0、前言
    為適應水泥廠濕法窯改造而發展起來的濕磨干燒技術，利用濕法水泥廠原有的原料濕法制備系統，將料漿脫水后經烘干破碎系統烘干、打散后送人新型干法窯中進行鍛燒。在這一生產工藝中，烘干破碎機是濕磨干燒系統中的關鍵設備之一，要求其具有低阻、高效的工藝特性，在工作溫度較高的情況下可長期穩定地運轉。以往在水泥廠濕改干工程中選用的烘干破碎機多為進口產品，價格極其昂貴，濕改干工程與全干法相比最大的優勢是一次性投資少，所以開發性能卓越的國產烘干破碎機就顯得尤為重要。
    浙江湖州達強水泥廠位于太湖之濱，我院承擔其用于處理太湖淤泥的2 000t/d濕磨干燒水泥熟料生產線的改造。結合此工程我院研制開發了國內最大的PCH4225錘式烘干破碎機，處理量130～160 t/h（干基），現已經投入運行，使用狀況良好。現對此設備的設計研發作一簡要介紹。
1、工作原理
    經壓濾機脫水后的濕料餅由特殊的葉輪給料機及分料裝置喂入烘干破碎機，在烘干破碎機的進料箱內料餅與預熱器引入的熱風相接觸，進行強烈的熱交換，濕料餅在通過進料箱內的分料裝置時被進一步打散，沿破碎機轉子軸向初步散開，此時料餅表面的大部分水分在此被蒸發。預烘干的料餅和熱氣流一起進入破碎機的破碎腔，在轉子和弧形板間被錘頭進一步打散，并與熱風進行充分的熱交換，被烘干的細粉隨著熱風通過出風管進入上升管道。粗粉則又回到破碎機的破碎腔被繼續打散，直至能夠被熱風帶走為止。烘干破碎機的結構見圖1。

2、能力與規格的確定
2.1  實際烘干打散能力的確定
   首先以烘干破碎機進口至烘干破碎機出口為平衡范圍進行料氣熱平衡計算，確定系統中料餅含水量以及所需熱量與實際烘干能力之間的關系，見圖2。所以當C1旋風筒的廢氣溫度、烘干破碎機的出口廢氣溫度及進入烘干破碎機的料餅含水量確定后，烘干破碎機的實際烘干打散能力也隨之確定。在湖州達強2 000 t/d濕改干工程中，進口風溫530～600℃，出口風溫160～180℃，料餅含水量≤20%；此時烘干破碎機的實際烘干打散能力可達130～160 t/h（干基），完全可滿足窯產量。

2.2烘干破規格的確定
    烘干破碎機規格主要通過理論計算及對目前在國內濕改干工程中應用的國內外烘干破碎機的結構和實際工藝操作參數的研究、對比、分析基礎上確定。特別是近幾年，我院自行開發的烘干破碎機在江山、皖維、達強一期等1000 t/d濕磨干燒生產線上的成功應用，更為此次開發2 000 t/d生產線的烘干破碎機奠定了堅實的基礎。到目前為止，國內濕改干工程中使用的國內外烘干破碎機的基本參數如表1。
    為實現烘干破碎機高效低阻的目標，我院自行開發的烘干破碎機，其轉子采用合適的寬徑比，配上專用的葉輪給料機及分料裝置喂料機及分料機構，可以使進入破碎機的物料在轉子寬度方向上分布較為均勻，提高了破碎機的打散效果及物料在破碎機中的熱交換效率，同時有效減少了熱氣流旁流現象。從而使破碎機內部溫度分布均勻，顯著改善破碎機的工作狀況，減少轉子、弧形板及殼體的熱變形。
3、設備的組成及結構特點
    如圖1所示，本機由傳動裝置、皮帶輪罩、破碎機本體、進出料箱和冷卻裝置組成。
3.1傳動裝置
    破碎機由YR系列三相異步電動機驅動，電機經彈性聯軸節驅動小皮帶輪的轉動。一對帶雙列向心球面滾子軸承的軸承座支承著上列傳動零件，整個傳動部件裝在同一個傳動底座上，傳動底座就位在四根滑軌上，底座可由螺桿推拉作前后移動，以張緊傳動皮帶（見圖3）。

    電動機采用YR系列電機，工作電壓為6 000V，傳動功率為1000 kW，根據用戶實際使用工況和處理量，具體裝機功率可作上下調整。主傳動動力經窄V型皮帶拖動驅動破碎機工作。
3.2破碎機本體
    破碎機本體由機體、隔板和轉子體組成，見圖4所示。

    (1)機體。機體是帶有加強筋的鋼板焊接件結構，由上部的進料端機體、出料端機體和下機體及弧形板、底架等分別用螺栓聯接而成。機體內的工作表面裝有單獨分開可更換的襯板，為了防止細粉進入殼體端面和轉子的端盤之間，在此特別布置了圓周的扇形襯板，這些襯板都用螺栓安裝固定在機殼上，日常維修可以通過機殼上大檢修門進行。底部弧形板裝置由一小段中心弧形板及兩塊半圓形弧形板底板組成，兩塊半圓形弧形板底板可以向兩端打開，便于設備內部的檢查和底部襯板以及錘頭、錘軸的更換。底架由型鋼制成，下機體直接安放在底架上，用地腳螺栓灌漿固定在土建基礎上。機體具有剛度大，抗熱變形好的特點。
    (2)轉子體。破碎機主要工作部件是轉子體，轉子體由錘盤、錘頭、主軸、隔套、冷卻盤及支承裝置和大皮帶輪等，見圖5。

