1、前言
粉碎机是焦化行业重要设备之一，其运转可靠性直接影响着生产效率及后面工序的正常运行，是保证焦碳质量的前提。天铁焦化厂煤粉碎系统自1982年以来一直采用的是反击式粉碎机，虽几经改造仍不能满足要求。由于我厂精煤水分含量较高，一般在13%以上，且所使用的粉碎机设备过于老化，不能达到焦炉对煤炭的要求，已不能适应生产发展的需要，严重地影响着生产率的提高。根据焦化行业的发展前景和我厂的现实状况，必须对其进行更新改造。通过增加预破碎系统及液力耦合器，将反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机，以提高焦炭质量、产量，满足行业发展需求，适应竞争日益激烈的焦碳销售市场。
2、煤粉碎系统的现状
我厂自备煤系统运行以来，就一直采用反击式粉碎机（配煤盘之后），转子直径为∮1020xl610 mm，配电机功率为550 kW、转速为985 r/min。反击式粉碎机由转子、锤头（板锤），反击板和外壳等组成，产品细度利用调节反击板的间距来控制，利用高速旋转的转子上的板锤，对送人破碎腔内的物料产生高速冲击而破碎，且使已经破碎的物料沿切线方向以高速抛向破碎腔另一端的反击板再次被破碎，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。在往返途中，物料间还有互相碰击作用。由于物料受到板锤的打击、反击板的冲击以及相互之间的碰撞，物料不断产生裂缝，松散而致粉碎。当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时，就被卸出。
反击式粉碎机主要存在以下缺点：(1)板锤转动速度大，磨损快，消耗量大，影响设备使用寿命
由于反击式粉碎机是利用板锤的冲击作用进行破碎的，尤其在冬季时，没有粗破碎系统，一些较大的人粒，给板锤以更大的冲击，加上的板锤速度比较高，电耗与金属磨损急剧增加，一般每一个月就需要更换一次，造成了人力、物力的极大消耗并影响了生产的正常进行。尤其是转子、耦合器轴承，很多时候不是正常损坏，而是粉尘进入轴承内部，破坏润滑脂性能。随着粉尘的增多使轴承滚动体内外圈与煤灰摩擦，造成轴承温度升高，严重时直接影响到转子的寿命。同时，工人的维修量也增加。
(2)维修量大且不方便
由于设备大盖和转子的中心线不在一条线上，这使得起重设备（单梁电葫芦），不能同时满足二者，所以每次检修，拆吊大盖和转子时，总是不太顺利。又因粉碎机场地有限，使得大盖和转子必须吊出操作完才能检修，这样就加大了维修量，延长了检修时间。
另外除尘设备维修量增加，造成浪费。粉尘大必然增加除尘系统的负担，包括管道腐蚀加剧，除尘布袋更换周期缩短（由一年半更换一次，变为一年更换一次），材料消耗增大。
(3)严重影响到职工的身体健康，存在着安全隐患
由于粉尘多，噪声大，一方面对职工的工作和休息造成了严重影响；另一方面操作工人在巡视时，必然会吸人大量的粉尘，天长日久，必然对身体造成严重的伤害，而且长此以往就增加了患职业病的机率。这样不仅给职工造成伤害给企业带来不必要的负担，而且易造成烦躁情绪，埋下了事故隐患。
粉碎机粉尘潜在着爆炸事故发生，当粉尘浓度达到一定值后，在一定温度和含氧量情况下，有一个粉尘爆炸的极限值，遇明火后，会发生粉尘爆炸，让人猝不及防。
(4)使用时间过长，不能满足生产需要
由于是从建厂开始一直使用至今，粉碎机上下机体、上下溜槽都已严重腐蚀、变形较大，密封程度也进一步恶化，严重影响着生产率的提高，已远远不能满足生产发展的需要。
