一、前言
    筆者曾在2004年第4期《工業裝備》中的“大型冶金球團礦生產中的關鍵設備——鏈篦機”一文中提到：目前鋼鐵企業理想的高爐煉鐵爐料結構是高堿度燒結礦加酸性球團礦或塊礦，隨著生產技術的提高，發展品位高、還原性好、強度高的氧化球團礦生產已成為當前我國大型鋼鐵企業的發展共識。
    近年來，隨著鏈篦機——回轉窯球團法生產工藝生產的球團礦技術日趨成熟，其生產能力有了更快的發展，設備趨向大型化。目前年產500萬t球團礦規模的設計和設備已經實現國產化。
    當時還提到，大型鏈篦機（500萬t／年產）的研制和設備改進將會是今后一段時期設備研究的主要課題。相應的鏈篦機在熱態中整體的伸長、與風管的聯接、側密封壓蓋的結構以及熱態下的結構變化和有效參數的設置等，還需要進一步細化研究。以上課題近年已經得到解決，全球最大的鏈篦機5.8m×78m (452.4m2)已由某公司研制完成。
    鏈篦機——回轉窯球團法生產的酸性氧化球團礦是一種優質的高爐原料，含鐵品位高、冶金性能好、適合較長時間貯存和遠距離運輸等。與燒結礦搭配使用，可有效降低高爐焦比和提高高爐產量．能使高爐爐料結構合理化；工藝技術裝備和控制水平先進，二次能源利用充分，環境清潔；球團礦質量高、能耗低，經濟效益和環境效益明顯。
二、鏈篦機—回轉窯球團法球團生產工藝
    鏈篦機—回轉窯球團法技術是采用干燥機干燥、鏈篦機預熱生球、回轉窯固結、焙燒球團、環冷機上冷卻成品球團的一種球團工藝。
    其工藝過程為：磁鐵礦粉、赤鐵礦粉及膨潤土在配料室按一定比例進行配比，配比完后的混合料在干燥機烘干（水份含量10%經過烘干后降至8.0%左右）和混勻，在潤磨機上對混合料進行潤磨；通過帶式皮帶機把潤磨好的混合料送至造球機造球，通過布料篩分系統均勻地把生球料分布在鏈篦機上，生球在鏈篦機上進行干燥、預熱，在回轉窯中固化、焙燒，在環冷機上冷卻（溫度≤150℃）；最后通過皮帶機或鏈板機運至成品場儲存。成品球團礦粒度8~16mm，其中10~16mm的占90%。返料、除塵灰均返回使用，能夠充分回收和利用資源并確保生球的質量。
    其設備組成是：配料機一烘干機（或混合機）——潤磨機——造球機——生球篩分及布料機——鏈篦機——回轉窯——風系統——環式冷卻機——貯存系統及生產輔助設施。
    其中鏈篦機、回轉窯和環式冷卻機是主要設備，鏈篦機是最關鍵設備，正是鏈篦機的設計和制造技術的成熟，才使該工藝得以快速發展。
設備布置見圖1。
 
    鏈篦機系鏈篦機一一回轉窯球團法球團生產工藝的專用履帶式傳熱設備，其作用是對鐵礦粉經造球機造好的生球料經寬帶皮帶機和輥式布料機均勻地布在慢速運行的鏈篦機篦板上，隨鏈篦機前進，利用環冷機余熱及回轉窯排出的熱氣流垂直穿過鏈篦機的料層對生球依次經過鼓風干燥段、抽風干燥段、預熱I段、預熱II段四個工藝段的加熱，從而完成脫水、預熱、氧化固結階段，完成焙燒前的準備，達到滿足入回轉窯的生球強度的要求。預熱后的球團在鏈篦機的排料端經鏟料板鏟下卸入回轉窯進行焙燒。
表1為國內鏈篦機一一回轉窯球團法生產酸性氧化球團礦的大型鏈篦機規格。
 
三、5.8mx78 m超大型鏈篦機的有關參數
1．參數
規格：  5.8m×78m
篦床寬度：  5.8 m
有效長度：  78 m
有效面積：  452.4 m2
處理物料：  鐵礦氧化球團生球
粒度：  8～18 mm
堆積密度：  2.1 t/m3
生產能力：  730 t/h
料層厚度：  220 mm
機速范圍：  2 m/min～5.6 m/min
正常機速：  4.6 m/min
物料停留時間：17 min
頭尾輪中心距：83 800 mm
設備重量：  2 150 t
傳動裝置見表2所示。

