浅谈新型焙烧多功能起重机在应用中的关键创新点

毛洪利

(中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁 沈阳 110027)

1 技术背景

焙烧多功能起重机是碳素车间的最重要组成设备[1]，其现场环境恶劣、粉尘浓度大、烟气中含有很多有害气体，不利于操作人员的身体健康，供电条件为交流380 V/220 V±10%，物料煅烧石油焦粉尘颗粒1～8 mm，密度0.88 t/m3，焙烧阳极炭块在焙烧炉室内立装，一般为7块，最小为5块，最大为9块，焙烧多功能起重机的阳极夹具为双联夹具，可单独夹持，也可两个夹具同时夹持，焙烧后的阳极由多功能起重机双联夹具从炉内每次取出2×(5～9)块/次(夹持数量主要根据炭块大小规格而决定)。

2 焙烧多功能起重机组成

大车是焙烧多功能起重机的桥架，并配置有10吨电葫芦用来承担专门的吊运任务，可沿车间的纵向轨道运行。

小车是焙烧多功能起重机的核心，小车可沿大车主梁顶面的轨道横向运行，小车架、吸卸料系统、双联夹具、操纵室及电气控制系统均配置在小车上。

3 焙烧多功能起重机创新点

(1)可采用两种吸料风源罗茨风机或离心风机

焙烧多功能起重机吸卸料系统的主要动力来源是由位于上部平台的罗茨风机产生的，由于近年来客户对于现场工况和环境的要求，已经开发出罗茨真空泵、离心风机两种动力源来满足工作要求；但两者的工作原理不同，罗茨风机是恒流量变压力[2]，而离心风机是恒压力变流量；罗茨风机在外部不加隔音罩的情况下，噪音非常大，而离心风机不需要增加隔音罩就可以满足工况要求，噪音小；两者启动方式不同，离心风机启动时必须保证一定负压。可根据用户的不同需求采用不同的动力源。

(2)新增进气机构

在罗茨风机进口管路上增加进气机构，进气机构由管路和阀门组成。当空载状态，即吸卸料管处于上限位时，短时吸卸料不工作，该机构工作阀打开，系统外常压空气进入罗茨风机，形成回路，不通过整个烟气净化系统，降低罗茨风机的负荷。增加此结构会提高罗茨风机的安全性，而且为用户节约很大的电能成本。

(3)大料仓仓体结构改进

在大料仓上设置挡料板，改变仓体内物料流动方向，避免物料进入抽风管到旋风除尘器；出风口是从料仓的上部出风，设置四个出风管路，降低抽风口风速，这种形式大颗粒料有自然沉降的过程，大颗粒料不容易被抽出，如图1所示。

图1 仓体结构改进图

(4)增加清理吸尘装置

由于碳素车间环境恶劣、粉尘严重，在布袋除尘器引出一个收尘管，收尘管里有过滤功能，该功能现阶段国内厂家均未设置，增设此功能方便用户清理天车的表面灰尘。同时不让灰尘扬在车间中，吸收的灰尘可以重新处理干净。

(5)卸料收尘结构改进

由于原移动卸料风管采用钢管结构，吸尘效果不好，且时常出现卡阻现象。现将卸料收尘管路由伸缩钢管结构更改为耐高温伸缩布袋结构，可避免钢管卡阻情况出现，同时增大收尘面积，改善现场环境。收尘结构改进前后对比图，如图2所示。

图2 收尘结构改进前后对比图

(6)卸料管卡板改进

卡板由上下螺栓把合，改为左右螺栓把合。料管下落时由螺栓受剪切力改为由卡板受力，螺栓不会因受剪切力断裂造成料管脱落，且卡板不易变形。降低料管卡阻现象。卸料管卡板改进前后对比图，如图3所示。

图3 卸料管卡板改进前后对比图

(7)双联夹具调整装置改进

双联夹具原设计采用两点固定调整，靠夹具本身的重力来保证夹具垂直。改进后的夹具调整采用四点调整，夹具的四个方向都有预紧力，夹具在受任何外力的作用下都可快速复位，保证夹具的工作效果，最大限度的克服夹具工作过程中的晃动，避免机构受损或者夹持物脱落。

(8)新型夹具体的应用

原设计夹具体夹持形式上下一致，采用单侧四点夹钉定位，现场使用过程中由于炭块偶尔会发生一定的倾斜，导致炭块夹持不住或倾倒。新式夹具采用上面夹钉辅助夹持，下端采用大夹板形式，这样可以增大夹具与炭块之间的夹持面积，避免掉块、滑块情况出现。夹具体改进对比图如图4所示。

