新型干法回轉(zhuǎn)窯技術(shù)已經(jīng)成為水泥行業(yè)主要的生產(chǎn)工藝，而回轉(zhuǎn)窯的打磚維護(hù)和砌筑也已經(jīng)演變成為一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的領(lǐng)域。對(duì)于水泥廠業(yè)主來說，縮短停窯時(shí)間，降低設(shè)備維修成本，保證作業(yè)安全，提高回轉(zhuǎn)窯利用率成為必須十分重視的問題。縱觀國(guó)內(nèi)外水泥行業(yè)回轉(zhuǎn)窯維修技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展歷史，對(duì)我們的回轉(zhuǎn)窯維護(hù)維修工作有著十分重要的啟示。
1、回轉(zhuǎn)窯維修技術(shù)的發(fā)展沿革
世界水泥工業(yè)干法回轉(zhuǎn)窯打窯皮拆磚技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)階段：
人工/風(fēng)鎬 各種小挖或者滑移裝載機(jī)改裝的打磚機(jī) 專用遙控打磚機(jī)傳統(tǒng)的打窯皮、拆磚維修方法，是人工手持風(fēng)鎬進(jìn)行，待回轉(zhuǎn)窯冷卻到人們可接受的溫度時(shí)，工人手持風(fēng)鎬進(jìn)入窯內(nèi)，進(jìn)行打窯皮和拆磚作業(yè)。這就需要回轉(zhuǎn)窯冷卻時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)用的人力很多，拆除效率低下，而且經(jīng)常伴隨安全事故發(fā)生。
隨著回轉(zhuǎn)窯技術(shù)的發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯的直徑不斷加大，產(chǎn)能不斷提高，從最初的2000噸/日以下發(fā)展到5000噸/日甚至10000噸/日的產(chǎn)能，回轉(zhuǎn)窯直徑也從過去的3米發(fā)展到現(xiàn)在的4.8米甚至6米以上。人工打窯皮拆磚的傳統(tǒng)方法無論是在拆除效率和人力成本方面還是在安全性方面都難以滿足水泥廠的需要。在上世紀(jì)80年代，美國(guó)的爐窯維修承包商最早把小型挖掘機(jī)裝上液壓錘用于水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)打窯皮和拆磚，代替人工進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯維修，提高了打窯皮和拆磚的速度。其主要的改裝還包括割掉小挖的駕駛室以方便進(jìn)入窯門；為了滿足窯內(nèi)高溫高粉塵的條件，加大散熱器的容量。后來小挖掘機(jī)在北美和歐洲的水泥工業(yè)得到不少的應(yīng)用，多種不同型號(hào)的小型挖掘機(jī)被改裝成打磚機(jī)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯的維修。還有的公司把滑移裝載機(jī)改裝成拆磚機(jī)使用。但是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的小挖在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)作業(yè)帶來了不少的實(shí)際問題，主要表現(xiàn)為：
（1）在高溫高粉塵的環(huán)境下，柴油機(jī)故障頻繁，維修成本和維修工作量很大
（2）小挖的兩臂結(jié)構(gòu)不能進(jìn)行上打，視線受限，容易損傷筒體
（3）小挖掘機(jī)噪音大，冒黑煙，不能滿足環(huán)保要求
（4）小挖裝備的液壓錘的沖擊功較小，遇到窯頭澆注料需要更換時(shí)力量太小，無法拆除。
（5）最為關(guān)鍵的是，操作員必須坐在小挖上在窯內(nèi)作業(yè)，惡性人身傷亡事故頻繁發(fā)生，給爐窯公司和水泥廠造成極大的困擾。
為了克服小挖修窯的弊端，八十年代末期，瑞典Brokk公司研制的機(jī)器人形式的遙控打磚機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，這種專業(yè)的拆磚機(jī)一經(jīng)問世，就受到水泥行業(yè)的廣泛歡迎。由于其采用電液驅(qū)動(dòng)、無線遙控和三臂結(jié)構(gòu)的技術(shù)和車小力大的獨(dú)特設(shè)計(jì)理念，專門適應(yīng)于高溫高粉塵的特殊作業(yè)環(huán)境，很快全面取代了小型挖掘機(jī)在水泥回轉(zhuǎn)窯維修中的使用，徹底解決了小挖在拆除效率、操作安全和環(huán)保等方面存在的問題。拆除效率比小挖提高30%以上，并克服了回轉(zhuǎn)窯維修過程中的安全問題，帶來了回轉(zhuǎn)窯維修技術(shù)上的革命，成為國(guó)際知名的水泥公司包括拉法基、海德堡、Holcim、Cemex等跨國(guó)水泥企業(yè)的必選設(shè)備。
三種回轉(zhuǎn)窯拆磚維修方式的對(duì)比
