圆筒混合机的大型化发展及筒体制造技术.doc

圆筒混合机的大型化发展及筒体制造技术1前言目前, 世界烧结工业的发展趋向大型化和自动化。由于圆筒混合机运行可靠、产量高, 能够适应烧结设备向大型化发展的需要, 所以世界上大型烧结厂几乎无一例外的采用圆筒混合机作为一、 二次混合设备。 一次混合机、二次混合机、烧结机和冷却机被称为烧结厂的四大主机。1985 年宝钢一期烧结设备全套引进, 1991 年宝钢二期虽然通过与日本合作制造四大主机等设备, 使国产化率提高到84% , 但混合机的国产化率仅达到 34%。其主要原因是国内制造大型圆筒混合机筒体的技术尚不成熟。2大型圆筒混合机的发展及结构特点2 . 1国内圆筒混合机的发展概况 我国混合机设备的发展是和烧结工业的发展同步的, 经历了从简单到逐步完善、 从小型到大型化的发展历程。70 年代未, 我国已自行设计制造多种不同规格的圆筒混合机, 最大直径达3m ,长度达12m ,并形成了系列产品, 满足了烧结机发展的需要。进入80年代, 尤其是宝钢引进的450m2烧结机建成投产后, 有力地促进了我国烧结工业的发展, 圆筒混合机设计制造水平也有了新的提高, 自行解决了264m2、 300m2以及435m 2烧结机配套的大型圆筒混合机的设计制造技术。2 . 2大型圆筒混合机的结构特点武钢435m2烧结项目是国家批准的武钢双七百万吨配套项目, 与其配套的一次、 二次圆筒混合机是目前我国最大型圆筒混合机之一, 该机由洛阳第四冶金设计研究院设计, 洛阳中原矿山机械制造责任有限公司制造。该圆筒混合机主要由筒体、传动装置、托轮、挡轮装置、洒水装置、头部溜槽及支架、保护罩、润滑系统等组成, 其主要特点如下： (1)整体锻造滚圈, 滚圈与筒体直接焊接。筒体由22mm、32mm、36mm、 40mm 、 45mm、60mm、 65mm 的普通钢板分别卷制成筒节, 筒节和整体锻造的滚圈组合焊接, 并带有联接大齿圈的法兰盘。大齿圈由两半体铸钢把合制成。这种结构的筒体刚度大, 完全避免了滚圈与筒体在运转时产生滑动。 (2)进料端铺设耐磨橡胶衬板, 筒体内不设金属扬料板。在入料端约 1 . 5m 区段内的耐磨橡胶衬板, 与混合机轴线成一角度, 螺旋线型的扬料板起到往排料端倒料的作用, 其余耐磨橡胶衬板不易粘料, 又可防止筒体内的磨损, 提高了混合效果。(3)采用钢丝绳吊挂洒水管装置, 解决了因跨度大, 洒水管严重变形, 强度不足, 水流不畅等问题; 安装调整方便, 使用可靠, 对落料冲击有较好的缓解作用。 (4)设微动辅助传动, 在检修及停机过程中使用, 能使筒体慢速正、 反转。 (5)集中喷油润滑, 定时向滚圈与托轮、 挡轮接触部位及齿圈齿轮啮合部位均匀喷油润滑, 始终保持接触部位形成一层抗压油膜, 能有效地消除磨损现象, 减轻运转振动噪音。3大型圆筒混合机制造的难点国内虽然积累了多年制造圆筒混合机的经验, 但制造的混合机规格小, 与大型混合机相比技术要求低。滚圈与筒体的联接方式多为螺栓联接或滚圈套入筒体加垫片调整后焊接; 滚圈为铸钢件; 小型混合机筒体整体入炉热处理容易; 筒体精度可以用加工来保证。而武钢435m2烧结机所配圆筒混合机的制造加工存在以下难点: (1) 规格大。二次混合机筒体单件重量为210t, 内径 5 . 1m , 长度 24 . 5m , 滚圈净重 42 . 5t,规格为5 . 74/ 5 . 11 . 29m。 (2) 精度高。设计要求筒体滚圈和法兰的径向圆跳动用通光度检验不大于 2 . 0mm; 筒体法兰的径向圆跳动不大于 2 . 0mm; 端面圆跳动为0 . 3mm; 齿圈架与齿圈的结合面对筒体公共轴线的垂直度为0 . 5mm。 (3)锻造焊接难。 整体锻造滚圈在一般的万吨水压机上直接锻造也十分困难。目前, 国内拥有万吨水压机的厂家为上海重型机器厂、 第二重型机器厂和第一重型机器厂。