專利名稱：高壓熱態(tài)壓塊機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱態(tài)粉料壓塊技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種高壓熱態(tài)壓塊機。
背景技術(shù)：
國內(nèi)一般常用高壓壓塊機(或壓球機)，均屬于冷壓塊設(shè)備。隨著礦山、 冶金、環(huán)保等領(lǐng)域中新工藝新技術(shù)的出現(xiàn)，對多種物料需要經(jīng)過熱壓成塊以 獲得更高的強度。如鋼鐵行業(yè)中高爐或轉(zhuǎn)爐運轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的冶金塵，目前是 采用冷壓塊設(shè)備進行壓塊后再進入轉(zhuǎn)爐作為一種爐料回收，這些高熱粉塵通 常的做法是用水沖或者是在空氣中自然冷卻到一定溫度，然后再進行脫水、 壓塊或壓球，這種工藝既污染了寶貴的淡水資源，同時也對空氣造成了二次 污染，而其成球的強度卻不是很理想，往往需要借助化學(xué)粘合劑進行輔助成球。特別是對于那些必須進入高爐才能回收冶金塵，傳統(tǒng)成球方式生產(chǎn)出來 的物料球根本無法承受高爐里強大的料柱壓力，這需要有更高的抗壓強度，此時冷壓塊設(shè)備就無能為力了，只有通過增加粘合劑的使用來提高強度。問 題是增加粘合劑的使用會帶來很多弊端，比如成球強度不一致、對轉(zhuǎn)爐或高 爐的爐體造成損傷，會造成空氣污染和對產(chǎn)品品質(zhì)帶來不確定性影響因素等 等。而通過熱態(tài)高壓壓塊，能夠大大提高成球的強度和質(zhì)量。目前比較普遍使用的冷壓成球設(shè)備，是由主機、預(yù)壓機、導(dǎo)料筒、壓輥、聯(lián)軸器、主減速器和液壓站等7部分組成。其工作時，是將不高于5(TC的粉狀物料，通過導(dǎo)料筒進料，物料首先進入預(yù)壓機，在此環(huán)節(jié)盡量排擠出物料 之間的空氣，然后進入主機，主機由電機通過減速機和聯(lián)軸器帶動兩個主軸， 使兩主軸上帶有球窩的壓輥作相對運動，并在液壓站提供的強力擠壓作用 下，使物料成球。對于冷壓塊設(shè)備來說，其壓輥裝配結(jié)構(gòu)主要有-1、 壓輥與主軸的裝配采用大過盈配合；2、 壓輥與主軸通過鍵和脹套相結(jié)合連接。冷壓成球機不需要冷卻系統(tǒng)，但對于高壓熱態(tài)成球機來說，以上結(jié)構(gòu)均
不能用，因為高溫下材料膨脹，無論是過盈配合還是脹套連接均不能保證在 冷態(tài)下的裝配狀態(tài)，材料在高溫下膨脹，壓輥與主軸材質(zhì)不同，材料膨脹量 不同，造成其配合過盈量變化，導(dǎo)致不能傳遞足夠的傳遞扭矩，而本實用專 利中表述的結(jié)構(gòu)則有效解決這一問題。此外冷壓塊設(shè)備無須冷卻系統(tǒng)，而對于熱態(tài)物料壓塊則必須設(shè)計冷卻系統(tǒng)，否則材料在高溫下(最高可達900° C) 強度和耐磨性等都會大大降低，從而在高壓下，材料本身發(fā)生塑性變形，導(dǎo) 致不能有效工作。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種高壓熱態(tài)壓塊機，其結(jié)構(gòu)簡單實用，可有 效解決高溫關(guān)鍵部件的冷卻問題，從而使材料在高溫高壓下，具有足夠的強 度。