圓筒造球機(jī)圓筒造球機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理

造球是球團(tuán)生產(chǎn)中一道重要工序，生球質(zhì)量的好壞直接影響球團(tuán)礦產(chǎn)質(zhì)量。造球機(jī)用來(lái)將細(xì)磨精礦制成球團(tuán)滿足高爐冶煉要求的設(shè)備，它將有色和黑色金屬礦粉制成球團(tuán)，直接進(jìn)爐冶煉。即：將準(zhǔn)備好的原料，按一定比例經(jīng)過(guò)配料、混勻，制成一定尺寸（9-16ram）的生球，然后干燥、焙燒使其發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化而硬化固結(jié)，其產(chǎn)品即為球團(tuán)礦。

國(guó)外現(xiàn)有造球裝置主要有三種：圓盤造球機(jī)、圓錐造球機(jī)和圓筒造球機(jī)。美國(guó)各廠的圓筒造球機(jī)大多數(shù)是與相應(yīng)規(guī)格（寬1.54米，長(zhǎng)4.27米至寬2.44米、長(zhǎng)4.88米）的振動(dòng)篩配套使用。僅有少數(shù)廠（如思派爾廠）在試用輥篩，該廠認(rèn)為輥篩維修量小，并可將水分較高的生球分出來(lái)，合格生球粒度為9.0-15.0毫米左右。圓筒的尺寸已經(jīng)從六十年代的直徑2.74米、長(zhǎng)9.14米增大到今天的直徑3.66米、長(zhǎng)10.1米了。過(guò)去圓筒造球機(jī)多裝有往復(fù)式燕翅桿，為了減少維修，現(xiàn)在已改用固定的和旋轉(zhuǎn)的燕翅桿了。

圓筒造球機(jī)主要部件有筒體、齒輪副、減速器、電動(dòng)機(jī)、托輥裝置、滾圈等。

圓筒造球機(jī)的主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)一減速箱一齒輪N-筒體一滾圈以及托輪。工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速箱將動(dòng)力傳遞給小齒輪使其轉(zhuǎn)動(dòng)，大齒輪則帶動(dòng)和其固定在一起的筒體一起轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒的重力通過(guò)滾圈由4個(gè)托輪來(lái)支撐。

球團(tuán)廠圓筒造球機(jī)體重量為103.25t。簡(jiǎn)體傾斜角度為7度，為2-5 r/min，處理量為708 t/h，造球機(jī)支撐形式為鋼輪支撐。圓筒造球機(jī)主要性能指標(biāo)如表2-1所示。

圓筒造球機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在圓筒一側(cè)。由傳動(dòng)小齒輪與筒體上的大齒圈嚙合，驅(qū)動(dòng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)。造球帆工作時(shí)，皮帶機(jī)將一次混合后的物料輸入筒體入料端后，開啟懸吊在鋼絲繩上的兩根灑水管（鋼絲繩穿過(guò)筒體，分別固定在頭、尾支架上，每根灑水管有3~4個(gè)噴嘴）隨者簡(jiǎn)體的旋轉(zhuǎn)，筒體內(nèi)的物料沿圓周翻滾的同時(shí)沿軸向向前移動(dòng).灑水管按規(guī)定的比例，給物料加水，使其達(dá)到適宜的水分。經(jīng)過(guò)反復(fù)翻滾前移.物料在運(yùn)行中完成了混勻、遣球和輸送。造球機(jī)在一次混合的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步混勻，加水并成球，為二次混合機(jī)提供適合的原料。為延長(zhǎng)簡(jiǎn)體的使用壽命，筒體內(nèi)設(shè)有對(duì)板，襯板的材料為花紋尼龍板。

造球工序采用國(guó)際先進(jìn)的鏈篦機(jī)——回轉(zhuǎn)窯——環(huán)冷機(jī)生產(chǎn)工藝。造球系統(tǒng)共設(shè)置了6個(gè)造球系列，每個(gè)系列由稱量皮帶機(jī)、喂料皮帶機(jī)、圓筒造球機(jī)、排料皮帶機(jī)、輥式篩分機(jī)及若干條返料皮帶機(jī)組成，構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)系統(tǒng)。生球通過(guò)輥式篩分機(jī)分級(jí)，9-16mm為合格產(chǎn)品送至下道工序，小于9mm小球通過(guò)返料皮帶機(jī)送回本系列造球機(jī)重新造球（簡(jiǎn)稱小循環(huán)），大于16mm大球經(jīng)粉碎機(jī)打碎后，6個(gè)系列的返料匯集至一條返料皮帶機(jī)上，送至混合料緩沖槽再重新造球（簡(jiǎn)稱大循環(huán)）。

