石灰窑碎瘤机装置的应用

侯 利

(江苏苏盐井神股份有限公司第三分公司，江苏 淮安 223003)

1 应用背景

国内纯碱企业普遍采用的竖窑煅烧工艺，因石灰石和燃料焦炭是固体混装，很难充分均匀，造成窑内石灰石煅烧区热量分布不均，局部过烧或生烧的情况普遍存在，从而影响生石灰活性，严重时会大面积结瘤。石灰窑除瘤一直以来也没有解决“良方”，长期依靠人工破碎，很大程度上增加了班组劳动强度和风险性，灰瘤的温度高，很容易烫伤作业人员。有些时候，会因为灰瘤过大、过硬、过热导致处理时间长，导致石灰窑无法上料压制顶温，最终不得不停窑除瘤。

2 国内外探索

国内某公司研制的一种石灰窑清渣设备，该装置通过设置筛格，将刮板刮下比较大的瘤块从进渣口导入清渣箱中，通过设置凹槽内部的碎渣齿和第一转筒外壁上的碎渣齿之间的摩擦可对瘤块进行打碎磨灰处理，贴合面紧，通过导渣板的转动以及导渣块可使瘤块不断的引入碎渣齿摩擦处。但是该装置需要在石灰窑外部建造清渣箱，结构复杂，实现难度大，而且通过出灰溜管重新导入石灰窑本体中存在堵塞的风险。

同时设计出的一种石灰窑清渣机器人，该石灰窑清渣机器人通过设置工业相机，达到了设备完全可取代人工完成对瘤块的识别、抓取和破碎等工作，工业相机的正面和背面均固定安装有LED动态补光灯，避免了石灰窑内部视野不好影响抓取现象，通过设置了散热风机，能够有效保障保护隔间内部空气清洁，提供了一个优良的工作环境。但该装置结构复杂，实现难度大，成本很高，且处理效率较低。

3 石灰窑碎溜机装置的应用

石灰窑碎瘤机装置通过前端设置的箅条，将小块生石灰块和较大灰瘤块分离，因重力等作用，体积较大的灰瘤落入动刀组内，经过动刀的抓取和定刀间挤压，将大块灰瘤块破碎。

3.1 碎溜机装置的结构

根据石灰窑积灰斗尺寸和积灰斗两侧石灰窑支撑型钢间距，同时考虑传动轴及锥齿轮组的安装，该碎溜机装置外形尺寸1250×1000×510 mm；转速选择与星形出灰机同速8 r/min，减少对后道工序的影响。

碎溜机装置依次包括减速机、窑外动力输出轴、锥齿轮组、窑内动力输入轴、碎瘤机、出灰装置。其中，减速机位于石灰窑外，减速机的窑外动力输出轴连接位于窑内的锥齿轮组，锥齿轮组通过窑内动力输入轴连接碎瘤机，碎瘤机安装在石灰窑出灰转盘下方，保障出灰转盘上石灰能从挡灰板出口下落至碎瘤机内部。

1.窑外基础钢平台 2.减速机 3.轴承座 4.窑外动力输出轴 5.锥齿轮组 6.窑内动力输入轴 7.碎瘤机 8.石灰窑窑体 9.出灰转盘 10.挡灰圈 11.挡灰圈支撑 12.刮刀 13.刮刀支撑 14.石灰出口图1 石灰窑碎瘤机装置结构示意图

根据公司石灰窑的原料石灰石粒度上限120 mm的特性，该型碎溜机装置动刀组和定刀组间隔均选择为100 mm，使得该型碎溜机装置无需开启能正常出灰生产，仅需在破瘤作业时候开启，节约能耗。

3.2 碎溜机装置的工作过程

工作时，出灰转盘开启后，由于出灰螺锥的带动，使得生石灰和灰瘤从窑内落入托灰板和挡灰圈内，通过出灰刮刀将生石灰和灰瘤一起出灰至碎瘤机上，小块生石灰通过碎瘤机前端箅条直接筛分落入出灰机至运灰工序，大块的灰瘤则通过箅条下滑至动刀与定刀之间，当石灰窑外部减速机开启后将动力传入至石灰窑内部碎瘤机，带动动刀转动，通过动刀上刀爪与定刀相互作用将灰瘤挤碎，挤碎后的小灰瘤块从定刀与隔套缝隙直接落入至出灰机至运灰工序。

4 碎溜机装置的创新点

1)采用一种在石灰窑窑外动力装置通过轴与锥齿轮的配合将动力输送至窑内，解决了石灰窑窑内因高温、受限空间等情况下无法在窑内提供动力的问题。

2)采用锥齿轮安装，方便了现有石灰窑装置的直接改造，为现有石灰窑改造提供相关技术参数。

3)碎瘤机内部采用单轴，避免了装置工作时因动刀左右位移而导致设备损坏，提高设备使用寿命。

4)碎瘤机动刀采用刀爪的结构，同时动刀刀爪错位安装，增加碎瘤机对大块灰瘤和硬度较高的灰瘤的抓取和破碎能力，提高装置整体工作能力，配备11 kW动力即可。

5)前端箅条的设置和刀组间的100 mm间隔，保证正常生石灰块的通过性，使得碎溜机装置故障检修时候，可做到边生产边检修，避免影响石灰窑生产。

5 石灰窑碎溜机装置应用效果

通过对现有石灰窑改造安装碎溜机装置应用后，取得较好的效果，不仅可以有效地将人工碎瘤替换成机械碎瘤，避免了因灰温过高导致人员烫伤，同时避免了人员在石灰窑受限空间进行作业而带来的危害，降低了员工的劳动强度和身心压力。

本碎溜机装置结构相对简单，可在现有纯碱石灰窑中进行技术改造，避免高龄石灰窑的不通用性。同时，装置可以在不影响石灰窑正常生产前提下，进行设备检修；通过石灰窑生产的优化，可以在石灰窑投产后进行改造，避免装置因石灰窑大修周期长而导致无法快速实现的困局。

图2 装置使用图