張勇 李勇亮 張洪波 謝炳馨
(安陽鋼鐵建設(shè)有限責(zé)任公司 安陽 455000)
【摘要】介紹了燒結(jié)系統(tǒng)皮帶機(jī)的改進(jìn)情況。通過改進(jìn)降低了成本消耗，提高了作業(yè)率,提高了檢修效率，降低了職工勞動強(qiáng)度。
【關(guān)鍵詞】皮帶機(jī)；技術(shù)攻關(guān)；陣本増效
1 前言
皮帶機(jī)是燒結(jié)生產(chǎn)系統(tǒng)應(yīng)用最廣泛的輸送設(shè)備，它擔(dān)負(fù)著燒結(jié)生產(chǎn)各工序間的原料轉(zhuǎn)運(yùn)及成品燒結(jié)礦的輸送任務(wù)，是維系燒結(jié)生產(chǎn)正常進(jìn)行的重要紐帶。安鋼1號燒結(jié)系統(tǒng)皮帶機(jī)從環(huán)長10余m到400余m不等，點(diǎn)多、面廣、布置形式多樣，工作環(huán)境惡劣,且都是單線剛性對接，一旦其中一條岀現(xiàn)故障，就會造成較大系統(tǒng)的停機(jī)事故，對生產(chǎn)連續(xù)性、穩(wěn)定性造成很大影響。
1號燒結(jié)機(jī)共有40多條皮帶機(jī)，自投產(chǎn)以來故障頻繁，因皮帶機(jī)故障而造成的停機(jī)約占全年燒結(jié)系統(tǒng)故障停機(jī)時間的20%。更換皮帶不僅耗時費(fèi)力，浪費(fèi)大量人力物力，而且造成生產(chǎn)成本增加。因此，涉及皮帶機(jī)的研究和優(yōu)化，尤其是在特定工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境條件下皮帶機(jī)的研究和改進(jìn)，就顯得更有意義。
2 改進(jìn)前存在的問題
2.1因設(shè)計、工藝改進(jìn)部分皮帶多余長度問題
(1)1號燒結(jié)系統(tǒng)配2條帶寬1.2m,型號為耐熱聚酯帶EP300J200x 5(8+1.5)皮帶，原設(shè)計為皮帶長度129m,因工藝調(diào)整，原設(shè)計機(jī)尾輸灰取消，2條皮帶機(jī)尾長度多余16m,增加了設(shè)備運(yùn)行成本，這16 m皮帶完全可以取消。
(2) 1號燒結(jié)系統(tǒng)增成1皮帶帶寬650 mm,型號為耐熱聚酯帶REP200,650x 5(6+1.5),原設(shè)計皮帶長度55 m,因設(shè)備改進(jìn)拆除皮帶尾部振動篩，增成1皮帶機(jī)尾長度多余10m,增加了設(shè)備運(yùn)行成本。
(3) 1號燒結(jié)系統(tǒng)鋪1皮帶帶寬800 mm,型號為耐熱聚酯帶REP200,800x 5(6+1.5),原設(shè)計為皮帶長度65 m，因設(shè)備改進(jìn)拆除尾部振動篩后,鋪1皮帶機(jī)尾長度多余10m,增加了設(shè)備運(yùn)行成本。
(4) 1號燒結(jié)系統(tǒng)燒3皮帶寬650mm,型號:耐熱聚酯帶REP200 650 x 5(6+1.5),原設(shè)計皮帶長度為103 m,因皮帶尾部除塵輸灰系統(tǒng)改進(jìn)拆除，燒3皮帶機(jī)尾長度多余15m,增加了設(shè)備運(yùn)行成本。
2.2混3、混4寬皮帶拉斷事故多發(fā)
