王正強(qiáng)
(上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇南京210039)
摘要: 皮帶機(jī)具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣、人機(jī)交互頻繁及設(shè)備故障率高等特點(diǎn)。一是在皮帶機(jī)上發(fā)生安全事故概率居高不下; 二是皮帶機(jī)堵料、撒料、打滑、跑偏、撕裂，頭尾輪結(jié)料，造成故障率高和勞動(dòng)效率低下。梅鋼圍繞“安全、效率”兩個(gè)方面，針對(duì)皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了技術(shù)進(jìn)步改造，提高了皮帶機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少人機(jī)交互，從本質(zhì)上提升了皮帶機(jī)安全保障度和勞動(dòng)效率。
關(guān)鍵詞: 原料; 穩(wěn)定運(yùn)行; 技術(shù)改造
1 引言
梅鋼原料包括一次料、混勻料場(chǎng)、高爐原料以及焦?fàn)t原料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，共有皮帶機(jī)342 條，水平機(jī)架長(zhǎng)度42．5 km。涉及皮帶機(jī)點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣、人機(jī)交互頻繁; 現(xiàn)場(chǎng)存在料斗堵料，皮帶打滑、跑偏、撕裂，撒料、頭尾輪結(jié)料、移動(dòng)小車定位和料位探測(cè)不準(zhǔn)等問(wèn)題，是安全事故高發(fā)和設(shè)備故障頻發(fā)的區(qū)域。長(zhǎng)期以來(lái)強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場(chǎng)靠值守人員保障系統(tǒng)穩(wěn)定，出現(xiàn)突發(fā)問(wèn)題可及時(shí)處置，對(duì)皮帶機(jī)無(wú)人化、設(shè)備本質(zhì)安全、裝備自動(dòng)化以及清潔化生產(chǎn)，缺乏技術(shù)手段。勞動(dòng)效率提升需要突破瓶頸。2015 年，梅鋼公司圍繞皮帶機(jī)“安全、效率”兩個(gè)方面，針對(duì)皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)行了技術(shù)改造，提高了皮帶機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性，從本質(zhì)上提升了皮帶機(jī)安全保障度和提高了勞動(dòng)效率。
2 改造方案
改造內(nèi)容主要包括以下兩方面: 一是皮帶機(jī)機(jī)械本質(zhì)化改進(jìn)，解決常年來(lái)皮帶機(jī)跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等問(wèn)題; 二是皮帶機(jī)信息化改造，解決現(xiàn)場(chǎng)和中控室之間的信息交換問(wèn)題。
2．1 皮帶機(jī)機(jī)械本質(zhì)化改造方案
皮帶機(jī)常見故障有跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等。未及時(shí)發(fā)現(xiàn)或處理不善將引起火災(zāi)及設(shè)備事故，正是皮帶機(jī)管理者多年來(lái)困擾的問(wèn)題。大多數(shù)廠家采取人工值守模式，通過(guò)皮帶機(jī)巡檢來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和調(diào)整上述問(wèn)題，這需配置大量的三班運(yùn)行皮帶工，造成勞動(dòng)效率低下，且故障難以控制下來(lái)。梅鋼在皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行具體實(shí)施的方案見表1。
梅鋼經(jīng)過(guò)表1 中對(duì)系統(tǒng)問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)改造后，皮帶機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性增加，下面對(duì)部分技術(shù)方案做淺析。
2．1．1 該表溜槽形式解決堵料問(wèn)題
原燃料皮帶機(jī)系統(tǒng)流程交匯點(diǎn)多采用可逆式膠帶機(jī)、移動(dòng)小車或褲腳管加翻板結(jié)構(gòu)。對(duì)于“一對(duì)二”流程使用翻板結(jié)構(gòu)居多，但這種結(jié)構(gòu)常見故障是: 翻板堵料、卡料造成打不到位漏料、翻板沖擊磨損嚴(yán)重等。從而造成設(shè)備故障率高、漏料發(fā)生混料質(zhì)量事故、需定期清料影響作業(yè)效率。
改造方案一: 將翻板結(jié)構(gòu)改成外置式擺動(dòng)溜槽結(jié)構(gòu)，見圖1。其工作原理是: 使用液壓油缸推動(dòng)一懸掛式溜槽，溜槽可在下方兩條皮帶機(jī)收料斗來(lái)回移動(dòng)。例如: 當(dāng)上游流程需要向A 流程供料時(shí)，油缸推桿伸出，將擺動(dòng)溜槽推到A 溜槽上方。同理，需要向B 流程供料時(shí)，收回油缸。
