1999年2月投產(chǎn)的5#窯，選用了BMH-CP公司的CP冷卻機(jī)。該冷卻機(jī)是20世紀(jì)90年代初Claudius - Peters公司開發(fā)的帶有凹槽篦板的第3代篦冷機(jī)，冷卻效果較好，熱回收率高，是新型干法窯配套的理想設(shè)備。本文就CP冷卻機(jī)及其在我公司的應(yīng)用情況作一介紹。
1、CP冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
1.1 CP冷卻機(jī)的結(jié)構(gòu)
    我公司所用CP冷卻機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。該冷卻機(jī)分二段，中間加一破碎機(jī)，以破碎大塊熟料。第一段篦床共47排，其中第1～3排為固定篦板，其后為相間排列的活動(dòng)篦板與固定篦板（各22排，每排12塊），由12臺(tái)風(fēng)機(jī)供風(fēng)，整個(gè)篦床斜度為3°，以使熟料人冷卻機(jī)有一個(gè)向下的推力，便于輸送。第二段篦床也是47排，其中23排為活動(dòng)篦板，24排為固定篦板，整個(gè)篦床為水平布置，用5臺(tái)風(fēng)機(jī)供冷卻風(fēng)。
1.2 CP冷卻機(jī)的特點(diǎn)
1.2.1篦板結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
(1)使用了槽形阻力篦板。該冷卻機(jī)采用了槽形阻力篦板（即Mulden篦板），Mulden篦板有3種類型——低漏料Mulden篦板、分室供風(fēng)的Mulden篦板和抗漏料側(cè)篦板。
    通常篦板上部受熱較下部強(qiáng)烈，下部冷卻效果較好，致使傳統(tǒng)的篦板容易向下彎曲（約1Omm），從而使熟料卸落區(qū)域出現(xiàn)沖蝕磨損。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的篦板（其肋板、隔板、機(jī)架鑄造于篦板下方）使用前后的變化情況見圖2(a)。而低漏料Mulden篦板，其蓋板與基架分離，從而消除了彎曲應(yīng)變，減小了篦板的磨損及篦板漏料，其使用前后情況見圖2(b)。
    從圖2可知，Mulden篦板與傳統(tǒng)篦板比具有明顯的優(yōu)勢。一是采用了適應(yīng)熱應(yīng)力需要的新設(shè)計(jì)，可消除篦板彎曲；二是篦板漏料可減少30%以上，并可長時(shí)間保持篦板間較小的間隙，避免受熱熟料沖擊區(qū)域的沖蝕；三是篦板壽命可較傳統(tǒng)篦板延長近2倍。同時(shí)，篦板由易磨件的前緣、覆蓋板及保持固定的基架三部分組成，其中易磨件可通過空氣室下部進(jìn)行拆換。
    (2)篦板間搭接方式獨(dú)特。Mulden篦板的獨(dú)至特處主要在于兩個(gè)篦板之間搭接部分的橫向間隙。該篦板可代替老式帶孔篦板用于篦床玲卻區(qū)段。
    （3，采用了抗漏料側(cè)部篦板。采用抗漏料側(cè)部篦板的目的在于減少側(cè)向間隙，以減少漏料及磨損。因側(cè)部篦板是篦冷機(jī)受磨損最嚴(yán)重的部分，磨損后首先導(dǎo)致細(xì)粒熟料沿篦板和鑄件的側(cè)面縫隙漏料。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，允許篦板和鑄件的側(cè)面間隙為7mm～lOmm．而抗漏料側(cè)部篦板直接裝配在固定篦板的支撐梁上，因此兩者之間沒有間隙。在活動(dòng)篦板部分僅允許存在2mm間隙，以保證篦板運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)活動(dòng)篦板要求有較大的側(cè)向間隙以補(bǔ)償支撐梁的受熱延伸，而抗漏料側(cè)部篦板的這種補(bǔ)償功能則由側(cè)部篦板與砌筑面間的熟料床來承提，故可將側(cè)向間隙減至最小，從而使邊緣篦板漏料減少90%左右，整個(gè)篦床漏料減少60%—70%；且抗漏料側(cè)部篦板隨其它篦板～起“漂浮”，因此篦板支撐粱的熱延伸不會(huì)影響篦板間隙；此外，篦板運(yùn)動(dòng)區(qū)域的部件選用耐磨材料制作。
