0、前言
    江蘇某公司（以下簡(jiǎn)稱我公司）使用100%無煙煤的5 000 t/d熟料生產(chǎn)線于2004年10月28日正式點(diǎn)火投產(chǎn)，其生料制備系統(tǒng)采用日本UBE公司制造的分體式立磨，型號(hào)為UM50.4N，主機(jī)功率為3 600 kW．產(chǎn)能為磨損后390t/h (R0.0912%)。與磨機(jī)系統(tǒng)配套的外循環(huán)斗式提升機(jī)是由德國(guó)AUMUND公司提供，型號(hào)為BW-2900/285/5，最大輸送能力為1300t/h。該提升機(jī)頭部為整體式雙驅(qū)動(dòng)，功率2x200 kW，驅(qū)動(dòng)軸上裝有分嵌式無齒型鏈輪：內(nèi)部輸送系統(tǒng)為雙鏈輪，雙鍛造輸送鏈條，雙料斗，尾輪張緊各自獨(dú)立。該設(shè)備為目前國(guó)內(nèi)輸送能力最大和輸送高度最高的鏈斗式提升機(jī)，本文就該設(shè)備在2005年出現(xiàn)大故障的原因分析和處理措施作一介紹。
1、生料粉磨系統(tǒng)工藝流程及AUMUND鏈斗式提升機(jī)主要參數(shù)
    生料粉磨系統(tǒng)工藝流程見圖1；AUMUND鏈斗式提升機(jī)主要參數(shù)見表1。從圖1可知．UBE公司的UM50.4N立磨系統(tǒng)，其動(dòng)態(tài)選粉機(jī)9為外置，與機(jī)分體，立磨與動(dòng)態(tài)選粉機(jī)9之間通過風(fēng)管相連。經(jīng)立磨粉磨的半成品生料進(jìn)入動(dòng)態(tài)選粉機(jī)9進(jìn)行篩選，合格品進(jìn)入電收塵，不合格品再進(jìn)入磨機(jī)進(jìn)行粉磨。
2、故障現(xiàn)象及原因分析
2.1故障現(xiàn)象
    2005年7月6日，因系統(tǒng)工藝優(yōu)化不夠和中控操作員經(jīng)驗(yàn)不足等原因，發(fā)生了提升機(jī)頭部鏈輪牙盤和輸送鏈條嚴(yán)重打滑，功率波動(dòng)在270—400 kW之間，最高達(dá)到435 kW且持續(xù)10 s，造成輸送鏈條一側(cè)被磨斷，另一側(cè)有8節(jié)被嚴(yán)重磨損的重大事故，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)8萬多元人民幣。
2.2原因分析
2,2.1  磨機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)點(diǎn)多，噴口環(huán)風(fēng)速低，未能形成風(fēng)掃立磨良好的內(nèi)、外部循環(huán)效果
    公司當(dāng)時(shí)生產(chǎn)為美標(biāo)Ⅲ型熟料，使用的鐵質(zhì)校正原料為南京鋼鐵聯(lián)合有限公司的冶煉廢渣（以下稱“南鋼鋼渣”），化學(xué)成分見表2。生料配料中，南鋼鋼渣的配入比例約為4%。
    經(jīng)中材國(guó)際南京水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院技術(shù)中心檢測(cè)，南鋼鋼渣的鐵相組分以純鐵和鐵的氧化物兩種形態(tài)存在，其中磨盤混合料中的純Fe組分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在4.68%左右，F(xiàn)e203含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在7.180/0左右，即磨盤物料中含有大量的富集純Fe。由于鐵組分的體積質(zhì)量為7.9 kg/m3（為一般生料的2倍以上），密實(shí)難磨，因此半成品生料中含有大量鐵質(zhì)小顆粒，它不斷被選粉機(jī)選下，又被氣體提升到選粉機(jī)，反復(fù)沖磨著磨機(jī)出口風(fēng)管，使風(fēng)管彎頭多處磨穿漏風(fēng)。
    另原料進(jìn)磨旋轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥（圖1中4）設(shè)計(jì)不合理。旋轉(zhuǎn)閥板外壓裝橡膠板（圖2中1）與殼體壁進(jìn)行鎖風(fēng)，閥板與殼體壁間所裝橡膠板寬為
127.5mm。由于橡膠板會(huì)產(chǎn)生塑性變形，此變形間隙極易使個(gè)別的塊狀物料卡在其間，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行引起了閥板扭曲變形，使得進(jìn)料系統(tǒng)漏風(fēng)日益嚴(yán)重。