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內(nèi)容 |
人工作業(yè) |
小挖掘機(jī) |
遙控拆磚機(jī) |
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開始拆除時(shí)的窯內(nèi)溫度 |
50oC |
60oC |
90oC |
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打窯皮的平均速度（米/小時(shí)） |
0.8-1.2 |
4-6 |
8-11 |
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打磚的平均速度（米/小時(shí)） |
1-1.3 |
5-7 |
10-12 |
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安全性 |
差 |
中 |
好 |
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對(duì)筒體的損傷可能 |
無 |
有 |
無 |
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作業(yè)環(huán)境 |
差 |
好 |
好 |
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噪音 |
大 |
大 |
低 |
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可選擇的清運(yùn)方式 |
人工
叉車+箕斗 |
滑移裝載機(jī)
叉車+箕斗 |
拆磚機(jī)配鏟斗
叉車+箕斗
滑移裝載機(jī)
皮帶 |
2、水泥回轉(zhuǎn)窯維修的基本要求
水泥窯的維修主要包括打窯皮、拆磚、清理以及砌筑。為了盡量縮短停窯時(shí)間，一般是在回轉(zhuǎn)窯冷卻10-12小時(shí)后進(jìn)行打窯皮和拆磚，這時(shí)窯內(nèi)的溫度仍會(huì)在90oC以上，因此打窯皮和拆磚都是在高溫高粉塵環(huán)境下進(jìn)行。
根據(jù)常識(shí)，一般不希望柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備在高溫高粉塵的條件下使用，因?yàn)椴裼蜋C(jī)不耐高溫，而高粉塵會(huì)糊死空氣濾清器和散熱器，致使故障頻發(fā)，影響打磚作業(yè)。
受窯門尺寸的影響，一般過橋都比較窄，機(jī)器由過橋通過蓖冷機(jī)時(shí)最好要人車分離。駕駛小挖掘機(jī)通過過橋造成人車掉入蓖冷機(jī)的惡性事故國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道。
拆磚和打窯皮是通過液壓破碎錘來進(jìn)行破碎，不可避免的有碎渣蹦濺和窯皮塌落的情況，為了防止人身安全事故的發(fā)生，希望操作者要遠(yuǎn)離作業(yè)面，不要固定坐在機(jī)器上不能躲避。
為了進(jìn)入較小的窯門，而又不想對(duì)窯頭罩進(jìn)行額外的改造，要求打磚機(jī)的寬度和高度要小，重量要輕。同時(shí)液壓破碎錘的沖擊功率要大，以快速完成作業(yè)，而且要打得動(dòng)窯頭澆注料。
拆磚機(jī)要能夠快速打窯皮拆磚，但不能損傷筒體。而這需要液壓錘的沖擊功和頻率窯無級(jí)可調(diào)。
機(jī)器的設(shè)計(jì)必須考慮在高溫高粉塵情況下可靠作業(yè)，故障率要低，使用成本低。因此，國(guó)際普遍的慣例是不再把柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械用在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)打窯皮拆磚。
3、 Brokk遙控打磚機(jī)的拆磚工藝流程
Brokk遙控液壓打磚機(jī)在窯內(nèi)作業(yè)的主要工作流程如下：
回轉(zhuǎn)窯冷卻一段時(shí)間到100oC左右后，機(jī)器開上過橋，站立在過橋上打掉窯頭澆注料，遙控操作，工人在在窯外。 清理完窯頭后，機(jī)器進(jìn)入窯內(nèi)，從前向后打窯皮。打磚機(jī)履帶行走，工作時(shí)支腿放下，三臂快速定位，液壓錘把窯皮打落，然后機(jī)器不斷行進(jìn)。打窯皮的速度一般大于10米/小時(shí)。 窯皮打完后，轉(zhuǎn)窯把窯皮轉(zhuǎn)出窯外。然后機(jī)器再進(jìn)入進(jìn)行打磚作業(yè) 窯皮打完后，拆磚機(jī)進(jìn)窯拆磚，從后向前打，一般拆磚速度達(dá)到12米/小時(shí)。 Brokk拆磚機(jī)可以快速換成鏟斗進(jìn)行清運(yùn)作業(yè)。也可以用運(yùn)磚叉車攜帶箕斗進(jìn)行清運(yùn)，如果是兩個(gè)箕斗輪換，效率很高。也有公司用滑移裝載機(jī)清運(yùn)，人工將隨磚揀入斗內(nèi)。4、Brokk拆磚機(jī)的性能特點(diǎn)
Brokk遙控液壓打磚機(jī)是為了克服用小挖打磚作業(yè)的弊端而研發(fā)的，相對(duì)于小型挖掘機(jī)打磚，其主要的改進(jìn)和優(yōu)勢(shì)在于：