1.2.2空心梁充氣
    為保證篦床均勻供風(fēng)，消除“紅河”現(xiàn)象，CP冷卻機(jī)除在篦板結(jié)構(gòu)上采取上述措施外，在供風(fēng)系統(tǒng)中則采用了空心梁充氣技術(shù)。該冷卻機(jī)共配備了17臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)（二段篦床5臺(tái)，一段篦床12臺(tái)）。其中，一段所配12臺(tái)風(fēng)機(jī)中就有5臺(tái)供空心梁（二段篦床中所有固定篦板的支撐梁均為空心梁）充氣，因此可有效地調(diào)節(jié)一段篦床的用風(fēng)，避免了“紅河”現(xiàn)象，提高了冷卻機(jī)的冷卻效果。此外，一段篦床下另配有1臺(tái)脈沖風(fēng)機(jī)，可確保卸料區(qū)的熟料均勻、松散。
1.2.3冷卻機(jī)中間設(shè)置輥式破碎機(jī)
    該CP冷卻機(jī)選用輥式破碎機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的高速錘式破碎機(jī)。輥式破碎機(jī)設(shè)置在冷卻機(jī)一段與二段之間。這樣既可降低建設(shè)投資，叉可延長破碎機(jī)的使用壽命，而且經(jīng)一段篦床冷卻后的熟料，經(jīng)過破碎后進(jìn)入二段冷卻，可使冷卻效果提高。但所用輥式破碎機(jī)應(yīng)具有很好的抗熱能力和抗震性。
1.2.4液壓技術(shù)
    該CP冷卻機(jī)廣泛使用了液壓技術(shù)。如冷卻機(jī)的傳動(dòng)和輥式破碎機(jī)的傳動(dòng)均采用了液壓系統(tǒng)，從而既可降低系統(tǒng)能耗，叉能增加系統(tǒng)生產(chǎn)能力和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
2 CP冷卻機(jī)的操作和控制
    CP冷卻機(jī)的操作控制比較簡單，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)采用了3個(gè)單獨(dú)的PLC，即冷卻機(jī)傳動(dòng)、輥破的運(yùn)行和冷卻機(jī)灰斗的卸料由各自獨(dú)立的PLC控制。操作員發(fā)出操作指令后，各PLC開始運(yùn)行。輥式破碎機(jī)運(yùn)行后，各破碎輥按程序設(shè)置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；灰斗卸灰根據(jù)料位變化自動(dòng)卸料；冷卻機(jī)傳動(dòng)則由PID調(diào)節(jié)。在CP冷卻機(jī)操作中，一般選擇脈沖風(fēng)機(jī)出口壓力與篦床速度形成PID同路，設(shè)定合適的壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻機(jī)速度。冷卻機(jī)速度控制范圍0--25次/min，沖程為130mm。
    必須說明的是，生產(chǎn)中冷卻機(jī)的用風(fēng)量要足夠、合適，只有做到這一點(diǎn)，才能保證冷卻效果和最大限度的熱回收利用。
    該CP冷卻機(jī)自1999年2月投入使用以來，總體情況（包括冷卻效果和運(yùn)行穩(wěn)定性等）令人滿意，但生產(chǎn)中也發(fā)生一些故障。對現(xiàn)代化的大型水泥生產(chǎn)線來說，設(shè)備故障帶來的損失非常大，因此通過分析總結(jié)和逐步摸索，尋求設(shè)備的維護(hù)、保養(yǎng)和維修技術(shù)非常重要。
