1、前言
粉碎機是焦化行業重要設備之一，其運轉可靠性直接影響著生產效率及后面工序的正常運行，是保證焦碳質量的前提。天鐵焦化廠煤粉碎系統自1982年以來一直采用的是反擊式粉碎機，雖幾經改造仍不能滿足要求。由于我廠精煤水分含量較高，一般在13%以上，且所使用的粉碎機設備過于老化，不能達到焦爐對煤炭的要求，已不能適應生產發展的需要，嚴重地影響著生產率的提高。根據焦化行業的發展前景和我廠的現實狀況，必須對其進行更新改造。通過增加預破碎系統及液力耦合器，將反擊式粉碎機改造成錘式反擊粉碎機，以提高焦炭質量、產量，滿足行業發展需求，適應競爭日益激烈的焦碳銷售市場。
2、煤粉碎系統的現狀
我廠自備煤系統運行以來，就一直采用反擊式粉碎機（配煤盤之后），轉子直徑為∮1020xl610 mm，配電機功率為550 kW、轉速為985 r/min。反擊式粉碎機由轉子、錘頭（板錘），反擊板和外殼等組成，產品細度利用調節反擊板的間距來控制，利用高速旋轉的轉子上的板錘，對送人破碎腔內的物料產生高速沖擊而破碎，且使已經破碎的物料沿切線方向以高速拋向破碎腔另一端的反擊板再次被破碎，然后又從反擊板反彈到板錘，繼續重復上述過程。在往返途中，物料間還有互相碰擊作用。由于物料受到板錘的打擊、反擊板的沖擊以及相互之間的碰撞，物料不斷產生裂縫，松散而致粉碎。當物料粒度小于反擊板與板錘之間的縫隙時，就被卸出。
反擊式粉碎機主要存在以下缺點：(1)板錘轉動速度大，磨損快，消耗量大，影響設備使用壽命
由于反擊式粉碎機是利用板錘的沖擊作用進行破碎的，尤其在冬季時，沒有粗破碎系統，一些較大的人粒，給板錘以更大的沖擊，加上的板錘速度比較高，電耗與金屬磨損急劇增加，一般每一個月就需要更換一次，造成了人力、物力的極大消耗并影響了生產的正常進行。尤其是轉子、耦合器軸承，很多時候不是正常損壞，而是粉塵進入軸承內部，破壞潤滑脂性能。隨著粉塵的增多使軸承滾動體內外圈與煤灰摩擦，造成軸承溫度升高，嚴重時直接影響到轉子的壽命。同時，工人的維修量也增加。
(2)維修量大且不方便
由于設備大蓋和轉子的中心線不在一條線上，這使得起重設備（單梁電葫蘆），不能同時滿足二者，所以每次檢修，拆吊大蓋和轉子時，總是不太順利。又因粉碎機場地有限，使得大蓋和轉子必須吊出操作完才能檢修，這樣就加大了維修量，延長了檢修時間。
另外除塵設備維修量增加，造成浪費。粉塵大必然增加除塵系統的負擔，包括管道腐蝕加劇，除塵布袋更換周期縮短（由一年半更換一次，變為一年更換一次），材料消耗增大。
(3)嚴重影響到職工的身體健康，存在著安全隱患
由于粉塵多，噪聲大，一方面對職工的工作和休息造成了嚴重影響；另一方面操作工人在巡視時，必然會吸人大量的粉塵，天長日久，必然對身體造成嚴重的傷害，而且長此以往就增加了患職業病的機率。這樣不僅給職工造成傷害給企業帶來不必要的負擔，而且易造成煩躁情緒，埋下了事故隱患。
粉碎機粉塵潛在著爆炸事故發生，當粉塵濃度達到一定值后，在一定溫度和含氧量情況下，有一個粉塵爆炸的極限值，遇明火后，會發生粉塵爆炸，讓人猝不及防。
(4)使用時間過長，不能滿足生產需要
由于是從建廠開始一直使用至今，粉碎機上下機體、上下溜槽都已嚴重腐蝕、變形較大，密封程度也進一步惡化，嚴重影響著生產率的提高，已遠遠不能滿足生產發展的需要。
針對以上分析，我們對各式粉碎機進行了比較，對現有系統進行了研究，為了達到充分利用現有裝備，減少投資，達到對煤炭細度的要求，提高焦炭質量和產量的目的，決定將將反擊式粉碎機改造成錘式反擊粉碎機。
3、錘式反擊粉碎機的特點
錘式反擊粉碎機吸收了錘式粉碎機和反擊式粉碎機兩種破碎機的優點，高速轉動的錘體與物料碰撞面破碎物料，它具有結構簡單，破碎比大，生產效率高等特點，可作干、濕兩種形式破碎。
煤進入粉碎腔后，被旋轉的錘頭向著反擊板打擊，當煤被反擊板彈回時，再一次被高速旋轉的錘頭打擊，如此不斷循環，直至粉煤從底部排出，粉碎產品成立方體或粒狀，粒度均勻，粉塵量更少。物料在高速回轉錘頭打擊和反擊板的反擊共同作用下，使其瞬間被粉碎，粉碎細度大大提高。取消老式粉碎機下面的篦子，對物料水分適應性強，排料通暢，防止過粉碎。使用調速液力聯軸器調節轉子轉速，破碎脆性煤可用低速，細度的調整可無級進行。機體外殼可借液壓油缸打開，便于設備檢修及更換錘頭，大大減輕了勞動強度。