针对以上分析，我们对各式粉碎机进行了比较，对现有系统进行了研究，为了达到充分利用现有装备，减少投资，达到对煤炭细度的要求，提高焦炭质量和产量的目的，决定将将反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机。
3、锤式反击粉碎机的特点
锤式反击粉碎机吸收了锤式粉碎机和反击式粉碎机两种破碎机的优点，高速转动的锤体与物料碰撞面破碎物料，它具有结构简单，破碎比大，生产效率高等特点，可作干、湿两种形式破碎。
煤进入粉碎腔后，被旋转的锤头向着反击板打击，当煤被反击板弹回时，再一次被高速旋转的锤头打击，如此不断循环，直至粉煤从底部排出，粉碎产品成立方体或粒状，粒度均匀，粉尘量更少。物料在高速回转锤头打击和反击板的反击共同作用下，使其瞬间被粉碎，粉碎细度大大提高。取消老式粉碎机下面的篦子，对物料水分适应性强，排料通畅，防止过粉碎。使用调速液力联轴器调节转子转速，破碎脆性煤可用低速，细度的调整可无级进行。机体外壳可借液压油缸打开，便于设备检修及更换锤头，大大减轻了劳动强度。
4、对现有状况的改造
4.1增加预破碎系统
由于锤式反击粉碎机进料粒度要求小于80 mm，而焦化厂在冬季寒冷时，煤结块较大，如直接进入粉碎机会使锤头磨损加剧，容易造成设备损坏，故增加了预破碎系统。设备规模为1040x900mm双齿辊破碎机，使进入破碎机的粒度达到要求。
4.2安装液力耦合器
由于煤中常有大块儿、铁器等坚硬物质出现，对粉碎机的安全生产造成隐患，甚至能造成粉碎机紧急停车，而这时如果电机继续传递功率，这样就在电机与粉碎机之间造成脱节，会使电机带不动粉碎机而烧毁。一台功率为550 kW的电机约为十万元，会造成不必要的损失。所以为保护电机、节约能源，特在电机与粉碎机之间增设液力耦合器。
根据实际情况，我厂选用的液力耦合器为TVA866型限矩型液力耦合器，它是一种动力液力传动元件，其主要特点是：
(1)效率高、结构简单，能带动负载平稳启动，减小对电网的冲击电流，改善其启动性能，提高启动能力。
(2)具有过载保护作用，能隔离扭振和冲击，在多电机传动链中均衡各电机的负荷。
TVA866型限矩型液力耦合器的主要技术参数为：
传动功率：330～620 kW
输入转速：1000 r/min
在安装时，不允许用压板、铁锤敲打，也不允许垫装，以免损坏元件和密封，可借助螺纹孑L将耦合器与工作机输入轴平稳的代人。在启动过程中认真检查调试，发现问题，及时停机。
4.3原反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机
针对我厂反击式粉碎机存在的上述问题，在增加了预破碎系统和液力耦合器后，把反击式粉碎机改造成为锤式反击粉碎机。锤式反击粉碎机主要由转子、锤头、篦子、调整装置和外壳等组成。产品细度通过调整装置调节篦子与锤头的间距来控制。其规格为∮1430xl 300 mm，配套功率还采用采用原来的电机，及配置了TVA866型限矩型液力耦合器。
4.3.1根据现场情况，安装了锤式反击粉碎机，并重新制作了上溜槽，安装后粉碎机中心与电葫芦中心相吻合，这使得吊装较方便，再有个别锤子需要更换时，不用再吊出整台转子，可打开破碎机顶盖和侧门，很方便地进行更换，减少了检修时间，降低了工人的维修量。
