2009年7月，广铁公司新上的20万吨焦炭破碎技改工程正式投入使用，然而，在使用过程中出现了三个大难题：一是破碎机使用率低，材料浪费严重；二是齿盘磨损严重，使用寿命短；三是由于购进原料的不同，冶炼工艺相应改变，相应地，冶炼工艺对焦炭粒度集中率的要求也相应改变。在这种情况下，运输公司2009年下半年和2010年第一季度几乎都是忙于对破碎机齿盘的铸造、加工、拆装、维修和技改当中，由于是新的生产线，大家对破碎机的性能不够了解，因此，对具盘的铸造、加工、拆装和维修过程都是一步一步地摸索。因此，解决齿盘的这三个难题对整个广铁公司生产的正常运行具有重大意义。
1、原破碎机齿盘制造工艺和使用原理
1.1如图1所示，原破碎机齿盘是由齿辊和齿板用螺杆联接安装在轴上使用，当齿板上的齿被磨平（齿盘的辊皮即齿辊外径和齿板也相应地被磨平）后。整个齿盘由于间隙过大或者无齿勾料，破碎机也因吃不进焦炭而报废了。而整个齿盘从铸造、加工、热处理到安装至少要历时1个月时间，花费材料成本30 000元／套，整个齿盘重848公斤，报废后齿盘重753公斤，磨损掉95公斤，即齿盘利用率仅为11. 2%（磨损掉重量除以齿盘原重）。
1.2如图1所示，齿板用螺杆固定在齿辊上，由于在使用过程中，齿和齿辊都被磨损掉了，用于固定的螺杆头也不可避免地被磨损了，偶有未磨损的，螺杆头的内六角也被焦炭粉中的硫腐蚀得毫无规则可言了，再加上破碎机本身结构问题和空间明限，限制了齿板的拆装空间，相应地，拆换齿板的难度也就无形地加大了。
1.3破碎机齿盘的原始材料为ZG35CrLlnSiTiRe，后依次改为ZGMn13、ZG65Mn，但这几种材料做的齿盘寿命均不超过一个月，寿命极短。
1.4综上所述，根据原齿盘制造工艺生产出来的齿盘存在的主要问题是：A、齿盘利用率低；B、齿盘寿命短；C、齿盘拆装困难，D、齿盘可调性小。
2、破碎机齿盘制造工艺的改进
2.1 齿盘结构的改进
图2所示为分别为齿盘改进前、后结构图。
齿盘改进前结构：齿盘由齿辊和齿板采用镶嵌式用螺杆固定，齿板为几个齿共同连在一齿板上的长条形铸件，齿板尺寸为600mm×108mm×50mm．
齿盘改进后结构：齿辊和齿板分开，每一个齿板上只有一个齿，齿板尺寸为100mm×20哪×73哪；齿板用电焊固定在卷筒（卷筒用10哪厚钢板卷成内径比齿辊外径小3咖的卷筒）上，然后上机床车圆卷筒内径比齿辊外径大2mm，再把卷筒和齿辊焊死即可。
2.2齿盘改进前、后优缺点
2.2.1改进前优点
齿板可直接在机子上拆装。
2.2.2 改进前缺点
2.2.2.1齿板磨平后整个齿盘就宣布报废了，利用率仅为11.2%。
2.2.2.2加工一套齿盘从铸造、加工、热处理到完工至少需要一个月时间，需花费成本费用至少20 000元。
2.2.2.3 齿板拆装困难。
2.2.3 改进后优点
2.2.3.1 由于齿板尺寸小，在铸造、热处理过程中不易变形，所以齿板内弧易于控制，不用加工，可节省齿板加工费．
2.2.3.2 由于省去了齿板加工时间，因此可大大缩短整个齿盘的制造周期。
2.2.3.3 由于齿板是通过焊接把卷简和齿板固定的，当齿板严重磨损后，可以把焊缝磨掉，换上新的卷筒，而齿辊没有受到丝毫损伤，仍可继续使用，因此，整个齿盘的利用率也就大大地提高了（齿板重1.2 kg/件（每个齿盘有56个齿，卷筒重8.1 kg/件，而齿辊可重复利用，因此，齿盘寿命提高，齿盘的利用率可约算为89%(56×8.11 (56×1.2+8.1)%)，较改进前提高了77. 8%。
2.2.3.4 齿盘可调性大，因为齿盘利用率高，要改变破出焦炭粒度集中率，也就是改变齿盘辊皮外径，这只需要通过改变齿板厚度即可。
2.2.4改进后缺点
2.2.4.1不能在机子上直接拆装。
2.2.4.2增加了焊接工序．
3、齿盘改进方案可行性分析
3.1 齿盘改进需要解决以下几个问题
3.1.1齿板能否铸出；
3.1.2铸出的齿板热处理后变形会不会影响齿板与卷筒的接触：
3.1.3齿板厚度改变是否容易。
3.2可行性分析
3.2.1如图3所示，齿板尺寸规格为100mm×20mm×73mm，铸件最小厚度为20mm，热节圆为∮30mm，从(1)可知，无论是砂型铸造还是金属型铸造，公称尺寸为100mm×20mmX73mm，最大热节圆为∮30皿，壁厚只要有10mm就足以满足钢水流动性要求，而且不会使铸件产生裂纹，因此，改后齿板铸造工序是可行的．
3.2.2齿板尺寸规格为100m×20mmX73mm，内弧半径为R244，弦高为5.2mm，从《钢铁热处理实用技术》的介绍，同时结合我公司热处理生产实践，整理出如表l所示两种尺寸规格零件的热处理结果。两种尺寸零件热处理前后弦高差均小0.5mm，根本不影响齿板与卷筒接触面积，因此齿板热处理完全可行。
3.2.3经过4次实践，我公司把120mn×18mm×50mm和60mm×18mmXmm50两种规格尺寸的钢板焊在旧齿辊上继续破焦炭，从使用到焊上的钢板磨平，未发现有钢板是因焊逢出问题而脱落的。
3.2.4拆换齿盘时，因为改进后齿盘由齿辊和卷筒齿板构成，两者用电焊固定，齿辊外径大于轴承座最大公称尺寸，所以拆装时只需要打磨掉齿辊与卷简齿板间焊缝即可轻松拆下。
4、结论
4.1采用单个齿板拼焊在卷筒上可大幅度提高齿盘利用率．
4.2把齿盘分为齿辊和卷筒齿板两部分制造可大大提高齿盘寿命。
4.3把齿盘分为齿辊和卷筒齿板两部分制造，要想调节焦炭粒度集中率，只需改变齿板模具厚度即可轻易达到目的．