2．技術要求
(1)鏈篦機應有足夠的強度、剛度和耐熱溫度，以滿足球團生產工藝的需要。
    (2)鏈篦機應采用合理材料和結構，以保證設備運轉有較高的可靠性、較長的使用壽命、低的運行成本，方便檢修更換。
    (3)對高溫、磨損和氧化部位的零件應采取高耐熱合金鋼材料，使零部件達到在高溫條件下（預熱Ⅱ段煙罩溫度1100℃、風箱溫度750℃）有足夠的強度、耐氧化、耐磨性要求。
    (4)鏈篦機有良好的密封效果，漏風率小于3%。
    (5)傳動裝置采用雙邊傳動方式，變頻調速，傳動裝置設速度檢測裝置（編碼器），便于生產調整控制，傳動裝置在結構上考慮能夠補償主軸在各個方向位移。不允許發生停機造成的篦床逆轉。
    (6)整個運行系統運行平穩可靠。在高溫條件下有足夠的強度和抗氧化性能，較長的使用壽命。
    頭輪、尾輪、上托輪、下托輪、擋輪均采用優質材料及合理工藝制造，保證其足夠強度韌性。預熱I段、預熱II段的上托輪軸、頭輪軸及軸承座設冷卻水進、出管及回水槽。上托輪、牙輪布局合理，定位可靠，軸端密封嚴密可靠。避免下篦床起伏過大，保證鏈篦床不跑偏。
四、結構組成
鏈篦機是由行走部分、機架、上罩、風箱、灰箱、鏟料板、下回程封閉、連接部分、水冷系統、潤滑系統和平臺部等11部分組成。見圖2。
 
    1．走行部分
    走行部分是鏈篦機的核心，主要由傳動裝置、主軸及尾軸裝配、篦床裝置（運行鏈）、上托輪裝置、下托輪裝置、尾輪裝置、拉緊裝置、滑軌裝置、側密封座等裝置組成。
    (1)傳動裝置為全懸掛式多點嚙合柔性傳動裝置，由調速電機、減速機、聯軸器等組成，通過鏈篦機的排料端主軸來驅動鏈篦裝置的慢速移動。減速機輸出軸用脹套直接裝在鏈篦機主軸的兩端，考慮到鏈篦機寬度較大，為減少軸的負荷，采用雙側傳動，共兩套。每套兩臺電機與減速機直接連接，傳動機構采用變頻調速，為保護鏈篦機設備，設有過載保護。傳動裝置的下部采用帶有球面鉸接的兩組彈性支承裝置，用于減少基礎沖擊載荷同時補償主軸一定范圍的微量移動，以適應主軸在熱況下的位移。由于4.8×78m鏈篦機屬于超大型規格，在鏈篦機的尾部又設計了與主軸同樣的傳動裝置（功率小），用于拖動鏈篦機下回程運行鏈。
    (2)鏈篦機的主、尾軸上各裝有8個鏈輪，見圖3。拖動8條鏈組成運行鏈（篦床）。排料端主軸因工作在高溫區而設計成中空軸，軸承座也設計成水冷式，軸承采用調心滾子軸承。主、尾軸用于驅動篦床裝置運行，材料為30Cr2MoV，調質處理。裝配時需保證主軸上8個鏈輪輪齒齒形同步，齒板昀齒形加工采用數控機床進行，以確保互換性，鏈輪粗加工后要求進行超聲波探傷檢查，檢查標準符合GB/T1786-1990Ⅱ級。鏈輪材料為耐熱合金鋼，齒表面淬火處理，結構采用分體式，便于安裝和更換，齒板與輪轂的聯接方式為鉸制螺栓聯接。主軸除設有通水孔外，其外圓還有壓板和硅酸鋁纖維氈包裹使主軸隔熱，保持軸的溫度適宜。

