李恒旭　　李小麗

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠）

摘要：介紹了鋼鐵行業(yè)翻車機(jī)卸料時(shí)的產(chǎn)塵機(jī)理，通過理論分析和計(jì)算，合理確定了翻車機(jī)除塵技術(shù)原理，包括密閉方式、抽風(fēng)量的大小、抽風(fēng)點(diǎn)的位置及數(shù)量等。該技術(shù)用于鞍鋼翻車機(jī)揚(yáng)塵治理取得了良好的除塵效果。

關(guān)鍵詞：翻車機(jī)；揚(yáng)塵；產(chǎn)塵機(jī)理；密閉；抽風(fēng)量

1  前言

翻車機(jī)作為一種大型、高效率的卸車設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于我國(guó)大中型鋼鐵公司，用于翻卸裝有塊、粒狀鐵礦石的標(biāo)準(zhǔn)高度的敞車。根據(jù)結(jié)構(gòu)，翻車機(jī)可分為轉(zhuǎn)子式、側(cè)傾式、端側(cè)式、雙車轉(zhuǎn)子式等多種，目前國(guó)內(nèi)鋼鐵企業(yè)應(yīng)用多為轉(zhuǎn)子式，故本文僅對(duì)轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)揚(yáng)塵治理進(jìn)行研究。翻車機(jī)進(jìn)行翻車作業(yè)時(shí)，由于物料快速高落差落下會(huì)產(chǎn)生大量揚(yáng)塵，導(dǎo)致翻車機(jī)室粉塵到處飛揚(yáng)，經(jīng)檢測(cè)，粉塵濃度可達(dá)上千毫克每立方米，嚴(yán)重危害著崗位工人的身體健康。

目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用的方法是水噴霧(水力除塵)或廠房密閉負(fù)壓吸塵的方法，但都難以收到理想的效果。

本文就鞍鋼煉鐵總廠新燒結(jié)原料3#翻車機(jī)現(xiàn)場(chǎng)考察情況進(jìn)行分析，研究翻車機(jī)揚(yáng)塵治理方案。

2  現(xiàn)場(chǎng)描述

3#翻車機(jī)和鞍鋼第二發(fā)電廠F1#翻車機(jī)并列布置在同一翻車機(jī)室（如圖1），F(xiàn)1#翻車機(jī)主要用于翻卸電廠燃煤，燃煤濕度大，粉塵量?。?#為KFJ—3A二支座轉(zhuǎn)子式翻車機(jī)，主要用于翻卸球團(tuán)礦及精礦粉等物料，其中尤以球團(tuán)礦粉塵量最大。本文即以3#翻車機(jī)翻卸球團(tuán)礦時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵為研究對(duì)象。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際考察，3#翻車機(jī)在翻料開始兩三秒時(shí)間內(nèi)，瞬間卸料量少而慢，灰塵量少；隨著翻轉(zhuǎn)的進(jìn)行，瞬間卸料量增大，在翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)到110°～150°之間時(shí)，瞬間卸料量達(dá)到最大，此時(shí)物料中的微細(xì)粉塵沿翻車機(jī)翻轉(zhuǎn)方向隨著快速外溢的氣流沿料倉外側(cè)（背卸料側(cè)）向上迅速逸出，并彌漫到廠房?jī)?nèi)外：當(dāng)物料落到下方料倉后一兩秒鐘，在料倉的內(nèi)側(cè)（卸料側(cè)）有少量粉塵外逸，隨著翻車機(jī)轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)復(fù)位，隨靠車梁亦有部分粉塵上揚(yáng)。盡管在翻車機(jī)內(nèi)側(cè)有水噴淋除塵，但是效果甚微，特別是當(dāng)有北風(fēng)穿堂而過時(shí)，粉塵從南門大量彌散，形成紅褐色塵幕向外飄散。在無風(fēng)時(shí)，僅隨空車廂帶出的粉塵亦會(huì)彌漫至室外。 

圖1翻車機(jī) 

3  產(chǎn)塵機(jī)理

（1）翻車機(jī)在翻卸物料時(shí)，球團(tuán)礦與球團(tuán)礦、球團(tuán)礦與車廂內(nèi)壁之間產(chǎn)生碰撞和擠壓，半封閉空間中的空氣受到擾動(dòng)，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，粉塵剪切壓縮造成塵化，該過程主要發(fā)生在翻車剛開始的兩三秒鐘，時(shí)間短、揚(yáng)塵量小、速度慢；