图4 夹具体改进前后对比图

(9)料管提升安装方式

改进料管提升安装方式，将滑轮由平台下方移到平台上方，增大滑轮之间的距离，能有效避免滑轮脱槽，且减少对滑轮的磨损，提高滑轮使用寿命，方便安装和维护。料管提升装置图，如图5所示。

图5 料管提升装置图

(10)偏摆限位改进

工具偏摆限位是定位各工具在工作过程中的最大摆动角度，当超出摆动角度后停止或者向相反方向运行，避免结构受损。原先采用圆环形式，接近开关位于圆环的里面，这种结果调整好以后，当设备运行一段时间以后，无法进行调整，现将接近开关支架设计成U型槽滑道结构，采用螺栓把合，当设备运行一段时间后，限位变形或需要调整时，可以沿着U型槽进行快速调整，避免了原来无法调整的弊端。偏摆限位改进图，如图6所示。

图6 偏摆限位改进图

(11)增加夹持炭块辅助夹板

由于用户生产的阳极炭块尺寸有多种不同的规格，且尺寸变化比较大，单一的夹具无法满足生产所需，要更换辅助夹板来满足夹持多种炭块的要求。夹持炭块辅助夹板具体改进图，如图7所示。

图7 夹持炭块辅助夹板改进图

(12)料管滑轮结构

原滑轮组为钢制滑轮结构，里面采用轴承，安装完后，滑轮间距无法调整，里面的轴承受力较大，时常需要更换。现将滑轮结构重新设计，滑轮采用特殊材料，取消原轴承，滑轮能沿着滑轮轴移动，两滑轮之间的距离随着钢丝绳的升降而相应变化，保证了钢丝绳与滑轮之间的夹角，滑轮间距能随着钢丝绳变化而变动。这避免了在系统工作过程中滑轮受力，间距无法调整的情况发生，并且节省了轴承，降低了成本，料管滑轮结构改进图，如图8所示。

图8 料管滑轮结构改进图

(13)料管升降两种方式

料管升降可采用葫芦、三合一减速两种方式，均可以满足并适应不同用户的要求，两种改进方式示意图，如图9所示。

图9 料管升降两种方式示意图

(14)电动滑板阀支撑

增加电动滑板阀支撑部件，能有效避免滑板阀因受力过大而损坏，延长电动滑板阀的使用寿命。由于原电动滑板阀与大料仓和卸料管之间采用刚性连接，料管的重量直接作用于电动滑板阀，在工作过程中，电动滑板受力比较大，尤其在刮料过程中，容易对电动滑板阀的下部产生破坏，增加此支撑座，能有效降低滑板阀的受力情况，保护滑板阀。电动滑板阀支撑方式图，如图10所示。

图10 电动滑板阀支撑方式图

(15)增加电动滑板半球结构

在卸料管和电动滑板阀之间增加半圆形半球部装结构，使料管与半球部装之间有一定的转动量，避免料管硬连接，能有效延长料管和电动滑板阀的使用寿命。电动滑板半球结构图，如图11所示。

图11 电动滑板半球结构图

(16)增加检修平台

安全是车间生产的主要保证，本设备属于高空作业，多个结构处于悬空状态，众多需维护的地方不便于检修，所以增加检修平台，例如旋风除尘器检修平台、冷却器检修平台、卸灰管检修平台、双联夹具卷扬装置检修平台等装置，更加人性化，也使检修及维护工作更方便、安全。

(17)改变连杆结构

双联夹具的连杆大多采用钢板结构，不能进行调整，只能适用一种或尺寸变化很小的炭块。由于用户有时会生产不同规格的炭块，钢板结构无法满足夹持要求，需更换辅助夹板，不便于操作且费时间，影响生产效率。现将连杆采用圆管结构，两头带螺纹扣形式，可通过旋转螺纹扣增大其夹具开闭大小，以此用来满足夹持多种炭块要求，已成功应用于现场并得到客户的好评，如图12所示。

图12 连杆结构图

4 结论

本文通过对焙烧炉用多功能起重机结构的改进和创新设计，使系统更趋于完善及智能化，操作更简单方便。提高其整体性能，使系统发挥最大效益，提高核心竞争力。降低工人劳动强度，也满足国家环保的要求，并与国外的焙烧车对标，具有很好的借鉴和参考意义。