為實現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案是其包括主機架、預(yù)壓機、料斗、導(dǎo) 料筒、壓輥、聯(lián)軸器、同步齒輪箱、電機減速機和液壓站，壓輥通過軸承座 設(shè)置在主機架上，導(dǎo)料筒固定在壓輥上部的主機架上，料斗設(shè)置在導(dǎo)料筒上 部，預(yù)壓機設(shè)置在料斗的上部，壓輥由壓輥本體和輥套構(gòu)成，壓輥的表面均 布有齒狀溝槽，輥套的下部與齒狀溝槽相對應(yīng)并設(shè)置在齒狀溝槽內(nèi)，在輥套 的兩端底部設(shè)置有凸臺，在壓輥的兩端固定有用于固定輥套的壓塊；其還設(shè) 置有集中冷卻器，在壓輥下部的主機架上設(shè)置有由霧化液管，霧化液管和集 中冷卻器連接；壓輥主軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)密封，旋轉(zhuǎn)密封通過 管道分別與集中冷卻器的冷卻液管以及回液管連接。所述的壓輥軸承座由軸承座本體、連通管和加強板構(gòu)成，加強板和軸承 座本體之間設(shè)置封閉的上、下冷卻腔，上、下冷卻腔通過連通管連接，下冷卻腔和集中冷卻器的出液管連接，上冷卻腔和集中冷卻器的回液管連接。冷 卻液由軸承座的一端進入，充滿下半腔后通過連通管到上半腔，，從而實現(xiàn) 對軸承座的充分冷卻,進而實現(xiàn)對軸承的冷卻。所述的預(yù)壓機包括旋轉(zhuǎn)主軸、支撐架、預(yù)壓螺旋、傳動裝置以及電機， 旋轉(zhuǎn)主軸通過上、下軸承固定在支撐架上，支撐架固定在料斗上，預(yù)壓螺旋 固定在旋轉(zhuǎn)主軸的下部，旋轉(zhuǎn)主軸通過傳動裝置和電機連接，旋轉(zhuǎn)主軸為空
心結(jié)構(gòu)，在其上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)密封，旋轉(zhuǎn)密封分別與集中冷卻器的冷卻液管 以及回液管連接。所述的支撐架的外圍設(shè)置有通冷卻液的夾套，夾套分別與集中冷卻器的 冷卻液管以及回液管連接。所述導(dǎo)料筒的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)護板為中空結(jié)構(gòu)，側(cè)護板上設(shè)置有和集中冷 卻器的冷卻液管以及回液管連接的接口 。所述的同步齒輪箱及減速器的潤滑油道設(shè)置油冷卻器，冷卻器的進液管 和集中冷卻器上的冷卻液管連接。本實用新型的結(jié)構(gòu)有以下特點1、 壓輥裝配結(jié)構(gòu)為分片輥皮嵌裝主軸，無論在冷態(tài)還是在熱態(tài)，從主 軸傳遞給輥皮的扭矩不會改變。而且其維修方便，輥皮為易損件，該結(jié)構(gòu)更 換輥皮也極其方便，不必象冷壓塊設(shè)備那樣，當(dāng)更換輥皮時必須拆卸軸承等。2、 采用集中冷卻系統(tǒng)對設(shè)備主要部件主軸承進行冷卻，由于采用了 集中冷卻，不但保證各主要材料在高溫下有足夠的強度，使設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)成 為可能，而且對用戶的冷卻系統(tǒng)要求可大大降低。3、 設(shè)計溫度控制點，通過檢測冷卻系統(tǒng)的冷卻液進出口溫度，來判斷 冷卻效果，并通過人工或自動調(diào)節(jié)各冷卻管道的進出口閥門來實現(xiàn)對各冷卻 點冷卻液流量的分配，保證各冷卻點都能得到足夠的冷卻。從上所述本實用新型設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單實用，可有效解決高溫關(guān)鍵部件的冷 卻問題，從而使材料在高溫高壓下，具有足夠的強度。由于設(shè)計了冷卻系統(tǒng)， 降低接觸物料的幾個主要工作部件的表面溫度，從而使材料強度和耐磨性在 高溫狀態(tài)下沒明顯降低，進而使整機在高溫下連續(xù)運行成為可能。