4.3.2更换锤头的周期变长，锤式反击粉碎机物料的粉碎主要依靠高速旋转的锤头所产生的动能来实现。由于增加了预破碎系统，所以进粉碎机的煤粒度基本符合要求，粉碎细度靠锤头打击即可，不会因为粒度大造成锤头和下部蓖条挤压和研磨进行破碎，故锤头磨损小，因而更换锤头的周期延长，即使更换也是个别更换，不再象反击式那样一换就必须全部更换。这样就节省了人力、物力。因此，锤式反击粉碎机处理煤量大、生产效率高、结构简单，有较高的破碎比，细度容易调节，单位电耗较小。
5、改造效果
粉碎机经改造后，至今已正常运行5年多，提高了焦炭质量和产量。破碎后煤炭细度由原来<3mm占40%提高到55%～65%，满足了焦炉生产用煤细度和数量的要求；经破碎后入炉煤炼焦，焦炭质量明显提高，焦炭强度提高到75%～79%，灰分由原来的15%下降到12%。实际焦炭年增产4%~9%，经济效益可观。
另外由于锤式反击粉碎机是一台整体设备，故密封性提高，操作环境及生产状况明显改善：
(1)进料口大，破碎腔高，适应物料硬度高、块度大，粉尘少，进入粉碎机轴承的粉尘自然就减少，设备的使用寿命延长，且机箱可翻转，检修更方便，使得工人的维修量由原来的每半月检修一次到每月检修一次；
(2)栅格尺寸可调，产品粒度可控，颗粒形状好，生产效率提高10%，机件磨耗小，综合效益显著；
(3)锤头冲击力大，锤轴安锤头寿命长安装可调，年节约备品备件约2000元：
(4)噪音比以前明显减小，噪音的减小，改善了周围车间职工的休息环境，减少了潜在隐患；
(5)消除了粉碎机粉尘潜在的爆炸隐患，保障了设备及人身安全。
6、结论
6.1通过增加预破碎系统，安装液力耦合器，把反击式粉碎机成功地改造成锤式反击粉碎机后，经过生产实践不仅使焦炭的质量、产量得到了提高，节约了近2万元投资资金，满足了目前生产的要求。从维修上、操作环境上都得到了显著的改善。
6.2要注重对粉碎机的日常维护和保养，做到勤检查勤清扫，发现问题，及时解决，以确实保证设备的正常运转。
粉碎机是焦化行业重要设备之一，其运转可靠性直接影响着生产效率及后面工序的正常运行，是保证焦碳质量的前提。天铁焦化厂煤粉碎系统自1982年以来一直采用的是反击式粉碎机，虽几经改造仍不能满足要求。由于我厂精煤水分含量较高，一般在13%以上，且所使用的粉碎机设备过于老化，不能达到焦炉对煤炭的要求，已不能适应生产发展的需要，严重地影响着生产率的提高。根据焦化行业的发展前景和我厂的现实状况，必须对其进行更新改造。通过增加预破碎系统及液力耦合器，将反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机，以提高焦炭质量、产量，满足行业发展需求，适应竞争日益激烈的焦碳销售市场。
2、煤粉碎系统的现状
我厂自备煤系统运行以来，就一直采用反击式粉碎机（配煤盘之后），转子直径为∮1020xl610 mm，配电机功率为550 kW、转速为985 r/min。反击式粉碎机由转子、锤头（板锤），反击板和外壳等组成，产品细度利用调节反击板的间距来控制，利用高速旋转的转子上的板锤，对送人破碎腔内的物料产生高速冲击而破碎，且使已经破碎的物料沿切线方向以高速抛向破碎腔另一端的反击板再次被破碎，然后又从反击板反弹到板锤，继续重复上述过程。在往返途中，物料间还有互相碰击作用。由于物料受到板锤的打击、反击板的冲击以及相互之间的碰撞，物料不断产生裂缝，松散而致粉碎。当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时，就被卸出。
反击式粉碎机主要存在以下缺点：(1)板锤转动速度大，磨损快，消耗量大，影响设备使用寿命