2.2.2  磨盤擋料圈高度調(diào)整不當(dāng)和電機(jī)高報(bào)跳停量程設(shè)置偏高
    (I)磨盤擋料圈高度調(diào)整不當(dāng)。UBE公司調(diào)試人員為提高磨機(jī)產(chǎn)量，在2005年6月19日將擋料圈高度從122 mm調(diào)整到113 mm，想通過減少鐵質(zhì)原料在磨盤上的富集，降低磨盤磨輥磨損，加大循環(huán)量來提高磨機(jī)產(chǎn)量。中控操作員為穩(wěn)定磨盤料層，將調(diào)速皮帶速度從60%提高70%。該階段提升機(jī)功率波動(dòng)在300~320 kW，循環(huán)料量大于最大輸送量1300 t/h，處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。
    (2)電機(jī)高報(bào)跳停量程設(shè)置偏高。按AUMUND公司提供的說明書要求，當(dāng)提升機(jī)達(dá)到最大輸送量1300 t/h時(shí)，對(duì)應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率為229.6 kW。而當(dāng)時(shí)實(shí)際設(shè)置的高報(bào)跳停量程為435 kW，延時(shí)10 s跳停。顯然，此高報(bào)跳停量程遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)的有效保護(hù)值。
2.2.3  其它原因
    (1)試生產(chǎn)時(shí)期，設(shè)備連鎖未能完善。提升機(jī)保護(hù)性連鎖故障頻繁，生料磨因提升機(jī)速度開關(guān)和料位開關(guān)等誤動(dòng)作經(jīng)常跳停。性能測(cè)試時(shí)，將速度開關(guān)和料位開關(guān)等全部短接，未能及時(shí)恢復(fù)。鏈條打滑不能得到有效保護(hù)；底部料位如在高位時(shí)，料斗填充率將大于74%，循環(huán)斗提超負(fù)荷運(yùn)行。
    (2)原料的體積質(zhì)量加大，循環(huán)負(fù)荷增加。配料中使用的鐵質(zhì)校正原料為南鋼鋼渣，這就大大提高了物料的體積質(zhì)量。提升機(jī)料斗內(nèi)原料設(shè)計(jì)體積質(zhì)量為1.3 m3/t，而經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量料斗內(nèi)原料體積質(zhì)量高達(dá)1.9～2.0 t/m3，對(duì)應(yīng)于料斗100%填充率（水平滿斗），電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率增加到460.8 kW．是最大產(chǎn)量1300 t/h對(duì)應(yīng)功率229.6 kW的2倍，循環(huán)負(fù)荷成倍增加。
    (3)磨系統(tǒng)連鎖設(shè)計(jì)不合理。圖l中，磨系統(tǒng)外循環(huán)皮帶機(jī)8和外循環(huán)提升機(jī)5是連鎖啟動(dòng)，而調(diào)速皮帶機(jī)4和磨機(jī)7之間未加連鎖。當(dāng)磨機(jī)振停后，循環(huán)系統(tǒng)有余留原料進(jìn)入計(jì)料倉(cāng)2，為防止計(jì)料倉(cāng)2滿倉(cāng)（此前有過教訓(xùn)），在系統(tǒng)氣路調(diào)整完成后，操作員再停調(diào)速皮帶機(jī)。此間，部分原料通過調(diào)速皮帶3喂人磨內(nèi)，再次啟動(dòng)磨機(jī)時(shí)，磨內(nèi)富集的原料通過外循環(huán)皮帶8迅速喂入斗式提升機(jī)5內(nèi)，斗式提升機(jī)負(fù)荷短時(shí)間內(nèi)迅速增加。
3、故障處理
    (1)更換磨損嚴(yán)重及斷裂的鏈條共計(jì)16節(jié)，更換磨損嚴(yán)重的料斗30只。
    (2)檢查鏈條節(jié)距。按AUMUND提供的數(shù)據(jù)（表3），對(duì)其余鏈條進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果為：鏈條套筒外側(cè)長(zhǎng)度為249 mm，僅比標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度248 mm伸長(zhǎng)1mm，未達(dá)到需更換時(shí)的長(zhǎng)度257.8 mm。因此，鏈條節(jié)距均在正常范圍，無需更換。
