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拋丸機結構分析與工作原理
摘 要:以首鋼某常化酸洗機組中的拋丸機為研究對象,介紹了拋丸機的工作原理、設備結構和維護要點。重點對拋丸機的拋丸器和丸粒循環係統進行了結構分析和說明,對拋丸機的設計和維護具有一定的參考價值。

  熱軋矽鋼帶在進行冷軋以前,必須進行酸洗。酸洗的目的是除鱗、去氧化層。對矽鋼帶,一般采用拋丸酸洗。拋丸的目的是對帶鋼表麵進行連續除鱗,帶鋼表麵經丸粒連續打擊,使表麵氧化鐵皮鬆落,從而提高酸洗效果[1]。首鋼某常化酸洗機組用於為下遊的二十輥機組提供合格的原料鋼卷,主要生產無取向高牌號矽鋼和取向矽鋼,該機組在其酸洗槽入口設置了拋丸機,該拋丸機是由 DISA 公司設計製造。以下主要對拋丸機的設備結構進行分析。
1、 拋丸機的主要技術參數(見表 1):

2、拋丸機的工作原理:
  電機驅動拋丸輪在高速旋轉過程中產生離心力和風力,當一定顆粒度的丸粒流入進丸管時(可以控製丸粒的流量)便被加速帶入高速旋轉的分丸輪中,在離心力的作用下,丸粒由分丸輪窗口拋出進入定向套,再經由定向套窗口(控製丸粒的拋打方向)拋出,由高速回轉的葉片拾起,並沿葉片長度方向不斷加速運動直至拋出,拋出的丸粒形成一定的扇形流束,均勻地打擊在帶鋼表麵上,衝擊鐵鏽、氧化皮,使其脫落除去,從而達到對帶鋼清理的目的[2]。
  拋出的丸粒和清理下來的氧化皮等去除物流入拋丸室底部,經下螺旋輸送器運輸至鬥式提升機,由鬥式提升機提升至頂部,再經上螺旋輸送器運輸至丸粒分離器中進行分離,分離後的幹淨丸粒進入丸粒儲料倉再循環利用,碎丸粒和清理下來的去除物由廢料管流出,用戶可回收。清理過程中產生的粉塵通過連接管由風機吸送到除塵器中過濾,清潔空氣排入大氣中,布袋上的灰塵經機械震打落入除塵器底部的集塵袋中,用戶可定期清理。拋丸機的工作原理如圖 1 所示。

3、拋丸機的設備結構:
  拋丸機主要由拋丸器、拋丸室、吹掃室、丸粒循環係統(包括下螺旋輸送器、鬥式提升機、上螺旋輸送器、廢料螺旋輸送器、丸粒分離器、丸粒存儲倉、丸粒供給閥等)、除塵係統、導向輥、支承輥、保護輥、密封簾和密封輥等部分組成,拋丸機示意圖如圖2所示。

圖2 拋丸機示意圖
  拋丸室和吹掃室采用全封閉結構。拋丸室內壁上都裝有耐磨襯板,以防止高速運動彈丸衝擊與磨損外殼。帶鋼經過拋丸室拋丸後表麵仍殘留一部分丸粒或灰塵,吹掃室內裝有一個高壓吹風係統,能及時吹掃帶鋼表麵的丸粒或灰塵,保證了帶鋼表麵處理質量。
  支撐輥安裝在拋丸室的入口和出口,保證帶鋼通過拋丸機時保持在一定的高度。密封輥安裝在拋丸機的入口第一根支撐輥上方,防止丸粒外漏。密封簾安裝在拋丸機的入口和出口,防止丸粒外漏。導向輥安裝在拋丸機的出口,引導帶鋼向上傾斜一定角度。保護輥安裝在拋丸機出口,位於帶鋼下側,起保護出口密封簾的作用。
3.1、拋丸器:
  拋丸機共有八個拋丸器,采用上下雙側拋丸處理。每個拋丸室上裝有四個拋丸器,上下各兩個。每個拋丸器由一部電機、傳動皮帶輪、葉輪軸帶動拋頭轉動。拋丸器安裝在拋丸室上。
  頭是拋丸器的核心部件,主要由進丸管、分丸輪、定向套、葉輪和葉片等部件組成,其結構圖如圖3 所示。
  分丸輪安裝在葉輪的中心,通過聯動盤與葉輪軸聯結,隨葉輪軸同步轉動。分丸輪的前部與進丸管相連,進丸管的作用是向分丸輪喂丸,分丸輪帶有窗口,能將進入到葉片上的丸料進行分配,並推動彈丸使其獲得一定的速度。
  定向套套裝於分丸輪和葉輪之間,固定於拋頭外殼上,不隨分丸輪、葉輪轉動,定向套的作用是控製彈丸最終從葉片拋出的方向。定向套上有一個定向口,定向口的角度可以調整。通過調整定向口的角度可以控製丸料的拋出方向,進而控製丸料的拋打麵積和各處的拋射密度。調整定向套的定向口角度時可鬆去固定定向套的壓塊,使定向套轉到所需的角度位置。
  葉輪通過結合盤與葉輪軸聯結並隨葉輪軸同步轉動。在葉輪上有 8 個燕尾槽。這八個燕尾槽的位置由葉片結構所定。對於直線葉片,必須保證葉片的工作平麵在葉輪的直徑方向上。
  葉片采用直線葉片,共八片,采用帶燕尾槽的底座固定在葉輪上。丸粒從分丸輪中飛出,經過定向套的定向口進入葉片,繼而隨著葉片一起高速旋轉並相對葉片運動,最後從葉片的邊緣拋出,打在帶鋼表麵上。葉片是整個拋丸機中最易磨損的零件,所以葉片應該是方便安裝與拆卸的,將葉片插入葉輪的燕尾槽中。
3.2、丸粒循環係統:
3.2.1、鬥式提升機:
  鬥式提升機采用皮帶傳動,用於將丸砂提升到一定高度供拋丸機使用,主要由底座、檢修段殼體(帶檢修門)、中間段殼體、頭部、驅動裝置、止逆裝置、張緊裝置、皮帶、畚鬥組件、開關以及現場控製按鈕等部件組成,其設備結構圖如下頁圖4 所示。皮帶由氣缸自動控製張緊,張緊力設為1.5~3 bar(用耐熱皮帶時張力設為0.5 bar)。


4、結語: 
  拋丸機在常化酸洗機組上已經投入使用,拋丸質量良好,設備運行良好。對拋丸機的設備結構進行了分析,並且介紹了其維護要點,對拋丸機的設計和維護起到了一些積極的作用。


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