0、前言
为适应水泥厂湿法窑改造而发展起来的湿磨干烧技术，利用湿法水泥厂原有的原料湿法制备系统，将料浆脱水后经烘干破碎系统烘干、打散后送人新型干法窑中进行锻烧。在这一生产工艺中，烘干破碎机是湿磨干烧系统中的关键设备之一，要求其具有低阻、高效的工艺特性，在工作温度较高的情况下可长期稳定地运转。以往在水泥厂湿改干工程中选用的烘干破碎机多为进口产品，价格极其昂贵，湿改干工程与全干法相比最大的优势是一次性投资少，所以开发性能卓越的国产烘干破碎机就显得尤为重要。
浙江湖州达强水泥厂位于太湖之滨，我院承担其用于处理太湖淤泥的2 000t/d湿磨干烧水泥熟料生产线的改造。结合此工程我院研制开发了国内最大的PCH4225锤式烘干破碎机，处理量130～160 t/h（干基），现已经投入运行，使用状况良好。现对此设备的设计研发作一简要介绍。
1、工作原理
经压滤机脱水后的湿料饼由特殊的叶轮给料机及分料装置喂入烘干破碎机，在烘干破碎机的进料箱内料饼与预热器引入的热风相接触，进行强烈的热交换，湿料饼在通过进料箱内的分料装置时被进一步打散，沿破碎机转子轴向初步散开，此时料饼表面的大部分水分在此被蒸发。预烘干的料饼和热气流一起进入破碎机的破碎腔，在转子和弧形板间被锤头进一步打散，并与热风进行充分的热交换，被烘干的细粉随着热风通过出风管进入上升管道。粗粉则又回到破碎机的破碎腔被继续打散，直至能够被热风带走为止。烘干破碎机的结构见图1。
2、能力与规格的确定
2.1 实际烘干打散能力的确定
首先以烘干破碎机进口至烘干破碎机出口为平衡范围进行料气热平衡计算，确定系统中料饼含水量以及所需热量与实际烘干能力之间的关系，见图2。所以当C1旋风筒的废气温度、烘干破碎机的出口废气温度及进入烘干破碎机的料饼含水量确定后，烘干破碎机的实际烘干打散能力也随之确定。在湖州达强2 000 t/d湿改干工程中，进口风温530～600℃，出口风温160～180℃，料饼含水量≤20%；此时烘干破碎机的实际烘干打散能力可达130～160 t/h（干基），完全可满足窑产量。
2.2烘干破规格的确定
烘干破碎机规格主要通过理论计算及对目前在国内湿改干工程中应用的国内外烘干破碎机的结构和实际工艺操作参数的研究、对比、分析基础上确定。特别是近几年，我院自行开发的烘干破碎机在江山、皖维、达强一期等1000 t/d湿磨干烧生产线上的成功应用，更为此次开发2 000 t/d生产线的烘干破碎机奠定了坚实的基础。到目前为止，国内湿改干工程中使用的国内外烘干破碎机的基本参数如表1。
为实现烘干破碎机高效低阻的目标，我院自行开发的烘干破碎机，其转子采用合适的宽径比，配上专用的叶轮给料机及分料装置喂料机及分料机构，可以使进入破碎机的物料在转子宽度方向上分布较为均匀，提高了破碎机的打散效果及物料在破碎机中的热交换效率，同时有效减少了热气流旁流现象。从而使破碎机内部温度分布均匀，显著改善破碎机的工作状况，减少转子、弧形板及壳体的热变形。
3、设备的组成及结构特点
如图1所示，本机由传动装置、皮带轮罩、破碎机本体、进出料箱和冷却装置组成。
3.1传动装置
破碎机由YR系列三相异步电动机驱动，电机经弹性联轴节驱动小皮带轮的转动。一对带双列向心球面滚子轴承的轴承座支承着上列传动零件，整个传动部件装在同一个传动底座上，传动底座就位在四根滑轨上，底座可由螺杆推拉作前后移动，以张紧传动皮带（见图3）。
电动机采用YR系列电机，工作电压为6 000V，传动功率为1000 kW，根据用户实际使用工况和处理量，具体装机功率可作上下调整。主传动动力经窄V型皮带拖动驱动破碎机工作。
3.2破碎机本体
破碎机本体由机体、隔板和转子体组成，见图4所示。
(1)机体。机体是带有加强筋的钢板焊接件结构，由上部的进料端机体、出料端机体和下机体及弧形板、底架等分别用螺栓联接而成。机体内的工作表面装有单独分开可更换的衬板，为了防止细粉进入壳体端面和转子的端盘之间，在此特别布置了圆周的扇形衬板，这些衬板都用螺栓安装固定在机壳上，日常维修可以通过机壳上大检修门进行。底部弧形板装置由一小段中心弧形板及两块半圆形弧形板底板组成，两块半圆形弧形板底板可以向两端打开，便于设备内部的检查和底部衬板以及锤头、锤轴的更换。底架由型钢制成，下机体直接安放在底架上，用地脚螺栓灌浆固定在土建基础上。机体具有刚度大，抗热变形好的特点。