（2）翻車機(jī)卸料后瞬間，物料攜入大量的空氣進(jìn)入料倉，造成料倉內(nèi)很大的正壓環(huán)境，大量含塵氣體從沒有物料下落的翻車機(jī)外側(cè)排出，此部分揚(yáng)塵占了整個(gè)翻車過程粉塵量的絕大部分，且上升速度較快，平均流速0.6m/s左右；

（3）在卸完后兩三秒的時(shí)間里，因翻車機(jī)回轉(zhuǎn)及氣體流通通道被空處，仍有少量的粉塵在殘余正壓作用下從內(nèi)側(cè)冒出，但上升速度明顯低于外側(cè)。

4  治理對(duì)策

4.1  密閉

針對(duì)以上揚(yáng)塵特點(diǎn)，并考慮外界氣流影響，欲以最小的風(fēng)量達(dá)到最好的收塵效果，可設(shè)一大型密閉罩（如圖2），將翻車機(jī)上部至料倉口外圍整體密封。并考慮為不妨礙翻車機(jī)檢修可在密閉罩上方設(shè)電動(dòng)式移動(dòng)頂罩，其運(yùn)行導(dǎo)軌建在翻車機(jī)進(jìn)出口端部向外約300mm處的軌道梁上，軌道梁由地面鋼架支撐，當(dāng)翻車機(jī)內(nèi)需要檢修時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作可使電動(dòng)頂罩迅速開啟，以保證檢修工作的順利進(jìn)行。

圖2密閉罩

為防止翻車機(jī)室南北向的火車進(jìn)出門有穿堂風(fēng)對(duì)密閉罩內(nèi)負(fù)壓的影響，在密閉罩的南北方向設(shè)置電動(dòng)對(duì)開門。其啟閉與翻車機(jī)聯(lián)鎖控制：當(dāng)摘鉤平臺(tái)抬起的瞬間，車廂即將進(jìn)入翻車機(jī)室時(shí)，電動(dòng)對(duì)開門自動(dòng)開啟；當(dāng)轉(zhuǎn)子準(zhǔn)備翻轉(zhuǎn)瞬間，給電動(dòng)對(duì)開門電動(dòng)聯(lián)鎖信號(hào)（與翻車機(jī)轉(zhuǎn)子翻轉(zhuǎn)電信號(hào)聯(lián)鎖），電動(dòng)對(duì)開門自行關(guān)閉，而當(dāng)車廂出轉(zhuǎn)子時(shí)，給電動(dòng)對(duì)開門信號(hào)（與推車器電動(dòng)信號(hào)聯(lián)鎖）使其自動(dòng)開啟。整個(gè)過程自動(dòng)控制，并設(shè)人工現(xiàn)場(chǎng)控制。

另，在密閉罩適當(dāng)?shù)胤剑ūM量遠(yuǎn)離揚(yáng)塵量大的地方）開設(shè)觀察窗及小型單開門，便于崗位人員觀察設(shè)備運(yùn)行情況及維修。

4.2  吸塵罩及風(fēng)量的設(shè)置

4.2.1 吸塵點(diǎn)的設(shè)置

從以上描述可知，揚(yáng)塵主要集中在外側(cè)（即背對(duì)卸料一側(cè)），且據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，粉塵在上揚(yáng)前有向外側(cè)的分速度，這主要是因?yàn)橥鈧?cè)無物料下落及內(nèi)側(cè)物料下落時(shí)誘導(dǎo)氣流沖擊在下方料斗錐形側(cè)壁上后，有反彈向外側(cè)斜上方回流的趨勢(shì)，欲控制這部分主要的含塵氣流，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間位置考慮，抽風(fēng)點(diǎn)設(shè)置在翻車機(jī)室-3.5M平臺(tái)外側(cè)為最佳，既可保證不影響設(shè)備檢修又較大限度地利用了揚(yáng)塵氣流的動(dòng)能，可利用較小的風(fēng)量較快處理絕大部分的揚(yáng)塵。該吸塵點(diǎn)定義為吸塵點(diǎn)Ⅰ。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，外側(cè)瞬間上升氣流速度最高可達(dá)1.2m/s，若以此最大氣流速度來設(shè)計(jì)上述抽風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量則其結(jié)果將較大。因已將翻車機(jī)整體密閉，所以，上述-3.5M平臺(tái)處的抽風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量可依據(jù)揚(yáng)塵平均速度進(jìn)行設(shè)計(jì)即可，對(duì)于風(fēng)速過大而未能捕集的揚(yáng)塵，待其上升到密閉罩上部速度降低之后及受頂罩阻擋回旋之后再在移動(dòng)頂罩下邊緣處的密閉罩側(cè)板上設(shè)置較小的抽風(fēng)點(diǎn)即可較快達(dá)到相同的捕集效果。該吸塵點(diǎn)定義為吸塵點(diǎn)Ⅱ。