由于反击式粉碎机是利用板锤的冲击作用进行破碎的，尤其在冬季时，没有粗破碎系统，一些较大的人粒，给板锤以更大的冲击，加上的板锤速度比较高，电耗与金属磨损急剧增加，一般每一个月就需要更换一次，造成了人力、物力的极大消耗并影响了生产的正常进行。尤其是转子、耦合器轴承，很多时候不是正常损坏，而是粉尘进入轴承内部，破坏润滑脂性能。随着粉尘的增多使轴承滚动体内外圈与煤灰摩擦，造成轴承温度升高，严重时直接影响到转子的寿命。同时，工人的维修量也增加。
(2)维修量大且不方便
由于设备大盖和转子的中心线不在一条线上，这使得起重设备（单梁电葫芦），不能同时满足二者，所以每次检修，拆吊大盖和转子时，总是不太顺利。又因粉碎机场地有限，使得大盖和转子必须吊出操作完才能检修，这样就加大了维修量，延长了检修时间。
另外除尘设备维修量增加，造成浪费。粉尘大必然增加除尘系统的负担，包括管道腐蚀加剧，除尘布袋更换周期缩短（由一年半更换一次，变为一年更换一次），材料消耗增大。
(3)严重影响到职工的身体健康，存在着安全隐患
由于粉尘多，噪声大，一方面对职工的工作和休息造成了严重影响；另一方面操作工人在巡视时，必然会吸人大量的粉尘，天长日久，必然对身体造成严重的伤害，而且长此以往就增加了患职业病的机率。这样不仅给职工造成伤害给企业带来不必要的负担，而且易造成烦躁情绪，埋下了事故隐患。
粉碎机粉尘潜在着爆炸事故发生，当粉尘浓度达到一定值后，在一定温度和含氧量情况下，有一个粉尘爆炸的极限值，遇明火后，会发生粉尘爆炸，让人猝不及防。
(4)使用时间过长，不能满足生产需要
由于是从建厂开始一直使用至今，粉碎机上下机体、上下溜槽都已严重腐蚀、变形较大，密封程度也进一步恶化，严重影响着生产率的提高，已远远不能满足生产发展的需要。
针对以上分析，我们对各式粉碎机进行了比较，对现有系统进行了研究，为了达到充分利用现有装备，减少投资，达到对煤炭细度的要求，提高焦炭质量和产量的目的，决定将将反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机。
3、锤式反击粉碎机的特点
锤式反击粉碎机吸收了锤式粉碎机和反击式粉碎机两种破碎机的优点，高速转动的锤体与物料碰撞面破碎物料，它具有结构简单，破碎比大，生产效率高等特点，可作干、湿两种形式破碎。
煤进入粉碎腔后，被旋转的锤头向着反击板打击，当煤被反击板弹回时，再一次被高速旋转的锤头打击，如此不断循环，直至粉煤从底部排出，粉碎产品成立方体或粒状，粒度均匀，粉尘量更少。物料在高速回转锤头打击和反击板的反击共同作用下，使其瞬间被粉碎，粉碎细度大大提高。取消老式粉碎机下面的篦子，对物料水分适应性强，排料通畅，防止过粉碎。使用调速液力联轴器调节转子转速，破碎脆性煤可用低速，细度的调整可无级进行。机体外壳可借液压油缸打开，便于设备检修及更换锤头，大大减轻了劳动强度。
4、对现有状况的改造
4.1增加预破碎系统
由于锤式反击粉碎机进料粒度要求小于80 mm，而焦化厂在冬季寒冷时，煤结块较大，如直接进入粉碎机会使锤头磨损加剧，容易造成设备损坏，故增加了预破碎系统。设备规模为1040x900mm双齿辊破碎机，使进入破碎机的粒度达到要求。
4.2安装液力耦合器
由于煤中常有大块儿、铁器等坚硬物质出现，对粉碎机的安全生产造成隐患，甚至能造成粉碎机紧急停车，而这时如果电机继续传递功率，这样就在电机与粉碎机之间造成脱节，会使电机带不动粉碎机而烧毁。一台功率为550 kW的电机约为十万元，会造成不必要的损失。所以为保护电机、节约能源，特在电机与粉碎机之间增设液力耦合器。