本壓輥裝 配結(jié)構(gòu)獨特，為分片壓輥與主軸嵌裝，無論熱態(tài)還是冷態(tài)，其與主軸的連接 關(guān)系不變，從主軸傳遞過來的扭矩也確保不變。利用該實用新型技術(shù)，就能 夠生產(chǎn)出能把卯0'C以下的熱態(tài)物料擠壓成型的專用設(shè)備。其能夠大大提高 物料的成球強度，避免了物料在冷卻過程中，對環(huán)境造成的二次污染，熱態(tài) 返料還能夠節(jié)約能源，甚至在其他領(lǐng)域派生出新的生產(chǎn)工藝等等，社會效益 十分顯著。

圖l是高壓熱態(tài)壓塊機的裝配圖圖2是高壓熱態(tài)壓塊機的裝配圖的左視圖圖3是實用新型的冷卻系統(tǒng)配置圖。圖4是壓輥裝配結(jié)構(gòu)圖圖5是圖4的左視局部剖視圖。圖6是分片壓輥的零件圖圖7是輥瓦零件圖圖8是圖7的左視剖視圖圖9壓輥冷卻結(jié)構(gòu)圖圖10是圖9的局部右視剖視圖圖ll是軸承座零件圖圖12是圖11的俯視剖視圖圖13是預(yù)壓機裝配圖圖14是導(dǎo)料筒部件圖圖中1、主機架，2、預(yù)壓機，3、冷卻器液管，4、聯(lián)軸器，5、同步 齒輪箱，6、電機減速機，7、液壓站，8、電機，9、同步齒輪箱及減速器， 10、油冷卻器，11、總冷卻液管，12、油冷卻器進液管，13、壓輥軸承進液 管，14、壓輥主軸進液管，15、導(dǎo)料筒側(cè)護板進液管，16、預(yù)壓機上、下軸 承進液管，17、預(yù)壓機主軸進液管，18、回液管，19、集中冷卻器，20、旋 轉(zhuǎn)密封，21、傳動裝置，22、支撐架，23、料斗，24、預(yù)壓螺旋24， 25、導(dǎo) 料口部件，26、導(dǎo)料架，27、導(dǎo)料筒，28、側(cè)護板，29、螺栓，30、壓輥， 31、高溫軸承，32、軸承座，33、螺母，34、螺栓，35，輥套，36、壓輥主 軸，37、壓塊，38、旋轉(zhuǎn)密封，39、軸承座本體，40、連通管，41、加強鋼 板，42、霧化液管，43、螺栓。
具體實施方式
結(jié)合附圖，說明本實用新型的具體實施例。如圖l、圖2所示，本實用新型主要由其包括主機架l、預(yù)壓機2、料斗23、 導(dǎo)料筒27、壓輥30、聯(lián)軸器4、同步齒輪箱5、電機減速機6和液壓站7，壓輥 30通過軸承座32設(shè)置在主機架1上，導(dǎo)料筒27固定在壓輥上部的主機架1上， 料斗23設(shè)置在導(dǎo)料筒27上部，預(yù)壓機2設(shè)置在料斗23的上部，其還設(shè)置有集 中冷卻器19,集中冷卻器19通過冷卻器液管3對壓輥30、預(yù)壓機2以及導(dǎo)料筒 27部件等進行降溫，保證材料在高溫狀態(tài)下強度不降低，通過檢測冷卻系統(tǒng) 的冷卻液進出口溫度可以發(fā)出報警信號，回油溫度過高則切斷系統(tǒng)動力，停 止工作。電機減速器6帶動同步齒輪箱5，通過聯(lián)軸器4拖動主機架1中的兩壓 輥相對運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對物料壓縮成塊，預(yù)壓機2是為了對物料進行預(yù)先壓縮， 排出部分空氣并把物料強制送入兩壓輥中間。液壓站7是為給壓輥總成提供 足夠的壓力，同時也為保護設(shè)備，防止不可壓縮物進入壓輥中間后損壞設(shè)備。如圖3所示為本實用新型的冷卻液配置圖，全部冷卻點所需冷卻液都由 總冷卻液管ll進入。同步齒輪箱及減速器9潤滑油由油冷卻器10進行冷卻， 其冷卻液由油冷卻器進液管12分配。