同理，對(duì)于翻車機(jī)內(nèi)側(cè)部分揚(yáng)塵，由于離外側(cè)吸塵罩較遠(yuǎn)（～8.7m），若想較快將其完全捕獲，在保證控制風(fēng)速的前提下，則需要的過大的抽風(fēng)量，因此可在該側(cè)密閉罩頂罩下緣側(cè)板上設(shè)置抽風(fēng)點(diǎn)，以較小的風(fēng)量較快捕獲因速度較大而逃逸的部分粉塵及隨靠車梁回轉(zhuǎn)上揚(yáng)的部分粉塵。該吸塵點(diǎn)定義為吸塵點(diǎn)Ⅲ。

4.2.2 吸塵罩及風(fēng)量設(shè)置

因翻車機(jī)整體密閉，車廂在翻車前已完全進(jìn)入密閉罩內(nèi)，翻車機(jī)亦為整體密閉，無物料攜入空氣量及運(yùn)轉(zhuǎn)鼓入風(fēng)量，罩內(nèi)亦無其它產(chǎn)氣，故可按密閉罩縫隙面積校核上述所得風(fēng)量：

從上可知，當(dāng)對(duì)開門開啟時(shí)，若無穿堂風(fēng)，門口亦有足夠負(fù)壓保證揚(yáng)塵不外溢，故當(dāng)外界氣流干擾不大時(shí)，可不關(guān)閉對(duì)開門，以簡(jiǎn)化崗位操作過程。

經(jīng)計(jì)算，換氣次數(shù)n=2次，即每半分鐘密閉罩可換氣一次。而翻車機(jī)翻一車（開始翻轉(zhuǎn)至回轉(zhuǎn)復(fù)位整個(gè)過程）的時(shí)間為一分鐘，即在一次翻車過程中，密閉罩可換氣兩次，罩內(nèi)揚(yáng)塵可基本除凈，故當(dāng)翻車機(jī)翻卸完回位后，對(duì)開門開啟時(shí)，即使有較高風(fēng)速的穿堂風(fēng)進(jìn)入密閉罩內(nèi)，亦不會(huì)有揚(yáng)塵被帶出罩外；而在下節(jié)車廂開始翻車之前，其前一節(jié)車廂卸料所造成的揚(yáng)塵可以充分除凈，亦不會(huì)造成殘余揚(yáng)塵的積累。當(dāng)然更不會(huì)出現(xiàn)揚(yáng)塵隨車廂帶出的情況。

為保證地面至-3.5M平臺(tái)間密閉罩內(nèi)氣流分布均勻，吸塵點(diǎn)Ⅰ均勻設(shè)置六個(gè)吸塵罩，各吸塵罩罩口面積及風(fēng)量相同；上罩體外側(cè)吸塵點(diǎn)Ⅱ亦需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際 綜合考慮既不影響設(shè)備檢修又使氣流組織最合理來設(shè)置吸塵罩位置、尺寸及風(fēng)量，其中吸塵罩?jǐn)?shù)量四個(gè)，風(fēng)量相同；吸塵點(diǎn)Ⅲ在翻車機(jī)中心線兩側(cè)2米距離處各設(shè)置一吸塵罩，風(fēng)量均分。

5  工程實(shí)踐

根據(jù)以上理論基礎(chǔ)，2008年對(duì)該翻車機(jī)進(jìn)行了揚(yáng)塵治理，系統(tǒng)投入運(yùn)行后，現(xiàn)場(chǎng)肉眼觀察翻車機(jī)密閉罩無揚(yáng)塵外溢，對(duì)開門處負(fù)壓較大，抽風(fēng)效果良好。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，崗位粉塵濃度完全達(dá)標(biāo)，大大改善了現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見下表1。

6  結(jié)論

（1） 根據(jù)翻車機(jī)產(chǎn)塵機(jī)理的分析研究，較科學(xué)地確定了抽風(fēng)點(diǎn)及抽風(fēng)量，為有效捕集揚(yáng)塵提供了理論依據(jù)。

（2） 經(jīng)工程實(shí)踐證明，以上理論推算是合理的準(zhǔn)確的。

（3） 該翻車機(jī)揚(yáng)塵治理技術(shù)可以很好地滿足生產(chǎn)與環(huán)保要求，經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行。

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