造球機(jī)是生產(chǎn)球團(tuán)礦的關(guān)鍵設(shè)備，鋼、鐵的產(chǎn)量及質(zhì)量與球團(tuán)礦的產(chǎn)量、質(zhì)量有著直接的關(guān)系，因此造球機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)于順利開展鋼鐵生產(chǎn)有著重要作用。但是造球機(jī)的工作狀況復(fù)雜，循環(huán)負(fù)荷很大，造球混合料在造球機(jī)滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)規(guī)律，以及外載荷的變化，都是造成造球機(jī)故障的原因。正是這種復(fù)雜的情況，導(dǎo)致分析造球機(jī)故障的困難性。因此在研究造球機(jī)故障的過(guò)程中不僅要依靠先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，積累豐富的故障診斷經(jīng)驗(yàn)也很重要。

由于圓筒造球機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)是由開式齒輪副來(lái)傳遞，其載荷大，工作環(huán)境惡劣，工作時(shí)間長(zhǎng)（24小時(shí)不間斷工作），極易出現(xiàn)各種故障引起異常振動(dòng)。要想對(duì)機(jī)械故障做出準(zhǔn)確診斷必須預(yù)先掌握各種故障的特征，以下首先對(duì)幾種典型故障特征進(jìn)行分析。

圓筒造球機(jī)齒輪故障引起的振動(dòng)異常情況

在各種齒輪故障診斷方法中，以振動(dòng)檢測(cè)為基礎(chǔ)的齒輪故障診斷方法具有測(cè)量簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)測(cè)量齒輪運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)，作為故障診斷的重要信息來(lái)源，是一種理想的齒輪傳動(dòng)狀態(tài)的在線運(yùn)行監(jiān)測(cè)手段。

振動(dòng)檢測(cè)和故障診斷的關(guān)鍵是怎樣從復(fù)雜的振動(dòng)信號(hào)中提取和分離與齒輪故障特征有關(guān)的微弱信息。目前研究和應(yīng)用的振動(dòng)檢測(cè)與故障診斷的方法可以分為以下幾類：時(shí)域法、頻域法、倒頻譜分析、包絡(luò)分析以及小波分析方法等舊。傅立葉時(shí)域分析，即直接對(duì)振動(dòng)時(shí)域信號(hào)的時(shí)間歷程進(jìn)行分析，特別是當(dāng)信號(hào)中含有諧波信號(hào)、周期信號(hào)或短脈沖信號(hào)時(shí)更為有效。直接觀察時(shí)域波形可以看出周期、諧波和脈沖等，利用波形分析可直接識(shí)別共振現(xiàn)象和拍頻現(xiàn)象。在狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的過(guò)程中，我們常常會(huì)直接利用振動(dòng)時(shí)域信號(hào)進(jìn)行分析并給出結(jié)果，這是最簡(jiǎn)單且最直接的方法，特別是當(dāng)信號(hào)中明顯含有簡(jiǎn)諧成分、周期成分或瞬時(shí)脈沖成分時(shí)更為有效。振動(dòng)時(shí)域波形是一條時(shí)間歷程的波動(dòng)曲線，根據(jù)測(cè)量所用傳感器類型的不同，曲線的幅值可代表位移、速度或加速度川。

傅立葉頻域分析分析法的原理是，機(jī)器振動(dòng)信號(hào)大都是多種激勵(lì)信號(hào)合成的復(fù)雜信號(hào)，可以分解為一系列諧波分量（頻率成分），對(duì)于線性系統(tǒng)，各諧波分量代表著相應(yīng)頻率激勵(lì)力，對(duì)應(yīng)著系統(tǒng)的某些特征頻率。對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換可以分析和計(jì)算出振動(dòng)能量在頻率軸上的分布，通過(guò)對(duì)振動(dòng)能量集中的頻率分析可以判斷故障起因。頻譜分析是在頻域中對(duì)原信號(hào)分布情況的描述，通常能夠提供比時(shí)域波形更加直觀的特征信息。因此頻譜（包括功率譜和幅值譜等）被廣泛用作故障診斷的依據(jù)。