效果對(duì)比: ⑴溜槽由原來(lái)的連體結(jié)構(gòu)變成兩段式，長(zhǎng)度小于原來(lái)的1 /2，縮短黏結(jié)物料在溜槽內(nèi)行程，使之不容易形成“搭橋”而堵料; ⑵下游A/B 溜槽直徑變大，物料通量增加，堵料概率縮小; ⑶可以通過(guò)調(diào)節(jié)擺動(dòng)溜槽角度來(lái)控制落料點(diǎn)，降低因落料點(diǎn)不正對(duì)下游皮帶機(jī)的影響; ⑷此流程為開放式結(jié)構(gòu)，即使堵料便于處理; ⑸避免了翻板卡阻而造成漏料混料的問(wèn)題。
改造方案二: 將翻板結(jié)構(gòu)改成外置式移動(dòng)溜槽結(jié)構(gòu)，見圖2。此溜槽實(shí)際上是移動(dòng)溜槽的衍生產(chǎn)品，梅鋼在將翻板結(jié)構(gòu)大量改成擺動(dòng)溜槽的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)溜槽對(duì)空間要求較高，很多位置無(wú)法設(shè)置成擺動(dòng)溜槽結(jié)構(gòu)，如果縮短溜槽長(zhǎng)度，則溜槽角度變小，易堵料。后來(lái)技術(shù)人員通過(guò)不斷的三維模擬探索，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)溜槽可解決這一問(wèn)題。其工作原理與擺動(dòng)溜槽相似，只是溜槽在軌道上來(lái)回移動(dòng)，其具備了擺動(dòng)溜槽全部的優(yōu)點(diǎn)外還增加了: ⑴適合于相對(duì)狹小的空間，使更多的改造成為可能; ⑵溜槽的角度可比擺動(dòng)溜槽增加5°，降低堵料概率。
2．1．2 改變流程結(jié)構(gòu)解決落料點(diǎn)問(wèn)題
對(duì)于傳統(tǒng)溜槽，都采用上大下小的漏斗結(jié)構(gòu)。存在溜槽因沖擊損壞故障率高、堵料、漏料、下游皮帶落料點(diǎn)不正而跑偏等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題將原有溜槽按圖3 進(jìn)行改型。其特點(diǎn)是: ⑴流程改變?cè)猩洗笙滦〗Y(jié)構(gòu)，上部尺寸不變，下部變大; ⑵在皮帶機(jī)橫向方向收口( 梅鋼為1．2 m 皮帶機(jī)，橫向開口尺寸按350～ 380 mm 設(shè)計(jì)) ，縱向方向延長(zhǎng)到大于1．5m; ⑶在溜槽臺(tái)階上鋪L 型襯板。
效果對(duì)比: ⑴溜槽在皮帶機(jī)縱向延長(zhǎng)，利用了散裝物料“搭橋”原理，增加了出口截面積，使物料難以形成搭橋而堵料; ⑵溜槽在皮帶機(jī)橫向方向收口，使物料落料點(diǎn)在下游皮帶機(jī)中間，杜絕了因落料點(diǎn)問(wèn)題造成皮帶機(jī)跑偏; ⑶在臺(tái)階上方橫鋪L 型襯板，形成積料實(shí)現(xiàn)“料打料”，解決了溜槽被擊穿而故障率高的問(wèn)題。
2．1．3 皮帶強(qiáng)制糾偏技術(shù)
導(dǎo)致皮帶機(jī)跑偏的常見因素有: 落料不正、張緊力不合理、機(jī)架變形、頭尾輪包膠不同程度磨損、改向輪不正等。但皮帶機(jī)跑偏不及時(shí)處理，常帶來(lái)同罩殼摩擦起火、皮帶機(jī)撕裂、撒料等嚴(yán)重后果。本文介紹的是在皮帶機(jī)本質(zhì)穩(wěn)定性解決的條件下的一套輔助性裝置，見圖4。一方面可以輔助解決跑偏的問(wèn)題; 另一方面可以避免皮帶機(jī)跑偏而引發(fā)的次生性故障的問(wèn)題。其原理是: 在上皮帶頭輪、下皮帶尾輪適當(dāng)位置安裝強(qiáng)制組合糾偏裝置，在皮帶運(yùn)行時(shí)，通過(guò)糾編輥接觸跑偏皮帶瞬間產(chǎn)生最小的側(cè)壓力，來(lái)推動(dòng)皮帶居中游動(dòng)糾偏，實(shí)現(xiàn)皮帶居中約束。強(qiáng)制糾編裝置采用標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計(jì)，可適用于不同長(zhǎng)短和寬度皮帶，安裝數(shù)量視皮帶長(zhǎng)度等工況而定。
2．1．4 皮帶機(jī)刮板機(jī)清料技術(shù)
針對(duì)頭輪部位皮帶黏結(jié)帶料，在返程前10 m 范圍內(nèi)，通過(guò)多道自適應(yīng)刮料板，將黏結(jié)物料刮下并落入地面刮板機(jī)內(nèi)，刮板機(jī)再將落地物料刮入落料斗或集料斗內(nèi)，達(dá)到地面積料最小化。清料刮板機(jī)，操作室集控，與皮帶聯(lián)鎖，間斷運(yùn)行。清料裝置開發(fā)有效減少人工清掃工作量，實(shí)現(xiàn)了在線處理落料，安全高效清潔皮帶機(jī)區(qū)域環(huán)境( 圖5) 。
2．2 皮帶機(jī)信息化改造方案
在解決了皮帶機(jī)本身跑偏、堵料、積料等機(jī)械化本質(zhì)化問(wèn)題后，對(duì)料位儀、小車自動(dòng)控制、防打滑、防堵、防撕裂等進(jìn)行了優(yōu)化和完善，其功能和使用效果見表2。
3 結(jié)語(yǔ)
2016 年，梅鋼公司投入4 000 萬(wàn)元對(duì)原料系統(tǒng)皮帶機(jī)進(jìn)行有針對(duì)性改造，在皮帶機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行方面取得了一定的效果，基本上解決了皮帶機(jī)跑偏、撒料、堵料等一系列問(wèn)題。設(shè)備故障率同期比下降了46%; 實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)效率提升38．6%; 生產(chǎn)和檢修費(fèi)用下降17．8%; 減少了人機(jī)交互界面，提高了現(xiàn)場(chǎng)安全保障度。