用上重厂和二重厂的万吨水压机生产需用体外锻造法, 并要相当的改造费用; 在一重生产也要采取一定的措施。 滚圈与筒体直接焊接, 筒体焊缝需退火, 且应保证筒体的同轴度和形位公差。大齿圈加工周期长、 工艺复杂。 另外, 筒体和滚圈陆地运输也十分困难。4大型圆筒混合机筒体的制造方法筒体组焊加工分A、 B、 C 三大段,A 段、 B 段带滚圈, C 段带法兰圈。4 . 1A 段的加工 1)筒节卷筒成形加工。 为防止卷板出现裂纹,特厚钢板(如: 65mm、 45mm )卷筒成形前需预热处理, 加工出所需的焊缝坡口。焊缝坡口采用U型和V 型坡口相结合的方法, 36mm 以下(包括36mm )钢板用V 型坡口, 36mm 以上钢板用U 型坡口。所有焊缝均要作探伤检查。 2)滚圈在立车上加工。如65mm 厚钢板筒节已成型, 滚圈内径可按图纸尺寸加工成型, 不留余量。加工两端坡口时, 一要保证焊接质量, 二要考虑精加工托圈时避免碰伤焊缝, 因此坡口外圆尺寸要加工沿长80mm , 其余按图纸尺寸加工。 3)加工后的滚圈与加工好坡口的 65mm 厚的两段筒节焊接, 焊后组成筒体A 段。 筒体A 段加工时, 为保证两端面和轴心线的垂直, 装卡后, 垂直面用千分表检查, 误差应控制在 0 . 10mm 以内。由于滚圈内圆已加工好, 不再进行加工, 为使外圆加工后滚圈不出现偏心, 托辊外圆装卡误差必须控制在 0 . 1mm 以内, 然后精加工滚圈的外圆。在端面及坡口加工完成后, 在筒体的中心支撑处加工出一个 3mm 的中心孔,并做好标记, 以备筒体组装时用。 准备四块精加工的调整垫铁在A 段调头时用, 以保证两端面的平行及端面和轴心线垂直。 加工端面坡口后, 同样在支撑中心处加工出一个3mm 的中心孔。 (B 段与A 段相同)4 . 2C 段的加工 法兰圈由6 块100mm 厚的钢板拼接而成, 焊接后全部进行超声波探伤。先加工端面, 后加工内孔至内径 100mm 处, 其余全部精加工, 并留10mm 以上余量。将法兰圈与 45mm 厚的钢板卷成的筒节组焊成型。焊后进行焊缝退火处理。 退火处理用红外履带式加热器进行, 并用石棉毯覆盖保温。 法兰圈筒节加工前先用千分表找正, 以保证法兰端面和筒体中心线的垂直度, 再精加工法兰圈筒节的端面、 外圆及两端坡口, 最后在支撑的中心部位加工出 3mm 的中心孔。 接着将本段与中间另三段筒节焊接, 组成C段备用。每当两段筒节拼装好后, 进行焊缝退火处理。4 . 3筒体组装1)工 装 筒体对接要保证达到设计精度要求, 对接应在工装托辊上进行。托辊共2 组, 每组2 个, 主动托辊带驱动装置, 自动旋转。 托辊上涂抹润滑脂防止滚圈磨损。两组托辊之间的距离可根据筒体的长度进行调整。 工装托辊安装时要达到如下精度要求: (1)同侧面的两个托辊轴向中心线同心偏差不得大于0 . 1mm。 (2)对应的两个托辊辊面间距离的偏差不得大于0 . 1mm。 (3)交叉对应的两个托辊上的表面中心点对角线相对误差不得大于0 . 5mm。 2)筒体组装 将筒体A、 B 两大段做标记一侧的中心孔靠近C 段放置,A、 B 两段放到两组托辊上, 在一侧安装激光检测仪, 使激光通过A、 B 两段上的中心孔, 然后对接C 段。调整激光仪检测A、 B、 C 三段中心孔的位置, 合格后在筒体内点焊, 使各段筒节固定。接着旋转筒体检测齿圈架的径向跳动和端面跳动, 合格后用自动焊接法从外侧焊接。 外表面焊接结束后, 进行内表面清根, 然后焊接内表面环焊缝, 最后焊接A、 B、 C 三段以外的另外两节筒节。对接焊后均应进行退火处理。 武钢 435m2烧结二次混合机筒体, 由洛阳第四冶金设计研究院设计, 洛阳中原矿山机械制造责任有限公司整体加工制造, 产品质量达到了图纸设计的各项技术要求。5结语1)经过十多年的徘徊, 我国终于实现了大型圆筒混合机的自行设计、 自行制造