壓輥軸承通過壓輥軸承座和壓輥主軸通 入冷卻液進行冷卻，其冷卻液由壓輥軸承進液管13和壓輥主軸進液管14分 配。預(yù)壓機導(dǎo)料筒側(cè)板是為了防止物料從壓輥兩側(cè)漏料，必須進行冷卻，其 冷卻液由導(dǎo)料筒側(cè)護板進液管15分配，預(yù)壓機上、下軸承也必須進行冷卻， 由帶夾套的軸承座和主軸通入冷卻液來進行冷卻，其冷卻液由預(yù)壓機上、下 軸承進液管16和預(yù)壓機主軸進液管17進行分配。全部冷卻液最后由各自的回 液管18接入集中冷卻器19,集中冷卻器19主要對冷卻液進行冷卻，通過通入 冷卻水對冷卻液進行冷卻，冷卻后的冷卻液又重新返回系統(tǒng)。若用戶具備軟 化冷卻水條件時，可以不要集中冷卻器19，由冷卻液管直接接入用戶的軟化 水系統(tǒng)，而回液管18可直接接入用戶的回水系統(tǒng)。油冷卻器10和集中冷卻器 19為列管式冷卻器或螺旋板冷卻器，主要是通入冷卻水對熱介質(zhì)進行熱交 換，實現(xiàn)對熱介質(zhì)的冷卻。如圖4、 5、 6、 7、 8所示為壓輥裝配結(jié)構(gòu)。壓輥裝配是主機設(shè)備的主要 部件，該結(jié)構(gòu)主要由高溫軸承31、軸承座32 、螺母33和螺栓34 、分片輥 套35、主軸36、壓塊37旋轉(zhuǎn)密封38構(gòu)成。壓輥主軸36由高溫軸承31通
過軸承座32支撐在主機機架上。壓輥30由壓輥本體和分片輥套35構(gòu)成， 壓輥本體的表面均布有齒狀溝槽，齒狀溝槽呈鋸齒狀或梯形齒狀，本實施例 為鋸齒狀。分片輥套35的下部與齒狀溝槽相對應(yīng)并設(shè)置在齒狀溝槽內(nèi)，在 分片輥套35的兩端底部設(shè)置有凸臺，在壓輥30的兩端固定有用于固定輥套 的壓塊37。分片輥套35的兩側(cè)面與壓輥主軸36的鋸齒面配合，壓塊37的 內(nèi)側(cè)面與輥瓦的"A"面和"B"面接觸，兩壓塊共同作用從而限制了分片 輥套35的徑向位移和軸向位移，進而實現(xiàn)定位。輥套采用高紅硬性的材料， 整體加工后切開后磨削，然后嵌裝在主軸36的鋸齒內(nèi)，分片輥套35兩端用 壓塊37防止輥套軸向竄動，并與輥套在徑向有配合關(guān)系，給輥套35進行徑 向定位，壓塊37由高強度不銹鋼螺栓34、螺母33與壓輥主軸36進行固連。 上述結(jié)構(gòu)有效解決了輥套與主軸的裝配問題，其裝配關(guān)系不因溫度變化而有 所變化，保證了足夠的傳遞扭矩，此外，維修更換簡單方便，使用效果良好 可靠。壓輥主軸36為空心結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)密封38，旋轉(zhuǎn)密封38通過管道 分別與集中冷卻器的冷卻液管以及回液管連接。旋轉(zhuǎn)密封38通入冷卻液對高 溫軸承31進行冷卻，帶夾套的軸承座32也通入冷卻液對軸承31進行冷卻。如圖9、 IO所示為壓輥冷卻結(jié)構(gòu)圖。由霧化液管42和蟝栓43組成， 一定 壓力的冷卻液進入霧化液管后霧化噴至壓輥表面，冷卻液接觸高溫壓輥后迅 速汽化，從而實現(xiàn)對壓輥表面的冷卻，霧化液管42由螺栓43固定在主機機架 上。霧化液管和集中冷卻器19連接；通過對壓輥進行噴霧冷卻，可降低壓輥 表面溫度。如圖ll、 12所示為軸承座的零件圖。所述的壓輥軸承座由軸承座本體32、 連通管40和加強板41構(gòu)成，加強板41和軸承座本體32之間設(shè)置封閉的上、下 冷卻腔，上、下冷卻腔通過連通管40連接，下冷卻腔和集中冷卻器的出液管 連接，上冷卻腔和集中冷卻器的回液管連接。冷卻液由軸承座的一端進入， 充滿下半腔后通過連通管到上半腔，從而實現(xiàn)對軸承座的充分冷卻,進而實 現(xiàn)對軸承的冷卻。 如圖13所示為預(yù)壓機的主要結(jié)構(gòu)。