富士摩根第四代步进式稳流篦冷机设计特点及使用经验我公司二线5000t/d生产线配套篦冷机为进口的富士摩根第四代步进式稳流篦冷机（以下简称第四代篦冷机），这是该型号篦冷机在国内5000t/d生产线上的首次使用，故在国内也没有同类产品的使用经验可借鉴。

该篦冷机从2008年4月26日投料运行后，一直问题不断，严重影响了二线的正常生产，我们甚至一度打算放弃使用。

但后来通过对该篦冷机设计特点和有关核心技术的反复论证、计算，于2008年7月进行了首次技术改造，改造比较理想，在此基础上，又于2008年12月进行了第二次技术改造，至,2009年6月，已成功运行10个月，基本无故障，熟料冷却效果较理想，明显优于我公司一线5000t/d生产线所配的第三代充气梁篦冷机，目前二线回转窑产量稳定在6000t/d左右。

现将该篦冷机的设计特点、存在问题和改造过程及效果作一介绍。

1、第四代篦冷机设计特点1.1冷却面积大篦冷机冷却面积为131m2，长,32.8m，宽4m，比一线5000t/d生产线的配套第三代充气梁篦冷机冷却面积大12m2。

1.2自动调节风量的供风方式每块篦板下面安装有一个STAF自动调节风阀，其结构由三部分组成：一个圆形常通风口，一个扇形可人工调整风量的常通风口，及三个不同直径沿立杆在垂直方向可自由活动的重锤式自动调节风阀。

其工作原理为：圆形常通风口是基本风量，是不可调节的%扇形通风口在调试时可以调整，但在运行中不作调整；在篦冷机运行过程中当熟料层发生阻力变化时，三个重锤式调节阀上下运动来自动调节风量，当料层阻力变小时，篦板下阻力减小，重锤受压差增大而自动上升来关闭该篦板的通风量，从而达到自动调节风量的目的，反之亦然。

1.3模块化设计该篦冷机是模块化的设计结构，即整体篦床是由若干标准模块组装而成，每个模块是由若干篦板及一套STAF阀与四连杆传动机构组成，组装简易灵活。

1.4独特的运行方式整台篦冷机有固定篦床和活动篦床组成，固定篦床倾斜布置，活动篦床水平布置，运行方式为交错步进式运行。

活动篦床结构为顺料流方向并列10根篦梁，每根活动篦梁长约,30m，每根活动篦梁有10个活动四连杆式支撑，在活动四连杆支撑下沿料流方向前后水平移动，篦梁行程为300mm，前、后行程由接近开关控制，向前推进时为10根篦梁同时前进，后退分为三步，分别为1、4、7、10四根篦梁同时后退到达后退限位时,2、5、8三根篦梁再同时后退到达后退限位,3、6、9三根篦梁再同时后退到达后退限位，完成了一个行程。

随后在PLC的控制下，10根篦梁再同时向前推动进行下一个行程，依此类推。

该篦冷机活动篦床采用10根篦梁前后交错运行，打破了传统篦冷机分三段运行的模式。

1.5内置式液压缸每根篦梁有两个液压缸同时驱动，共计20个液压缸内置于两个低温区不同风室内，两个同步液压缸由一趟油管进、回油来完成前进和后退。

1.6采用迷宫式密封条相邻两根篦梁上的篦板与篦板沿横向采用迷宫式密封，由上密封条和下密封条相扣而成。

密封条两端带卡槽、两边带压沿，下密封条卡于一侧篦梁上，上密封条反扣在下密封条上形成迷宫并卡于相邻另一侧篦梁上，然后分别由该相邻两根篦梁上的两块篦板压在上、下密封条压沿上，每块篦板用四条内六方螺栓固定在篦梁上，防止密封条在前后运动中窜动。