    (3)篦床裝置由鏈節、篦板、側板、小軸、定距管和護套等組成，見圖4。鏈輪、鏈條、篦板為承載部件，鏈篦機從給料端至排料端除兩端設有主傳動鏈輪和張緊鏈輪外，中間設有若干承載鏈輪和光輪。鏈板和光輪直接承載需干燥預熱的球團。鏈篦機細長軸與鏈條連接成一體，由鏈條牽引將篦板上的球團由鏈篦機的給料端輸送至排料端，從而完成干燥預熱過程。鑒于工作溫度較高，承受熱應力，因此篦床中的零件采用特殊的結構和材料，材質為耐熱合金鋼，精密鑄造，鑄造公差為CT6，鏈節經過固溶處理，其中篦板采用定型產品。其中兩側的的側板靠自重在側密封箱的滑軌上滑行，篦床上各配件均留有一定的間隙，以補償設備制造誤差和適應熱態下工作。

    (4)上托輪裝置，用于支承上篦床，其中有兩種形式：68組通水長軸與36組不通水長軸，按材質分為耐熱鋼與苦通鋼，主要針對不同的工藝段所使用，在預熱段與調溫預熱段一般采用通水軸及耐熱鋼的上托輪，通水軸的材質為35CrMo，在軸中要有通水孔，在其他段主要用普通鑄鋼上托輪及不通水的軸，軸的材質為45鍛鋼。每一上拖輪組由上托軸、兩個軸承座和8組上托輪等部分組成。其中上托輪由兩個鏈輪、四個平輪和兩個邊托輪組成，為減少運行鏈跑偏，將鏈輪對中前后交錯排列。上托輪軸由機架橫梁上的軸承座支承，穿出支梁的側密封采用柔性石墨填料軸封，組裝后上托輪要求轉動靈活，無卡阻現象。上托輪軸采用焊接結構，中部為無縫鋼管，兩端部為軸頭，三者焊為一體，材質均為35CrMo，調質處理。上托輪采用分體結構，便于拆卸和安裝。如圖5所示。

    (5)下托輪裝置分兩種形式，一種用于支承少量的下篦床和改向作用，共有7組，其中6組下托輪裝置支承頭部回程鏈，每組下托輪裝置由下托軸、兩組軸承座、8組下托平輪等部分組成，支托篦床，隨運行鏈移動而轉動。下托軸采用長軸式，材料為45#鋼，調質處理，由機架橫梁上的軸承座支承。
    另一種形式的下托輪裝置，用于支承下篦床返程，共有192組支承裝置，每組長度3m，鏈篦機寬度方向有8排，長度方向24列，中尾部回程鏈由下托輪裝置支承。每組下托輪裝置由4套托輪組組成，成直線排列，安裝在一長矩形的承載架上，多個支承架首尾相接形成24列承載支架，安裝在機架橫梁上。每組下托輪包括中心軸、托輪及兩者之間設有的黃銅標準軸承，托輪為鑄鋼結構。中心軸通過螺栓固定連接于支承架的支承板上。使用時，下回程篦床由各托輪頂面所形成的矩形承載面支承，托輪隨運行鏈的移動而轉動，不但托輪轉動平穩，運行鏈移動順暢，而且結構簡單實用、新穎，較好地代替了龐大的長軸式下托輪軸裝置，如圖5。

    (6)滑軌裝置，用于支承和滑行篦床裝置中側板，并組成側部密封裝置。由若干個滑軌組成，材料由耐熱及耐磨鋼所組成，只是在不同的工藝段采用不同的材質，在預熱段為耐熱合金鋼，干燥段為高硫合金自潤滑材料。
    (7)運行鏈的尾部設有壓輥裝置，對回到上行程沒有復位的篦板強制復位，以使篦床平整。避免篦板上翹及漏料。在尾輪的下側設有重錘式張緊裝置，通過增減配重錘昀數量調整運行鏈的張力。
    (8)用于鏈篦機中部密封的側板裝置，有五種規格，頭部一種、中部三種和尾部一種。這幾種規格密封裝置結構形式相同，長度不同。主要由中部密封側板、中部壓板和檢查孔蓋組成。中部密封側板和壓板的材料為三種，按溫度不同，采用不同材質。篦床側面由側板密封封閉，側板上部用壓板，下部由側板與滑軌形成密封。每件之間有隙
和密封要求。
    (9)其他：中部支梁，用于支承中部側板，為型鋼焊接結構；支撐梁冷卻裝置主要對調溫預熱和預熱段的側密封座支撐梁進行水冷，該冷卻裝置一般采用不銹鋼；擋輪用于防止篦床裝置在回程段的跑偏。
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