所述的預(yù)壓機包括旋轉(zhuǎn)主軸、支撐架 22、預(yù)壓螺旋24、傳動裝置21以及電機，旋轉(zhuǎn)主軸通過上、下軸承固定在支 撐架22上，支撐架22固定在料斗23上，預(yù)壓螺旋24固定在旋轉(zhuǎn)主軸的下部， 旋轉(zhuǎn)主軸通過傳動裝置21和電機連接，旋轉(zhuǎn)主軸為空心結(jié)構(gòu)，在其上端設(shè)置 有旋轉(zhuǎn)密封20，旋轉(zhuǎn)密封20分別與集中冷卻器19的總冷卻液管11以及回液管 18連接。旋轉(zhuǎn)密封20的作用是為旋轉(zhuǎn)主軸(空心軸)內(nèi)部通入冷卻液。因為主軸是在不停轉(zhuǎn)動的，而冷卻液進出te管是不動的，故采用旋轉(zhuǎn)密封。旋轉(zhuǎn)密封主要是為隔開冷卻液與經(jīng)過熱交換后帶有一定溫度的冷卻回液。旋轉(zhuǎn)密封為 定型產(chǎn)品，在各個行業(yè)均有廣泛應(yīng)用。傳動裝置21的作用是預(yù)壓機由傳動裝 置21帶動預(yù)壓螺旋部24，實現(xiàn)對物料的壓縮，并通過導(dǎo)料口部件25把物料喂 入兩壓輥之間。主軸軸承由帶夾套的支撐裝置21支撐，夾套分別與集中冷卻 器的總冷卻液管以及回液管連接，軸承由在夾套內(nèi)通入冷卻液實現(xiàn)冷卻，冷 卻液由下口進入，上口排出，以實現(xiàn)充分冷卻。支撐架22的作用是為了支撐 整個傳動裝置21，為預(yù)壓螺旋部件24提供一個固定的回轉(zhuǎn)中心。預(yù)壓螺旋24 的作用是真正實現(xiàn)對物料壓縮的部件。當(dāng)傳動裝置21帶動其旋轉(zhuǎn)時，即可實 現(xiàn)對物料的壓縮，使物料排出部分空氣。如圖14所示為導(dǎo)料筒部件25，其主要有導(dǎo)料架26，導(dǎo)料筒27，側(cè)護板 28,螺栓29組成，物料在預(yù)壓螺旋作用下進入導(dǎo)料筒27后，在側(cè)護板28限制 下進入兩壓輥，側(cè)護板28同時與壓輥30之間有合適的間隙來防止物料從壓輥 兩側(cè)流出，側(cè)護板28由不銹鋼螺栓29固定在導(dǎo)料架26上，由于攜帶一定壓力 的物料始終作用在側(cè)護板上28，其工作條件比較惡劣，必須對其進行冷卻， 兩側(cè)護板本身是中空結(jié)構(gòu)，冷卻液從下口進入，上口排出，以實現(xiàn)對兩側(cè)護 板的冷卻。
權(quán)利要求1、 一種高壓熱態(tài)壓塊機，其包括主機架(1)、預(yù)壓機(2)、料斗(23)、 導(dǎo)料筒(27)、壓輥(30)、聯(lián)軸器(4)、同步齒輪箱(5)、電機減速機(6) 和液壓站(7),壓輥(30)通過軸承座(32)設(shè)置在主機架(1)上，導(dǎo)料 筒(27)固定在壓輥上部的主機架(1)上，料斗(23)設(shè)置在導(dǎo)料筒(27) 上部，預(yù)壓機(2)設(shè)置在料斗(23)的上部，其特征是壓輥(30)由壓 輥本體和分片輥套(35)構(gòu)成，壓輥(30)的表面均布有齒狀溝槽，分片輥 套(35)的下部與齒狀溝槽相對應(yīng)并設(shè)置在齒狀溝槽內(nèi)，在分片輥套(35) 的兩端底部設(shè)置有凸臺，在壓輥的兩端固定有用于固定輥套的壓塊；其還設(shè) 置有集中冷卻器(19),壓輥(30)主軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)密封， 旋轉(zhuǎn)密封通過管道分別與集中冷卻器的總冷卻液管(11)以及回液管(18) 連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓熱態(tài)壓塊機，其特征是壓輥軸承座(32) 由軸承座本體(39)、連通管(40)和加強板(41)構(gòu)成，加強板(41)和 軸承座本體(39)之間設(shè)置封閉的上、下冷卻腔，上、下冷卻腔通過連通管(40)連接，下冷卻腔和集中冷卻器的出液管連接，上冷卻腔和集中冷卻器 的回液管連接。