    (1)輥式破碎機(jī)護(hù)套破損。在試生產(chǎn)中，冷卻機(jī)曾發(fā)生3次破碎機(jī)護(hù)套開裂垮落的破損事故，且一旦一個(gè)護(hù)套破損，必然影響其他護(hù)套。經(jīng)分析認(rèn)為，原護(hù)套材質(zhì)硬度大、延伸率低、抗高溫性能差是造成其破損的原因。后通過改變輥套材料成分（增加Cr含量）降低了材料硬度、提高了材料的彈性和抗高溫能力。安裝新制的輥套后，再?zèng)]有發(fā)生破損現(xiàn)象。
    此外，因輥破是依靠輥?zhàn)娱g的擠壓力研磨破碎熟料的，因此兩輥間的間隙要合理，且盡可能地避免金屬物進(jìn)入輥式破碎機(jī)，以免損壞設(shè)備。
    (2)堆雪人、結(jié)大球。CP冷卻機(jī)在熟料卸料區(qū)使用了脈沖供氣方式，可有效地分散熟料層，防止冷卻機(jī)堆雪人、結(jié)大塊現(xiàn)象的發(fā)生。但在操作中，若未能注意窯的合理操作和冷卻機(jī)的配套控制，仍易造成冷卻機(jī)堆雪人、結(jié)大塊。如窯內(nèi)過燒就易使冷卻機(jī)堆雪人。因高溫熔融的熟料來不及冷卻就卸人冷卻機(jī)，容易在窯口、冷卻機(jī)端壁結(jié)瘤，再加上冷卻機(jī)控制不良，冷卻不好，就會(huì)產(chǎn)生雪人。又如冷卻機(jī)因突發(fā)故障而停止運(yùn)行，高溫物料在冷卻機(jī)篦床上停留時(shí)間過長，就容易形成巨塊，從而造成冷卻機(jī)啟動(dòng)困難。在試生產(chǎn)中，這樣的故障發(fā)生了3次，最長的一次造成停窯96h。
  (3)冷卻機(jī)出料口堵塞。這一故障的主要原因是：懸浮的熟料粉塵遇到冷卻機(jī)內(nèi)的噴水，就會(huì)凝結(jié)在冷卻機(jī)側(cè)壁上并越來越厚，到一定厚度時(shí)會(huì)突然垮落而堵塞冷卻機(jī)出口，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致停窯。預(yù)防和解決的最有效方法是勤檢查和及時(shí)清理；此外提高冷卻機(jī)噴水的低限溫度及減少噴水次數(shù)和噴水量，也能有效防止或減少這一故障的發(fā)生。
    (4)冷卻機(jī)內(nèi)產(chǎn)生“紅河”。“紅河”現(xiàn)象是冷卻機(jī)操作中的常見故障。即高溫熟料在一段篦床內(nèi)未能冷卻到要求的溫度，紅熱熟料在冷卻機(jī)內(nèi)流動(dòng)，進(jìn)入輥破、流人二段篦床，從觀察孔或人孔門可見紅色熟料流。CP冷卻機(jī)雖采用了阻力篦板和空心梁充氣，但在試產(chǎn)中仍然易出現(xiàn)“紅河”。后在檢修中，我們增加了“橋板”（CP冷卻機(jī)篦板種類中，一種可改變物料流動(dòng)方向的篦板）的數(shù)量并進(jìn)行合理分布，有效地防止了“紅河”現(xiàn)象的發(fā)生。
3、結(jié)語
    (1) CP冷卻機(jī)使用了槽型阻力篦板及獨(dú)特的搭結(jié)方式，可消除篦板的彎曲，減少漏料，延長篦板的使用壽命，并易于更換易磨損部件。此外．采用抗漏料側(cè)部篦板可使側(cè)向間隙減到最小，從而可減少漏料和磨損。
    (2) CP冷卻機(jī)采用了空心充氣梁技術(shù)，可有效地調(diào)節(jié)一段篦床的用風(fēng)，避免“紅河”現(xiàn)象的發(fā)生；一段篦床下所配的脈沖風(fēng)機(jī)，可確保卸料區(qū)的熟料均勻、松散。
    (3)我公司CP冷卻機(jī)自投入使用以來，總體情況良好，但也曾發(fā)生如“紅河”、“堆雪人”、出料口堵塞等故障，后通過在生產(chǎn)中的摸索和改進(jìn)，基本消除了上述現(xiàn)象，達(dá)到了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)要求。