混3、混4寬皮帶，寬2m,環(huán)長9.8m,分別位于兩臺二混料倉下，主要作用是將二混料倉的混合料運(yùn)輸?shù)蕉鞚L筒,其轉(zhuǎn)速不高，但料倉內(nèi)上百t 的混合料直接壓在皮帶上，負(fù)荷相對較大,生產(chǎn)過程中兩條寬皮帶拉斷事故頻發(fā)。該皮帶備件為整體環(huán)形帶，正常壽命周期為6個月，因備品廠家不同，質(zhì)量不穩(wěn)定，一般使用4個月就會出現(xiàn)接口開裂和上膠磨損嚴(yán)重,最短只能使用2個月。該皮帶一旦拉斷，需要將二混料倉內(nèi)上百t的混合料外排，然后再更換皮帶，搶修時間長更換難度大，需崗位工10人、維修工12人，搶修16h才能完成。
2.3配2皮帶、冷1皮帶更換難度大
皮帶機(jī)按布置形式分為傾斜布置和水平布置。更換皮帶的一般程序是新皮帶連帶支架安放到皮帶機(jī)合適位置,抽取一定長度的新皮帶用螺栓固定到舊皮帶上，用舊皮帶帶新皮帶，新皮帶硫化結(jié)束后,再用新皮帶帶舊皮帶，同時利用皮帶與地面的高差和皮帶的自重抽取舊皮帶，皮帶高差越大抽皮帶越容易,更換難度相對較小。1號燒結(jié)系統(tǒng)冷1皮帶和配2兩條皮帶,傾斜布置,2/3的皮帶長度處于地坑內(nèi)，地面上露出的皮帶部分相對高差小，只有3~4m的高度，在抽取舊皮帶時靠人工拉拽的工作量大，且由于高差小,垂下的舊皮帶少,重量輕，皮帶與滾筒的摩擦力小，容易打滑、跑偏、卷曲，一旦擠到滾筒之間，處理需要l~2h。據(jù)統(tǒng)計冷1皮帶和配2兩條皮帶，單抽取舊皮帶需要4~5 h,而其他皮帶只需要0.5~ 1 h。
2.4 冷5皮帶進(jìn)料斗缺陷降低皮帶使用壽命
1號燒結(jié)系統(tǒng)冷5皮帶機(jī)位于2號冷礦篩下，主要作用是將篩下物料運(yùn)輸?shù)较碌览浜Y。2號冷礦篩篩面寬3m、長9m。受冷篩結(jié)構(gòu)尺寸影響，冷5皮帶進(jìn)料斗相對其他皮帶進(jìn)料斗尺寸較大，上口尺寸寬2.5m、長7m,落差高度3.8m(見圖1)。冷5皮帶進(jìn)料斗，因上下層落差較大，不但料斗磨損嚴(yán)重,且物料直接沖擊在皮帶上,致使皮帶分層、開裂、磨損，壽命最短只有3個月，皮帶成本較高。
2.5混6皮帶選型問題
混6皮帶寬1200mm,環(huán)長440m,型號:B1200x4.5(6+6)。因鋼絲帶拉力大、傳送距離遠(yuǎn)而被設(shè)計選用，但在實(shí)際生產(chǎn)中存在諸多問題。鋼絲帶磨損后容易出現(xiàn)惡性設(shè)備事故,且鋼絲皮帶比較沉重,更換上、下皮帶難度大，需要較多的人力、物力，且鋼絲帶對口工作非常復(fù)雜,1200mm寬的皮帶有鋼絲111根, 需要人工一根一根撥開皮帶，露出鋼絲，刮凈上面的皮帶粘膠，然后在鋼絲上刷膠漿,再一根根按順序排列，最后再粘接膠片，合上皮帶接口后,用硫化機(jī)硫化。一般更換一條1200mm寬鋼絲帶，需要12個人工作24~36h才能完成,工作量非常大。
3 改進(jìn)措施
針對以上問題，利用檢修停機(jī)機(jī)會，對安鋼1號燒結(jié)系統(tǒng)皮帶機(jī)進(jìn)行了一系列技術(shù)改進(jìn)。
3.1縮短皮帶
利用停機(jī)檢修或皮帶周期性更換機(jī)會,對以下皮帶(見表1)進(jìn)行了縮短改進(jìn)。去除舊皮帶，拆除多余機(jī)架，在合適位置設(shè)計并施工增設(shè)混凝土基礎(chǔ)，對機(jī)尾架移位重新安裝，安裝機(jī)尾滾筒、機(jī)尾張緊裝置、皮帶刮料器等,重新硫化對接皮帶。