（1）電液驅(qū)動(dòng)，不用柴油機(jī)，低噪音，不冒煙。
（2）履帶行走，工作時(shí)支腿放下保持平衡，解決了小挖容易在窯內(nèi)翻車死人的問題。
（3）無線遙控操作，操作工不需坐在機(jī)器上，可以始終站在窯內(nèi)已經(jīng)清理干凈的安全地方操作機(jī)器。
（4）三大臂結(jié)構(gòu)，模擬人手，可以上打、下打、側(cè)打，不留死角。
（5）車小力大，液壓沖擊錘沖擊功達(dá)610焦耳以上，而且可以連續(xù)調(diào)整，快速拆窯皮又不會(huì)損傷筒體。
（6）使用成本很低，投資回報(bào)快。
5、一機(jī)多能，Brokk遙控打磚機(jī)在中國(guó)水泥工業(yè)的應(yīng)用
1993年第一臺(tái)Brokk遙控拆磚機(jī)進(jìn)入中國(guó)水泥行業(yè)，用于回磚窯的維修，那時(shí)的機(jī)器還是老舊的有線遙控形式，那些機(jī)器一直到今天還在發(fā)揮著作用。后來國(guó)內(nèi)有代表性的冀東水泥、海螺、華新和亞東水泥分別引進(jìn)這種專業(yè)的打磚機(jī)，為提高回轉(zhuǎn)窯利用率和安全生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)。在水泥廠的應(yīng)用主要有：
-回轉(zhuǎn)窯打結(jié)圈、窯皮、打磚
- 打窯頭澆筑料
- 修理預(yù)熱塔和冷卻機(jī)
- 處理結(jié)圈雪人
目前冀東水泥已經(jīng)有四臺(tái)Brokk打磚機(jī)，海螺、四川亞東、蓋澤爐窯、江西亞東、京陽、華潤(rùn)平南水泥、大連小野田、江蘇巨龍、柳州浩陽爐窯公司都長(zhǎng)期使用Brokk打磚機(jī)，從未出現(xiàn)安全事故，為企業(yè)創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)的水泥長(zhǎng)建設(shè)商包括Sinoma、中建材國(guó)際等企業(yè)在國(guó)外的承包項(xiàng)目都采用Brokk拆磚機(jī)。
Brokk公司從小到大共有五個(gè)型號(hào)的拆磚機(jī)可供選擇，適用各種不同的回轉(zhuǎn)窯直徑。后來這種設(shè)備又?jǐn)U展到冶金、建筑和核工業(yè)的應(yīng)用。
此外，Brokk公司還生產(chǎn)水泥回轉(zhuǎn)窯維修的各種其它設(shè)備，包括各種規(guī)格的砌磚機(jī)、激光劃線儀、運(yùn)磚設(shè)備、過橋和安全檢查提籠等，積累了大量提高爐窯維修效率和質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn)。
最近十年以來，Brokk遙控打磚機(jī)被國(guó)外先進(jìn)水泥企業(yè)用于篦冷機(jī)和預(yù)熱塔的維修，杜絕了在預(yù)熱塔維修過程中的人員傷亡，也提高了生產(chǎn)效率。Brokk50機(jī)器人只有470Kg,在分解爐內(nèi)襯的拆除中，巧妙的代替了人工作業(yè)，降低了企業(yè)成本。
Brokk180打“雪人”
Brokk機(jī)器人維修分解爐方案示意圖
6、結(jié)語
最近幾年，國(guó)內(nèi)成立的水泥維修爐窯公司越來越多，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。業(yè)主對(duì)工期的要求、對(duì)施工質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格，安全生產(chǎn)已經(jīng)成為領(lǐng)導(dǎo)者必須重點(diǎn)關(guān)注的問題。幾年來，有些小爐窯公司使用小挖在回轉(zhuǎn)窯維修過程中引起人身傷亡事故的新聞屢有報(bào)道，安徽、重慶等水泥企業(yè)都相繼出現(xiàn)過使用小挖造成人員傷亡的事故，通報(bào)全世界。另外，柴油機(jī)在高溫高粉塵的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)作業(yè)，空氣濾清器和散熱器會(huì)很快被粉塵糊死，易造成柴油機(jī)“拉缸”故障，每拆一次窯，都有更換柴油機(jī)“三濾”,清洗發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎每年就要“大修”一次，費(fèi)用很高。
頻頻發(fā)生的事故警示我們，回轉(zhuǎn)窯和預(yù)熱塔的維修是一項(xiàng)危險(xiǎn)程度高，工況惡劣復(fù)雜，需要專業(yè)維修設(shè)備的工作。簡(jiǎn)單改造的普通工程設(shè)備，雖然在一次投資成本上有所降低，但是帶來的安全隱患，卻是企業(yè)的“不能承受之重”.
提高回轉(zhuǎn)窯維修速度和質(zhì)量，確保安全作業(yè)就必須采用先進(jìn)的專業(yè)拆磚設(shè)備已經(jīng)成為水泥行業(yè)有識(shí)之士的共識(shí)，國(guó)外已經(jīng)走過的彎路我們不能以生命的代價(jià)去重復(fù)。