圓筒造球機(jī)簡(jiǎn)體變形引起的振動(dòng)異常情況

圓筒造球機(jī)屬于重載機(jī)械，長(zhǎng)期的運(yùn)行會(huì)造成滾筒的變形，也會(huì)引起振動(dòng)。此時(shí)造球機(jī)的托輪和筒體之間相當(dāng)于一個(gè)凸輪結(jié)構(gòu)。

圓筒造球機(jī)軸承故障引起的振動(dòng)異常情況

在實(shí)際工作中常常運(yùn)用類比法進(jìn)行齒輪故障簡(jiǎn)易診斷，如圖3-9所示，G1，G2分別表示單級(jí)增速齒輪箱的兩個(gè)齒輪，①、②、③、④表示其4個(gè)軸承。在4個(gè)軸承座上分別用加速度傳感器測(cè)量其振動(dòng)均方根值，并畫出柱狀圖。

如圖（a）所示，4個(gè)軸承的振動(dòng)值差異很小，且均在允許范圍內(nèi)，表示齒輪、各軸承均正常；如圖（b）所示，若4個(gè)軸承中某一個(gè)振動(dòng)值明顯高于其他三個(gè)，則表明該軸承可能出現(xiàn)了故障。如圖（c）所示，若4個(gè)軸承的振動(dòng)值差異很小，且均已超標(biāo)，則表明齒輪出現(xiàn)了異常。

提高燒結(jié)礦產(chǎn)量的途徑，一是增加燒結(jié)機(jī)設(shè)備，二是提高原燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量。因受場(chǎng)地及資金的限制，在不增加燒結(jié)機(jī)設(shè)備的情況下，只能通過(guò)提高燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。即對(duì)原燒結(jié)工藝系統(tǒng)進(jìn)行改造，在一次混合機(jī)與二次混合機(jī)之間增加一臺(tái)圓筒造球機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化制粒，以減少返礦。這樣就可以提高燒結(jié)礦的成結(jié)率，改善料層的透氣性，增加燒結(jié)臺(tái)車上的鋪料厚度，即提高燒結(jié)礦的強(qiáng)度和產(chǎn)量。

新燒結(jié)工藝的生產(chǎn)特點(diǎn)：原帶式燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)中，一次、二次混合機(jī)的混合時(shí)間短，混合料中大于3mm的小球數(shù)量為55% ，燒結(jié)臺(tái)車上粉料多，透氣性差，料層燃燒阻力大，燒結(jié)風(fēng)機(jī)能力不足。同時(shí)，燒結(jié)礦質(zhì)量差，強(qiáng)度低，碎礦多，返礦多，局部過(guò)燒，氧化亞鐵含量高。

返礦多導(dǎo)致原料入爐利用率低，倒礦、篩礦費(fèi)用增加，而且危害燒結(jié)過(guò)程。因返礦是已經(jīng)燒結(jié)過(guò)的熟料，無(wú)粘接作用，配比過(guò)高，導(dǎo)致燒結(jié)礦成結(jié)率降低，返礦和除塵灰增多，形成惡性循環(huán)。由于采用了外滾焦粉工藝，使燃燒動(dòng)力學(xué)條件得到改善，在固體燃燒微量增加的情況下，產(chǎn)量提高16%左右，實(shí)現(xiàn)低碳厚料層燒結(jié)。燒結(jié)生產(chǎn)強(qiáng)度提高，返礦量降低，同時(shí)減少了由于過(guò)燒產(chǎn)生的FeO含量，改善了燒結(jié)礦質(zhì)量。

造球機(jī)用樹脂膠粘貼一層橡膠，防止粘料及磨損，保護(hù)金屬本體。主機(jī)各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)采用集中潤(rùn)滑裝置，便于維護(hù)，盤面角度調(diào)整采用機(jī)械式調(diào)節(jié)裝置，穩(wěn)定可靠。

礦粉壓球機(jī)質(zhì)量可靠，一機(jī)多用，壓力強(qiáng)大，適合大、中、小型企業(yè)具有一定生產(chǎn)規(guī)模的生產(chǎn)線使用。適用于工業(yè)造氣、鍋爐型、冷壓型焦點(diǎn)、點(diǎn)火型煤、民用型煤、民用冶金、耐材、醫(yī)藥等材料的各種成型。礦粉壓球機(jī)經(jīng)多年工業(yè)使用及改進(jìn)，與其它同類產(chǎn)品相比較，礦粉壓球機(jī)具有成球率高、消耗功率小，結(jié)構(gòu)緊湊便于檢修調(diào)試等明顯優(yōu)點(diǎn)。