摘要:

新型干法回转窑技术已经成为水泥行业主要的生产工艺，而回转窑的打砖维护和砌筑也已经演变成为一个竞争激烈的领域。对于水泥厂业主来说，缩短停窑时间，降低设备维修成本，保证作业安全，提高回转窑利用率成为必须十分重视的问题。纵观国内外水泥行业回转窑维修技术和设备的发展历史，对我们的回转窑维护维修工作有着十分重要的启示。

1、回转窑维修技术的发展沿革

世界水泥工业干法回转窑打窑皮拆砖技术发展至今已经经历了三个阶段：

人工/风镐 各种小挖或者滑移装载机改装的打砖机 专用遥控打砖机

传统的打窑皮、拆砖维修方法，是人工手持风镐进行，待回转窑冷却到人们可接受的温度时，工人手持风镐进入窑内，进行打窑皮和拆砖作业。这就需要回转窑冷却时间长，动用的人力很多，拆除效率低下，而且经常伴随安全事故发生。

随着回转窑技术的发展，回转窑的直径不断加大，产能不断提高，从最初的2000吨/日以下发展到5000吨/日甚至10000吨/日的产能，回转窑直径也从过去的3米发展到现在的4.8米甚至6米以上。人工打窑皮拆砖的传统方法无论是在拆除效率和人力成本方面还是在安全性方面都难以满足水泥厂的需要。在上世纪80年代，美国的炉窑维修承包商最早把小型挖掘机装上液压锤用于水泥回转窑内打窑皮和拆砖，代替人工进行回转窑维修，提高了打窑皮和拆砖的速度。其主要的改装还包括割掉小挖的驾驶室以方便进入窑门；为了满足窑内高温高粉尘的条件，加大散热器的容量。后来小挖掘机在北美和欧洲的水泥工业得到不少的应用，多种不同型号的小型挖掘机被改装成打砖机应用于回转窑的维修。还有的公司把滑移装载机改装成拆砖机使用。但是柴油机驱动的小挖在回转窑内作业带来了不少的实际问题，主要表现为：

（1）在高温高粉尘的环境下，柴油机故障频繁，维修成本和维修工作量很大

（2）小挖的两臂结构不能进行上打，视线受限，容易损伤筒体

（3）小挖掘机噪音大，冒黑烟，不能满足环保要求

（4）小挖装备的液压锤的冲击功较小，遇到窑头浇注料需要更换时力量太小，无法拆除。

（5）最为关键的是，操作员必须坐在小挖上在窑内作业，恶性人身伤亡事故频繁发生，给炉窑公司和水泥厂造成极大的困扰。

为了克服小挖修窑的弊端，八十年代末期，瑞典Brokk公司研制的机器人形式的遥控打砖机应运而生，这种专业的拆砖机一经问世，就受到水泥行业的广泛欢迎。由于其采用电液驱动、无线遥控和三臂结构的技术和车小力大的独特设计理念，专门适应于高温高粉尘的特殊作业环境，很快全面取代了小型挖掘机在水泥回转窑维修中的使用，彻底解决了小挖在拆除效率、操作安全和环保等方面存在的问题。拆除效率比小挖提高30%以上，并克服了回转窑维修过程中的安全问题，带来了回转窑维修技术上的革命，成为国际知名的水泥公司包括拉法基、海德堡、Holcim、Cemex等跨国水泥企业的必选设备。

三种回转窑拆砖维修方式的对比

内容	人工作业	小挖掘机	遥控拆砖机
开始拆除时的窑内温度	50oC	60oC	90oC
打窑皮的平均速度（米/小时）	0.8-1.2	4-6	8-11
打砖的平均速度（米/小时）	1-1.3	5-7	10-12
安全性	差	中	好
对筒体的损伤可能	无	有	无
作业环境	差	好	好
噪音	大	大	低
可选择的清运方式	人工 叉车+箕斗	滑移装载机 叉车+箕斗	拆砖机配铲斗 叉车+箕斗 滑移装载机 皮带

2、水泥回转窑维修的基本要求

水泥窑的维修主要包括打窑皮、拆砖、清理以及砌筑。为了尽量缩短停窑时间，一般是在回转窑冷却10-12小时后进行打窑皮和拆砖，这时窑内的温度仍会在90oC以上，因此打窑皮和拆砖都是在高温高粉尘环境下进行。