根据实际情况，我厂选用的液力耦合器为TVA866型限矩型液力耦合器，它是一种动力液力传动元件，其主要特点是：
(1)效率高、结构简单，能带动负载平稳启动，减小对电网的冲击电流，改善其启动性能，提高启动能力。
(2)具有过载保护作用，能隔离扭振和冲击，在多电机传动链中均衡各电机的负荷。
TVA866型限矩型液力耦合器的主要技术参数为：
传动功率：330～620 kW
输入转速：1000 r/min
在安装时，不允许用压板、铁锤敲打，也不允许垫装，以免损坏元件和密封，可借助螺纹孑L将耦合器与工作机输入轴平稳的代人。在启动过程中认真检查调试，发现问题，及时停机。
4.3原反击式粉碎机改造成锤式反击粉碎机
针对我厂反击式粉碎机存在的上述问题，在增加了预破碎系统和液力耦合器后，把反击式粉碎机改造成为锤式反击粉碎机。锤式反击粉碎机主要由转子、锤头、篦子、调整装置和外壳等组成。产品细度通过调整装置调节篦子与锤头的间距来控制。其规格为∮1430xl 300 mm，配套功率还采用采用原来的电机，及配置了TVA866型限矩型液力耦合器。
4.3.1根据现场情况，安装了锤式反击粉碎机，并重新制作了上溜槽，安装后粉碎机中心与电葫芦中心相吻合，这使得吊装较方便，再有个别锤子需要更换时，不用再吊出整台转子，可打开破碎机顶盖和侧门，很方便地进行更换，减少了检修时间，降低了工人的维修量。
4.3.2更换锤头的周期变长，锤式反击粉碎机物料的粉碎主要依靠高速旋转的锤头所产生的动能来实现。由于增加了预破碎系统，所以进粉碎机的煤粒度基本符合要求，粉碎细度靠锤头打击即可，不会因为粒度大造成锤头和下部蓖条挤压和研磨进行破碎，故锤头磨损小，因而更换锤头的周期延长，即使更换也是个别更换，不再象反击式那样一换就必须全部更换。这样就节省了人力、物力。因此，锤式反击粉碎机处理煤量大、生产效率高、结构简单，有较高的破碎比，细度容易调节，单位电耗较小。
5、改造效果
粉碎机经改造后，至今已正常运行5年多，提高了焦炭质量和产量。破碎后煤炭细度由原来<3mm占40%提高到55%～65%，满足了焦炉生产用煤细度和数量的要求；经破碎后入炉煤炼焦，焦炭质量明显提高，焦炭强度提高到75%～79%，灰分由原来的15%下降到12%。实际焦炭年增产4%~9%，经济效益可观。
另外由于锤式反击粉碎机是一台整体设备，故密封性提高，操作环境及生产状况明显改善：
(1)进料口大，破碎腔高，适应物料硬度高、块度大，粉尘少，进入粉碎机轴承的粉尘自然就减少，设备的使用寿命延长，且机箱可翻转，检修更方便，使得工人的维修量由原来的每半月检修一次到每月检修一次；
(2)栅格尺寸可调，产品粒度可控，颗粒形状好，生产效率提高10%，机件磨耗小，综合效益显著；
(3)锤头冲击力大，锤轴安锤头寿命长安装可调，年节约备品备件约2000元：
(4)噪音比以前明显减小，噪音的减小，改善了周围车间职工的休息环境，减少了潜在隐患；
(5)消除了粉碎机粉尘潜在的爆炸隐患，保障了设备及人身安全。
6、结论
6.1通过增加预破碎系统，安装液力耦合器，把反击式粉碎机成功地改造成锤式反击粉碎机后，经过生产实践不仅使焦炭的质量、产量得到了提高，节约了近2万元投资资金，满足了目前生产的要求。从维修上、操作环境上都得到了显著的改善。
6.2要注重对粉碎机的日常维护和保养，做到勤检查勤清扫，发现问题，及时解决，以确实保证设备的正常运转。