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓熱態(tài)壓塊機，其特征是在壓輥(30)下部 的主機架(1)上設(shè)置有霧化液管(42),霧化液管(42)和集中冷卻器(19) 連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓熱態(tài)壓塊機，其特征是所述的預(yù)壓機包 括旋轉(zhuǎn)主軸、支撐架(22)、預(yù)壓螺旋(24)、傳動裝置(21)以及電機(8)， 旋轉(zhuǎn)主軸通過上、下軸承固定在支撐架(22)上，支撐架(22)固定在料斗 (23)上，預(yù)壓螺旋(24)固定在旋轉(zhuǎn)主軸的下部，旋轉(zhuǎn)主軸通過傳動裝置 (21)和電機(8)連接，旋轉(zhuǎn)主軸為空心結(jié)構(gòu)，在其上端設(shè)置有旋轉(zhuǎn)密封 (20)，旋轉(zhuǎn)密封(20)分別與集中冷卻器(19)的總冷卻液管(11)以及 回液管(18)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓熱態(tài)壓塊機,其特征是:所述的支撐架(22) 上設(shè)置有通冷卻液的夾套，夾套分別與集中冷卻器的總冷卻液管(11) 以及回液管(18)連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓熱態(tài)壓塊機，其特征是所述導(dǎo)料筒(27) 的兩側(cè)設(shè)置有側(cè)護板(28)為中空結(jié)構(gòu)，側(cè)護板上設(shè)置有和集中冷卻器的總冷 卻液管以及回液管連接的接口 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高壓熱態(tài)壓塊機，其特征是在同步齒輪箱及 減速器(9)的潤滑油道上設(shè)置油冷卻器，油冷卻器的冷卻進液管和集中冷 卻器上的總冷卻液管連接。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓熱態(tài)壓塊機，其包括主機架、預(yù)壓機、料斗導(dǎo)料筒、壓輥、聯(lián)軸器、同步齒輪箱、電機減速機和液壓站，壓輥由壓輥本體和分片輥套構(gòu)成，壓輥的表面均布有齒狀溝槽，分片輥套的下部與齒狀溝槽相對應(yīng)并設(shè)置在齒狀溝槽內(nèi)，在分片輥套的兩端底部設(shè)置有凸臺，在壓輥的兩端固定有用于固定輥套的壓塊；其還設(shè)置有集中冷卻器，壓輥主軸為空心結(jié)構(gòu)，其一端設(shè)置旋轉(zhuǎn)密封，旋轉(zhuǎn)密封通過管道分別與集中冷卻器的總冷卻液管以及回液管連接。本實用新型設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單實用，可有效解決高溫關(guān)鍵部件的冷卻問題，從而使材料在高溫高壓下，具有足夠的強度。
文檔編號B30B15/34GK201020860SQ200720089679
公開日2008年2月13日 申請日期2007年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月10日
發(fā)明者李瑞平 申請人:李瑞平