(2)转子体。破碎机主要工作部件是转子体，转子体由锤盘、锤头、主轴、隔套、冷却盘及支承装置和大皮带轮等，见图5。
主轴支撑在用油脂润滑的带拆卸套的自调心滚子轴承上，轴承座的迷宫密封附带一个毛毡密封圈，采用组合式密封，确保有效地防止灰尘进入轴承，每个轴承座安装一个热电阻来测量轴承温度。大皮带轮通过胀套固定在主轴上，装、拆非常方便。锤头由特殊的耐磨钢制造，锤头可以绕锤轴3600全回转。转子具有较大的转动惯量，使转子破碎机在不均匀喂料的情况下可以平稳地运行工作。轴承座内侧特制的冷却盘以及轴端窜水强制冷却装置，确保烘干破碎机在较高的工作温度下其转子轴承能够正常工作。
(3)隔板。隔板设置在转子的上部，进料端壳体与出料端壳体之间。隔板可根据所配系统的热工工艺参数情况，如风温、风量、产量等参数的变化来增减其数量，以保证破碎腔内合理的风速和压降。
(4)水冷却系统。为降低轴承温度，在转子主轴两端设置了水冷却系统，冷却水通过装在轴端头的旋转接头进入轴端盲孔，通过进水管道上的阀门来调节冷却水量，装在出口管道上的流量计可直接读出冷却水流量（图6）。
(5)进出料装置。进出料装置由进料箱、膨胀节、出料箱、调节板和框架等组成（图7）。
进料箱为钢板焊接结构，进料口和进风口设置在其上部，内部浇铸保温衬砌，中部设置四根分料杆，呈“十”字形排列。进料箱的两侧各设置了一个检修门，通过检修门可以方便地进行内部检修。与进料箱的出口相联的是柔性膨胀节，膨胀节内部有一衬套，在衬套与膨胀节填充岩棉可保护膨胀节免受高温的影响。膨胀节可以吸收破碎机及进料箱在垂直方向上的线性膨胀量以及隔离破碎机振动对上部进料箱的影响。
框架为一型钢焊接结构，设置在膨胀节、出料箱与破碎机之间。出口一侧设置了可自由调节的调节板，调整调节板开度的大小，可选择合适的出料细度和风速。
出料箱为钢板焊接结构，置于框架之上。内部局部区域设置了衬板，以保护出料箱免受料饼无料的直接冲击冲刷。其出口与工艺管道相连，外侧为防止结露设置了外保温。
4、实际应用
本次开发的PCF4225锤式烘干破碎机于2004年2月在湖州达强水泥厂2 000 t/d湿改干工程中投入生产，至今—直正常工作。当该厂将窑熟料产量提到2 600 t/d时，烘干破碎机仍能长时期地正常工作；工作中设备运行平稳，轴承温升无异常，转子及壳体热膨胀均匀，无明显的热变形，破碎机密封性能良好，对外界及工艺操作参数有相当较宽泛的适应能力。烘干破碎机的热效率及压力损失均达到设计指标且优于国外同类产品。
5、结语
目前，正值国家对经济进行宏观调控以抑制固定资产投资增长过快的时期，水泥行业首当其冲。普通新型干法水泥厂建设面临土地及信贷资金双重压力，在当前的经济环境下，湿磨干烧工艺特别是对原有湿法生产线迸行湿改干改造时，项目多方面的优势渐渐显露出来。
首先，项目得到国家环保政策的大力支持，在结合湿法厂改造时，能将大量工业排放废弃物如电石渣、废石灰、粉煤灰、焦炭粉等等及天然江河湖泊中的淤泥等作为水泥生产中的原料或燃料使用，变废为宝，同时也消除了环境污染。
其次，原有湿法生产线进行湿改干改造时，利用的是原工厂的土地，这在当前严格进行土地整治的大环境下，与新建干法厂需要土地审批相比具有天壤之别。
再次，由于是对原有湿法生产线进行湿改干改造，可充分利用原有生料制备系统及料浆储存调整系统，只需对烧成系统进行改造，其静态投资只及全干法投资的50%～60%。这在信贷紧缩的当前，无疑具有特别重要的意义。
综上所述，在当前全干法水泥厂投资遭到政策、土地、信贷等多方面制约时，符合国家环保政策的老厂湿改干工程便显得更加切实可行。
目前南京水泥设计研究院自行开发设计的各种规格烘干破碎机及其喂料锁风装置已成功应用于浙江江山、安徽皖维、湖州达强等1000 t/d～2 000 t/d湿改干生产线。生产实践标明表明，该系列烘干破碎系统具有工作稳定、低阻、高效、操作范围广、适应能力强的特点。尤其是与国外同类产品相比，不但性能优良，价格更是远远低于进口产品，这对于进一步降低湿改干工程的成本，增强竞争力是大有裨益的。
三门峡富通新能源销售破碎机、颚式破碎机、锤式破碎机、圆锥式破碎机等破碎机械设备。