3.2 混3、混4寬皮帶優(yōu)化選型
針對混3、混4寬皮帶頻繁拉斷問題，對其進(jìn)行了優(yōu)化換型改進(jìn)。改進(jìn)前該皮帶整體進(jìn)貨，備件質(zhì)量不穩(wěn)定。原型號為EP2OO,2OOOx 5(5+2),皮帶帆布5層，上膠厚度5 mm,下膠厚度2mm,接口長度300mm。為了減少設(shè)備事故，延長設(shè)備壽命,通過研究改進(jìn)設(shè)計了非標(biāo)硫化機(jī)，利用廢舊的皮帶備件接頭，自制皮帶備件。換型后型號為EP200, 2000x6(8+2),皮帶帆布6層，上膠厚度8mm,下膠厚度2mm,且接口長度由300mm延長到了 600mm。
3.3研制皮帶自動抽取裝置
針對配2皮帶、冷1皮帶兩條地坑皮帶，設(shè)計制作了專用皮帶自動抽取裝置，是利用三相異步電動機(jī)作為動力源，經(jīng)過行星輪減速機(jī)傳動到驅(qū)動滾筒，驅(qū)動滾筒上事先安裝一定長度的廢舊皮帶作為拖拽皮帶。更換皮帶具體操作：
⑴將拖拽皮帶與需要更換的舊皮帶用螺栓連接。
(2)從連接處將舊皮帶割斷。
(3)將支架上的新皮帶與舊皮帶的另一頭用螺栓連接。
(4)開動皮帶自動抽取裝置，就可以實(shí)現(xiàn)上新皮帶同時自動抽取舊皮帶的操作。
為了控制方便，增設(shè)了變頻器,實(shí)現(xiàn)驅(qū)動速度可調(diào)，并且采用倒、順開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制；在聯(lián)軸器上安裝了制動器從而實(shí)現(xiàn)操作靈活、可靠，防止出現(xiàn)突發(fā)狀況停機(jī)后皮帶倒轉(zhuǎn)（見圖2, 3）。
3.4冷5皮帶進(jìn)料斗優(yōu)化改進(jìn)
對冷5皮帶進(jìn)料斗進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),在料斗內(nèi)側(cè)焊 100 mm X 10 mm 扁鋼，組成 400 mm x 400 mm 大小的方格，方格中的存料實(shí)現(xiàn)料磨料，保護(hù)料斗內(nèi)壁不受物料直接沖涮。在料斗下部焊制鋼板平臺，在平臺上安裝耐磨塊，物料在耐磨塊上堆積,形成自然斜坡后,實(shí)現(xiàn)料磨料，同時也降低了物料的落差，減小了物料對皮帶的沖擊力，延長了皮帶的使用壽命（見圖4 。
3.5混6皮帶改型
將混6皮帶由原型號B1200x 4.5（6+6）,改為耐高溫的EP聚酯帶 改后型號：EP300, 1200 x 5 （6+1.5）,即5層帆布、上膠6 mm、下膠1.5 mm。
原鋼絲帶拉伸強(qiáng)度為1250 N/mm。
改進(jìn)后的EP300聚酯帶，每層帆布拉伸強(qiáng)度為300 N/mm, 5層帆布則拉伸強(qiáng)度為300N/mm x 5層=1500N/mm。
改進(jìn)后的聚酯帶滿足使用要求。
通過計算，選用聚酯帶替換鋼絲帶，縮短檢修更換時間，提高工作效率，降低了皮帶成本，為生產(chǎn)創(chuàng)造了寶貴的時間。
4 改進(jìn)后的效果
(1) 對配2、增成1、鋪1、燒3皮帶進(jìn)行縮短改進(jìn)后，在準(zhǔn)備皮帶時可以減少皮帶長度，節(jié)省備品費(fèi)用，且降低了皮帶負(fù)荷，節(jié)省了用電消耗。