4、對現有狀況的改造
4.1增加預破碎系統
由于錘式反擊粉碎機進料粒度要求小于80 mm，而焦化廠在冬季寒冷時，煤結塊較大，如直接進入粉碎機會使錘頭磨損加劇，容易造成設備損壞，故增加了預破碎系統。設備規模為1040x900mm雙齒輥破碎機，使進入破碎機的粒度達到要求。
4.2安裝液力耦合器
由于煤中常有大塊兒、鐵器等堅硬物質出現，對粉碎機的安全生產造成隱患，甚至能造成粉碎機緊急停車，而這時如果電機繼續傳遞功率，這樣就在電機與粉碎機之間造成脫節，會使電機帶不動粉碎機而燒毀。一臺功率為550 kW的電機約為十萬元，會造成不必要的損失。所以為保護電機、節約能源，特在電機與粉碎機之間增設液力耦合器。
根據實際情況，我廠選用的液力耦合器為TVA866型限矩型液力耦合器，它是一種動力液力傳動元件，其主要特點是：
(1)效率高、結構簡單，能帶動負載平穩啟動，減小對電網的沖擊電流，改善其啟動性能，提高啟動能力。
(2)具有過載保護作用，能隔離扭振和沖擊，在多電機傳動鏈中均衡各電機的負荷。
TVA866型限矩型液力耦合器的主要技術參數為：
傳動功率：330～620 kW
輸入轉速：1000 r/min
在安裝時，不允許用壓板、鐵錘敲打，也不允許墊裝，以免損壞元件和密封，可借助螺紋孑L將耦合器與工作機輸入軸平穩的代人。在啟動過程中認真檢查調試，發現問題，及時停機。
4.3原反擊式粉碎機改造成錘式反擊粉碎機
針對我廠反擊式粉碎機存在的上述問題，在增加了預破碎系統和液力耦合器后，把反擊式粉碎機改造成為錘式反擊粉碎機。錘式反擊粉碎機主要由轉子、錘頭、篦子、調整裝置和外殼等組成。產品細度通過調整裝置調節篦子與錘頭的間距來控制。其規格為∮1430xl 300 mm，配套功率還采用采用原來的電機，及配置了TVA866型限矩型液力耦合器。
4.3.1根據現場情況，安裝了錘式反擊粉碎機，并重新制作了上溜槽，安裝后粉碎機中心與電葫蘆中心相吻合，這使得吊裝較方便，再有個別錘子需要更換時，不用再吊出整臺轉子，可打開破碎機頂蓋和側門，很方便地進行更換，減少了檢修時間，降低了工人的維修量。
4.3.2更換錘頭的周期變長，錘式反擊粉碎機物料的粉碎主要依靠高速旋轉的錘頭所產生的動能來實現。由于增加了預破碎系統，所以進粉碎機的煤粒度基本符合要求，粉碎細度靠錘頭打擊即可，不會因為粒度大造成錘頭和下部蓖條擠壓和研磨進行破碎，故錘頭磨損小，因而更換錘頭的周期延長，即使更換也是個別更換，不再象反擊式那樣一換就必須全部更換。這樣就節省了人力、物力。因此，錘式反擊粉碎機處理煤量大、生產效率高、結構簡單，有較高的破碎比，細度容易調節，單位電耗較小。
5、改造效果
粉碎機經改造后，至今已正常運行5年多，提高了焦炭質量和產量。破碎后煤炭細度由原來<3mm占40%提高到55%～65%，滿足了焦爐生產用煤細度和數量的要求；經破碎后入爐煤煉焦，焦炭質量明顯提高，焦炭強度提高到75%～79%，灰分由原來的15%下降到12%。實際焦炭年增產4%~9%，經濟效益可觀。
另外由于錘式反擊粉碎機是一臺整體設備，故密封性提高，操作環境及生產狀況明顯改善：
(1)進料口大，破碎腔高，適應物料硬度高、塊度大，粉塵少，進入粉碎機軸承的粉塵自然就減少，設備的使用壽命延長，且機箱可翻轉，檢修更方便，使得工人的維修量由原來的每半月檢修一次到每月檢修一次；
(2)柵格尺寸可調，產品粒度可控，顆粒形狀好，生產效率提高10%，機件磨耗小，綜合效益顯著；
(3)錘頭沖擊力大，錘軸安錘頭壽命長安裝可調，年節約備品備件約2000元：
(4)噪音比以前明顯減小，噪音的減小，改善了周圍車間職工的休息環境，減少了潛在隱患；
(5)消除了粉碎機粉塵潛在的爆炸隱患，保障了設備及人身安全。
6、結論
6.1通過增加預破碎系統，安裝液力耦合器，把反擊式粉碎機成功地改造成錘式反擊粉碎機后，經過生產實踐不僅使焦炭的質量、產量得到了提高，節約了近2萬元投資資金，滿足了目前生產的要求。從維修上、操作環境上都得到了顯著的改善。
6.2要注重對粉碎機的日常維護和保養，做到勤檢查勤清掃，發現問題，及時解決，以確實保證設備的正常運轉。
