.轴承 7.骨架油封图2 轴承定位座结构示意图

5 具体实施方案

在图1中，刚性密封挡环(5)处于转毂(4)与端盖(2)配合间隙内,通过调整调整螺栓(6)来调整刚性挡环(5)与转毂(4)间的配合间隙,达到良好配合状态,起到密封作用,降低窑内风量泄漏。轴承定位座(7)通过紧固螺栓镶嵌在端盖(2)上，按规定的装配工艺与轴(1)配合，起到对轴的转动支撑作用。

在图2中，通过紧固螺栓(1)将压盖(4)与轴承座(5)连接，轴承(6)安装在轴承座(5)内部，在轴承两侧安装骨架油封(2)和骨架油封(7)，防止高温气体夹带粉尘进入滚动体内部，在轴承(6)一侧装有圆螺母(3)，其作用是防止轴承定位座与图1中轴(1)产生移位。

6 技术特点

1)彻底解决了出灰机转毂与端盖间油浸石棉盘根极易老化、磨损，短期内失去密封效果的问题，且增加了密封档环调节装置，在密封挡环端面磨损后，可以通过调节调整螺栓，减小挡环与转毂间间隙，继续达到密封效果。

2)彻底解决了转毂轴支撑部位滑动轴承维护保养困难，极易磨损，导致石灰窑内部高温气体夹带粉尘外溢问题，在滚动轴承两侧安装耐高温骨架油封，防止高温气体夹带粉尘进入滚动体内部,造成滚动轴承损坏，同时可有效的防止粉尘从转毂轴与滚动体间隙处外溢。

7 结 语

通过结构改造，可以有效的延长出灰机使用寿命，减少环境污染，降低工人劳动强度，且结构简单，方便更换与检修。作为技术人员，针对生产设备存在的问题，通过结构改进与技术创新达到降低能耗，改善工作环境，降低工人劳动强度目的，为公司增产增效发挥作用。

[1] 成大先.机械设计手册(第五版)[M].北京：化学工业出版社，2007

[2] 关宸祥.石灰窑[M].北京：中国建筑东北设计院，1986

TQ114.15

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1005-8370(2017)05-39-03

2016-11-24

郭志刚，工程师，河北建筑工程学院机械设计制造及其自动化专业。唐山三友化工股份公司石灰车间设备副主任。