上密封条随一侧篦梁前后运动，下密封条随另一侧篦梁前后运动，这样，篦板之间的相对运动，变成了密封条之间的相对运动。

同一篦梁上的前、后两个同种密封条顶端采用榫槽结构，安装时成一直线以减少篦床运行阻力。

熟料的漏料问题依靠风室下风的压力穿过迷宫式密封的缝隙来解决。

侧墙上下密封条是分别固定在篦冷机侧墙壳体托板上。

1.7采用凹槽阻力篦板除了在固定段、第一室、第二室采用了耐热钢铸造的篦板外，其余几室都使用普通材质的凹槽篦板。

活动篦板尺寸为380mm x370mm，母体采用厚5mm的钢板，在钢板上冲压出四个通风孔，每个孔长330mm，宽45mm，在四个孔的周边用高20mm钢板围起来形成了四个通风区域，在较长侧板的上部沿长度方向切割出10mm x20mm垛口形通风口，每侧板10个，四个通风区域共计,80个通风口，通风面积占整个篦板面积的,11.4%。

篦板正面用长340mm、宽70mm、高25mm矩形箱式凹槽反扣在垛口形通风口上，与底板之间留3mm间隙，宽度方向间隙保留作为通风用，长度方向两侧满焊，这样每块篦板有四个迷宫式通风区域作为冷却熟料通风口，并防止向室下漏料。

每块篦板两端有高55mm的立板，每侧立板有两个φ18孔穿过螺栓连接篦板之间的推料板和前#、后篦板。

篦板结构示意见图1。

图1篦板结构示意1.8室下无灰斗设计以及缩短斜拉链机由于上述迷宫式密封和凹槽篦板迷宫式通风设计，造成室下不漏熟料，故该篦冷机采用室下无灰斗设计。

运送熟料的斜拉链机比第三代篦冷机缩短了约30m，斜拉链机只须用90kW，电动机驱动，比一线斜拉链机驱动功率减少32kW。

1.9保护篦板的输送方式由于每块篦板两侧存在立板，篦板之间的推料板又比立板高10mm，另两侧迷宫式密封条与推料板高度基本持平，这样篦板形成四面高、中间低的存料区域，所以在每块篦板上面始终存着约80mm厚的冷熟料层!在篦床运行过程中篦板上始终有冷熟料将热熟料和篦板之间隔开，在保证冷却的同时大大减少了篦板的烧损和磨损。

2、主要问题从2008年4月26日投料运行，到,7月15日第一次技术改造时，共停窑1214.08h，其中因为篦冷机原因停窑1001.72h，5月份除出窑熟料温度高外运行还算基本正常,6月上旬、中旬故障率明显高于5月份,6月下旬至7月15日由三天一大停、两天一小停，慢慢发展到处理一个班开一个班，被迫进行技术改造，期间主要问题有：2.1篦床上存在大面积红河整个篦床上处于大面积红河状态，细料侧最为严重，红河宽度占整个篦床宽度的1/3，从热端至冷端一直不断，篦床上熟料层处于平静状态，根本看不见沸腾熟料存在。

由于篦床上存在大面积红河，熟料破碎机一直在红料中运行，破碎机壳体用测温枪测试温度显示300℃左右，在用轴流风机强制风冷的状态下破碎机轴承仍在,90℃左右运行，由于大量红料从破碎机篦条上通过，造成铸造材质的篦条严重受热而发生变形，所以每停一次需要校正或更换一部分破碎机篦条，斜拉链机链斗变形严重，给后道工序设备造成极大的安全隐患。

2.2熟料质量差从窑内煤粉燃烧的速度来看，黑火头较长，窑内处于缺氧不完全燃烧状态，还原气氛严重，熟料质量差，黄心料较多。

2.3液压系统故障频繁发生从篦床熟料沸腾状况来看，证明整个篦床上熟料对篦床压力过大，液压站经常在极限压力运行，并造成以下严重后果：1）滤器在油泵出油管路上形成正压过滤，造成过滤器外壳裂缝漏油频繁。

2）管路部分组合垫损坏频繁，造成漏油。

3）比例阀压盖螺栓频繁断裂，造成漏油，这只能等篦床进、回油管里边46号抗磨液压油全部漏完才能修复，漏油量较大。

4）内置式液压缸本体O型圈易损坏。

5）内置液压缸底座螺栓易剪切断，造成油缸脱落#活塞杆弯曲，不得不频繁更换液压缸，由于液压缸安装位置狭小，所以更换一个液压缸需要2～3h。

6）原液压站油箱自带的两台风冷式冷却器，冷却面积小，共计6m2，冷却能力不足，油箱温度可达60℃以上。

7）由于漏油点多、且频繁，运行二个半月共计加46号抗磨液压油30桶（208L/桶）。

8）由于篦床传动压力过大，所以只能在最高篦速(6次/min)运行，不敢慢篦速操作，造成操作被动。

2.4密封条磨损严重利用停窑机会对上、下密封条进行检查，发现上、下密封条之间被熟料细粉塞满，造成密封条错位，密封条与密封条之间相互摩擦，许多下密封条被磨成象刀刃一样，每次停窑都要更换一部分以维持运行。