    (3)逐一檢查頭輪鏈輪牙盤與輪轂聯(lián)接螺栓M24，10.9級(jí)的扭矩，均達(dá)到AUMUND要求的扭矩?cái)?shù)據(jù)1050N-m．性能正常。同時(shí)檢查尾輪滑動(dòng)軸承和頭輪軸承性能正常：并恢復(fù)外循環(huán)提升機(jī)速度及料位開關(guān)與斗提驅(qū)動(dòng)間的聯(lián)鎖。
    (4)對(duì)鎖風(fēng)閥變型部分進(jìn)行校正，去掉橡膠板，用焊接鋼板方式讓其延伸，使之與殼體間間隙控制在5 mm。出磨風(fēng)管磨損部位定期補(bǔ)焊Hardox板。
4、改進(jìn)措施
    (1)更改計(jì)量倉(cāng)量程。原計(jì)量倉(cāng)50t時(shí)為倉(cāng)滿量程，改為倉(cāng)滿量程為40t。進(jìn)料皮帶l和計(jì)量倉(cāng)2之間設(shè)置連鎖控制。即當(dāng)計(jì)量倉(cāng)2滿量程時(shí)，皮帶機(jī)1高報(bào)跳停。這樣保證生料磨抬輥時(shí)，外循環(huán)系統(tǒng)的余料進(jìn)入計(jì)量倉(cāng)時(shí)，倉(cāng)不出現(xiàn)溢料。
    (2)生料磨抬輥和調(diào)速皮帶機(jī)3之間加連鎖，抬輥時(shí)調(diào)速皮帶機(jī)3即刻跳停，磨內(nèi)不會(huì)有多余料量。二次啟動(dòng)磨機(jī)時(shí)，循環(huán)系統(tǒng)負(fù)荷將不會(huì)增大。
    (3)重新設(shè)定循環(huán)斗式提升機(jī)5的功率報(bào)警量程。當(dāng)功率高報(bào)250 kW時(shí)，磨機(jī)系統(tǒng)設(shè)備跳停；高報(bào)230 kW時(shí)，外循環(huán)皮帶機(jī)8s延時(shí)跳停調(diào)整為10s，保證斗提內(nèi)物料走空。磨機(jī)本體和外循環(huán)皮帶機(jī)之間加連鎖。
    (4)對(duì)立磨噴口環(huán)進(jìn)行改造。針對(duì)此階段磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，在外循環(huán)皮帶機(jī)上截取2m物料，進(jìn)行測(cè)量，線質(zhì)量為225 kg/m，經(jīng)計(jì)算，循環(huán)率3.78（循環(huán)料量／磨機(jī)產(chǎn)量），外循環(huán)量偏高，磨機(jī)噴口環(huán)風(fēng)速偏低，較低的風(fēng)速不能有效將部分物料反吹到磨盤上重新粉磨，結(jié)果為磨機(jī)產(chǎn)量低，循環(huán)量大。2005年8月，在噴口環(huán)外圍用10 mm厚的A3板進(jìn)行了部分封蓋，l#和4#輥加封的寬度為65 mm，2#和3#輥加封的寬度為110 mm，如圖2。這樣噴口環(huán)面積由8.06mz降為6.31 m2，面積縮小21.7%．考慮到其他工況不變和改造后噴口環(huán)壓損忽略不計(jì)，噴口環(huán)風(fēng)速應(yīng)按線性關(guān)系增加。
5、效果
    采取上述應(yīng)對(duì)措施后，外循環(huán)斗提功率能穩(wěn)定在250 kW左右運(yùn)行，磨機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀況大有改善，再未發(fā)生斗提鏈條打滑磨斷之事。同時(shí)，在三次大修中，使用某廠家的w(Al203＞56%的耐磨陶瓷料在風(fēng)管內(nèi)作耐磨內(nèi)襯防磨，重新設(shè)計(jì)制造更換原料進(jìn)磨旋轉(zhuǎn)鎖風(fēng)閥，調(diào)整擋料圈的高度等一系列優(yōu)化改造后，磨機(jī)系統(tǒng)漏風(fēng)得到有效根治，系統(tǒng)操作參數(shù)穩(wěn)定合理，外循環(huán)斗提運(yùn)行功率降至160 kW。這就有效減少了斗式提升機(jī)出現(xiàn)故障的概率，也減少了鏈條的磨損，提高了系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率。