    主軸支撐在用油脂潤滑的帶拆卸套的自調心滾子軸承上，軸承座的迷宮密封附帶一個毛氈密封圈，采用組合式密封，確保有效地防止灰塵進入軸承，每個軸承座安裝一個熱電阻來測量軸承溫度。大皮帶輪通過脹套固定在主軸上，裝、拆非常方便。錘頭由特殊的耐磨鋼制造，錘頭可以繞錘軸3600全回轉。轉子具有較大的轉動慣量，使轉子破碎機在不均勻喂料的情況下可以平穩地運行工作。軸承座內側特制的冷卻盤以及軸端竄水強制冷卻裝置，確保烘干破碎機在較高的工作溫度下其轉子軸承能夠正常工作。
    (3)隔板。隔板設置在轉子的上部，進料端殼體與出料端殼體之間。隔板可根據所配系統的熱工工藝參數情況，如風溫、風量、產量等參數的變化來增減其數量，以保證破碎腔內合理的風速和壓降。
    (4)水冷卻系統。為降低軸承溫度，在轉子主軸兩端設置了水冷卻系統，冷卻水通過裝在軸端頭的旋轉接頭進入軸端盲孔，通過進水管道上的閥門來調節冷卻水量，裝在出口管道上的流量計可直接讀出冷卻水流量（圖6）。
    (5)進出料裝置。進出料裝置由進料箱、膨脹節、出料箱、調節板和框架等組成（圖7）。

  進料箱為鋼板焊接結構，進料口和進風口設置在其上部，內部澆鑄保溫襯砌，中部設置四根分料桿，呈“十”字形排列。進料箱的兩側各設置了一個檢修門，通過檢修門可以方便地進行內部檢修。與進料箱的出口相聯的是柔性膨脹節，膨脹節內部有一襯套，在襯套與膨脹節填充巖棉可保護膨脹節免受高溫的影響。膨脹節可以吸收破碎機及進料箱在垂直方向上的線性膨脹量以及隔離破碎機振動對上部進料箱的影響。
    框架為一型鋼焊接結構，設置在膨脹節、出料箱與破碎機之間。出口一側設置了可自由調節的調節板，調整調節板開度的大小，可選擇合適的出料細度和風速。
    出料箱為鋼板焊接結構，置于框架之上。內部局部區域設置了襯板，以保護出料箱免受料餅無料的直接沖擊沖刷。其出口與工藝管道相連，外側為防止結露設置了外保溫。
4、實際應用
    本次開發的PCF4225錘式烘干破碎機于2004年2月在湖州達強水泥廠2 000 t/d濕改干工程中投入生產，至今—直正常工作。當該廠將窯熟料產量提到2 600 t/d時，烘干破碎機仍能長時期地正常工作；工作中設備運行平穩，軸承溫升無異常，轉子及殼體熱膨脹均勻，無明顯的熱變形，破碎機密封性能良好，對外界及工藝操作參數有相當較寬泛的適應能力。烘干破碎機的熱效率及壓力損失均達到設計指標且優于國外同類產品。
5、結語
    目前，正值國家對經濟進行宏觀調控以抑制固定資產投資增長過快的時期，水泥行業首當其沖。普通新型干法水泥廠建設面臨土地及信貸資金雙重壓力，在當前的經濟環境下，濕磨干燒工藝特別是對原有濕法生產線迸行濕改干改造時，項目多方面的優勢漸漸顯露出來。
    首先，項目得到國家環保政策的大力支持，在結合濕法廠改造時，能將大量工業排放廢棄物如電石渣、廢石灰、粉煤灰、焦炭粉等等及天然江河湖泊中的淤泥等作為水泥生產中的原料或燃料使用，變廢為寶，同時也消除了環境污染。
    其次，原有濕法生產線進行濕改干改造時，利用的是原工廠的土地，這在當前嚴格進行土地整治的大環境下，與新建干法廠需要土地審批相比具有天壤之別。
    再次，由于是對原有濕法生產線進行濕改干改造，可充分利用原有生料制備系統及料漿儲存調整系統，只需對燒成系統進行改造，其靜態投資只及全干法投資的50%～60%。這在信貸緊縮的當前，無疑具有特別重要的意義。
   綜上所述，在當前全干法水泥廠投資遭到政策、土地、信貸等多方面制約時，符合國家環保政策的老廠濕改干工程便顯得更加切實可行。
    目前南京水泥設計研究院自行開發設計的各種規格烘干破碎機及其喂料鎖風裝置已成功應用于浙江江山、安徽皖維、湖州達強等1000 t/d～2 000 t/d濕改干生產線。生產實踐標明表明，該系列烘干破碎系統具有工作穩定、低阻、高效、操作范圍廣、適應能力強的特點。尤其是與國外同類產品相比，不但性能優良，價格更是遠遠低于進口產品，這對于進一步降低濕改干工程的成本，增強競爭力是大有裨益的。
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