根据常识，一般不希望柴油机驱动的设备在高温高粉尘的条件下使用，因为柴油机不耐高温，而高粉尘会糊死空气滤清器和散热器，致使故障频发，影响打砖作业。

受窑门尺寸的影响，一般过桥都比较窄，机器由过桥通过蓖冷机时最好要人车分离。驾驶小挖掘机通过过桥造成人车掉入蓖冷机的恶性事故国内外都有报道。

拆砖和打窑皮是通过液压破碎锤来进行破碎，不可避免的有碎渣蹦溅和窑皮塌落的情况，为了防止人身安全事故的发生，希望操作者要远离作业面，不要固定坐在机器上不能躲避。

为了进入较小的窑门，而又不想对窑头罩进行额外的改造，要求打砖机的宽度和高度要小，重量要轻。同时液压破碎锤的冲击功率要大，以快速完成作业，而且要打得动窑头浇注料。

拆砖机要能够快速打窑皮拆砖，但不能损伤筒体。而这需要液压锤的冲击功和频率窑无级可调。

机器的设计必须考虑在高温高粉尘情况下可靠作业，故障率要低，使用成本低。因此，国际普遍的惯例是不再把柴油机驱动的工程机械用在回转窑内打窑皮拆砖。

3、 Brokk遥控打砖机的拆砖工艺流程

Brokk遥控液压打砖机在窑内作业的主要工作流程如下：

回转窑冷却一段时间到100oC左右后，机器开上过桥，站立在过桥上打掉窑头浇注料，遥控操作，工人在在窑外。 清理完窑头后，机器进入窑内，从前向后打窑皮。打砖机履带行走，工作时支腿放下，三臂快速定位，液压锤把窑皮打落，然后机器不断行进。打窑皮的速度一般大于10米/小时。 窑皮打完后，转窑把窑皮转出窑外。然后机器再进入进行打砖作业 窑皮打完后，拆砖机进窑拆砖，从后向前打，一般拆砖速度达到12米/小时。 Brokk拆砖机可以快速换成铲斗进行清运作业。也可以用运砖叉车携带箕斗进行清运，如果是两个箕斗轮换，效率很高。也有公司用滑移装载机清运，人工将随砖拣入斗内。

4、Brokk拆砖机的性能特点

Brokk遥控液压打砖机是为了克服用小挖打砖作业的弊端而研发的，相对于小型挖掘机打砖，其主要的改进和优势在于：

（1）电液驱动，不用柴油机，低噪音，不冒烟。

（2）履带行走，工作时支腿放下保持平衡，解决了小挖容易在窑内翻车死人的问题。

（3）无线遥控操作，操作工不需坐在机器上，可以始终站在窑内已经清理干净的安全地方操作机器。

（4）三大臂结构，模拟人手，可以上打、下打、侧打，不留死角。

（5）车小力大，液压冲击锤冲击功达610焦耳以上，而且可以连续调整，快速拆窑皮又不会损伤筒体。

（6）使用成本很低，投资回报快。

5、一机多能，Brokk遥控打砖机在中国水泥工业的应用

1993年第一台Brokk遥控拆砖机进入中国水泥行业，用于回砖窑的维修，那时的机器还是老旧的有线遥控形式，那些机器一直到今天还在发挥着作用。后来国内有代表性的冀东水泥、海螺、华新和亚东水泥分别引进这种专业的打砖机，为提高回转窑利用率和安全生产打下了良好基础。在水泥厂的应用主要有：

-回转窑打结圈、窑皮、打砖

- 打窑头浇筑料

- 修理预热塔和冷却机

- 处理结圈雪人

目前冀东水泥已经有四台Brokk打砖机，海螺、四川亚东、盖泽炉窑、江西亚东、京阳、华润平南水泥、大连小野田、江苏巨龙、柳州浩阳炉窑公司都长期使用Brokk打砖机，从未出现安全事故，为企业创造了大量的经济效益。我国的水泥长建设商包括Sinoma、中建材国际等企业在国外的承包项目都采用Brokk拆砖机。

Brokk公司从小到大共有五个型号的拆砖机可供选择，适用各种不同的回转窑直径。后来这种设备又扩展到冶金、建筑和核工业的应用。

此外，Brokk公司还生产水泥回转窑维修的各种其它设备，包括各种规格的砌砖机、激光划线仪、运砖设备、过桥和安全检查提笼等，积累了大量提高炉窑维修效率和质量的经验。

最近十年以来，Brokk遥控打砖机被国外先进水泥企业用于篦冷机和预热塔的维修，杜绝了在预热塔维修过程中的人员伤亡，也提高了生产效率。Brokk50机器人只有470Kg,在分解炉内衬的拆除中，巧妙的代替了人工作业，降低了企业成本。

Brokk180打“雪人”

Brokk机器人维修分解炉方案示意图

6、结语

最近几年，国内成立的水泥维修炉窑公司越来越多，竞争也越来越激烈。业主对工期的要求、对施工质量的要求也越来越严格，安全生产已经成为领导者必须重点关注的问题。几年来，有些小炉窑公司使用小挖在回转窑维修过程中引起人身伤亡事故的新闻屡有报道，安徽、重庆等水泥企业都相继出现过使用小挖造成人员伤亡的事故，通报全世界。另外，柴油机在高温高粉尘的回转窑内作业，空气滤清器和散热器会很快被粉尘糊死，易造成柴油机“拉缸”故障，每拆一次窑，都有更换柴油机“三滤”,清洗发动机，发动机几乎每年就要“大修”一次，费用很高。

频频发生的事故警示我们，回转窑和预热塔的维修是一项危险程度高，工况恶劣复杂，需要专业维修设备的工作。简单改造的普通工程设备，虽然在一次投资成本上有所降低，但是带来的安全隐患，却是企业的“不能承受之重”.

提高回转窑维修速度和质量，确保安全作业就必须采用先进的专业拆砖设备已经成为水泥行业有识之士的共识，国外已经走过的弯路我们不能以生命的代价去重复。