2.5篦床推料板太高篦板与篦板之间推料板高度为40mm，由于推料板高度高造成篦床在前后运动推料过程中阻力大，从而给篦冷机液压站安全运转造成很大隐患。

3、改造方案的确定3.1原配风机参数及运行标定结果根据现场现象分析认为，原配置风机风压过小，导致熟料冷却不足，是上述一系列现象发生的根本原因。

风室布置示意见图2，原配置风机及参数见表1，现场风机运行风压标定结果见表2。

图2风室布置表1原配置风机及参数表2现场风机运行风压标定结构Pa风室固定室第一室第二室第三室第四室第五室静压71007500650060054004500动压650300100270250400运行工况说明在工况区运行在工况区（小流量区）运行在工况区外运行在工况区（小流量区）运行在工况区外运行在工况区运行标定结果分析：固定室因为篦板倾斜15°，所以该风机运行动压略高于其它五室风机动压；后五室风机动压明显偏小，大部分风机风压消耗在静压方面。

经过对该新型篦板反复测量、计算，最终将风机参数确定下来并进行技术改造，其余改造也随之确定，现将技术改造方案的确定介绍如下。

3.2风机参数的计算3.2.1透过熟料层风速V i的确定【1】根据有关资料介绍，当V i≧2m/s时将熟料吹起来，使熟料层形成空洞，熟料和空气间热交换恶化，再结合生产中在窑内掉窑皮和熟料KH低时固定篦板上易堆料的特点，将固定室风速设定为1.8m/s，由热端向冷端每个室递减0.1m/s，依此类推各风室风速V i。

3.2.2各风室风量Q i的计算依据公式Q i=3600x B i x L i x V i，计算得出Q i的值，式中B i为篦下室篦床宽度，L i为篦下室占有篦床长度，该两个尺寸见图2。

3.2.3风机风压的确定由前文可知，篦板通风面积占整个篦板面积的百分比为11.4%，则篦板通风口风速V通孔=V i/11.4%。

料层阻力计算依据公式ΔP1=0.25V i2x h，式中h为篦床上熟料层厚度，取700mm。

以上各参数计算结果见表3。

表3篦冷机各风室风机参数及通风情况风室固定室第一室第二室第三室第四室第五室料层风速Vi/（m/s） 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.4风量Qi/(m3/h)7387297920138240129600120960161280篦板通风口风速15.814.914.013.212.312.3V通孔/（m/s）料层阻力ΔP1/Pa5670505844803938343034303.2.4篦板阻力的计算1）第三代和第四代篦冷机篦板有关参数的比较第四代篦冷机凹槽篦板通风形式和传统第三代篦冷机控制流篦板通风形式相比，有很大的区别，两者有关数据对比见表4表。

表4第四代和第三代篦冷机篦板通风形式比较篦冷机篦板通风面积/%通风孔风速/（m/s）第三代篦冷机控制流篦板 2.4～640左右第四代篦冷机凹槽篦板11.412～16左右2）凹槽篦板阻力公式的选择2γ/(2g),但第四代篦冷机篦板比第三代篦冷机篦板在风的根据资料，篦板阻力计算公式为ΔP2=V通孔流向上多一个340mm x3mm的90°方向上的缝隙结构,安90°方形肘管考虑[2],所以在公式选择上作者针2γ(1+λ)/(2g)，式中γ为空气密度，对凹槽阻力篦板将传统篦板阻力计算公式在本次应用中修正为ΔP2=V通孔取1.2kg/m3；为局部阻力参数，在该处应用时按90°方形肘管计算，λ=1.1x，B=340mm，h=3mm，即λ=11.7。