(2)混3、混4寬皮帶改型前，皮帶備品準(zhǔn)備都是按整體環(huán)形帶報計劃，雖然節(jié)省了備品準(zhǔn)備時間,但皮帶廠家不同,備件質(zhì)量不可靠,最短使用2個月，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于皮帶上線正常6個月的壽命周期。
改進(jìn)后，增加了帆布層數(shù)，對皮帶接口由冷粘優(yōu)化為硫化，膠面由原來的5 mm增加到了 8 mm,加大了皮帶強(qiáng)度，延長了皮帶壽命。
(3) 自動抽取皮帶機(jī)裝置研制成功后,使原來更換地坑皮帶難度最大變得最為容易和簡單，只須1人輕輕按動按鈕,就可以實(shí)現(xiàn)上新皮帶且同時抽取舊皮帶，增加變頻器后還可實(shí)現(xiàn)速度可調(diào)，增加抱閘裝置實(shí)現(xiàn)皮帶隨時隨地可停，自動化程度高安全可靠,且工作量大大減小,檢修時間由原來的16h可縮短到僅需8h,檢修人員由原來的16人可以減少到僅需8人?？傊岣吡藱z修效率，節(jié)省了大量檢修停機(jī)時間，使燒結(jié)機(jī)的產(chǎn)能能得到最大發(fā)揮，且減輕了職工勞動強(qiáng)度。
(4)冷5皮帶進(jìn)料斗改進(jìn)后，在料斗內(nèi)壁加焊扁鋼，形成一個個存料平臺，實(shí)現(xiàn)了料磨料，減輕了物料對料斗內(nèi)壁的沖刷，延長了料斗使用壽命，減少了現(xiàn)場揚(yáng)塵和拋灑。在料斗下部增加接料平臺和耐磨塊后，可實(shí)現(xiàn)對高落差、速度快、沖擊力大的物料進(jìn)行緩沖,大大減輕了物料對冷5皮帶的沖擊力，減少了皮帶磨損，延長了皮帶使用壽命。
(5) 改進(jìn)前，鋼絲帶故障率髙，皮帶上膠稍微磨損，就會露鋼絲，在皮帶清掃器處掛到鋼絲，瞬間就會出現(xiàn)整條鋼絲剝落,剝落的鋼絲一旦纏繞到滾筒處，就會出現(xiàn)機(jī)架拉翻、皮帶接口拉斷等大型設(shè)備事故。改為聚酯皮帶后滿足了使用要求，減少了惡性事故的發(fā)生，同時縮短了更換皮帶檢修時間，由原來的24~36h可減少到10~12h,檢修人員由16人可減少到10人，減輕了職工勞動強(qiáng)度,也降低了備件成本。
5 結(jié)束語
(1)皮帶縮短后，降低了備件成本。配2皮帶寬1.2m、縮短長度32m,增成1皮帶寬0.65m、縮短長度20m,鋪1皮帶寬0.8m、縮短長度20m,燒3皮帶寬0.65m、縮短長度30m。皮帶單價按340元/m2,每年6個月壽命周期各需2條皮帶，則每年節(jié)省備件費(fèi)用5.9萬元。
(2)改進(jìn)后，可節(jié)省混3、混4寬皮帶備件消耗。改型前，皮帶壽命平均4個月，改進(jìn)后可延長到6個月，則每年節(jié)省皮帶備件2條，每條環(huán)形帶單價1萬元/條,則節(jié)省備件費(fèi)用2萬元。
(3)改進(jìn)后，可減少冷5皮帶的備件消耗,皮帶使用由原來的4個月/條，可延長到6個月/條，冷5皮帶寬1.2m、長30m,則每年節(jié)省備件費(fèi)用1.2萬元。
(4)改進(jìn)后，混6皮帶由鋼絲帶改型為聚酯皮帶，鋼絲帶單價480元/m‘，混6皮帶寬1.2m、長440m,每年按消耗2條，則節(jié)省備件費(fèi)用14.8萬。
(5)增加效益全年總計194萬元。
參考文獻(xiàn)
［1］肖揚(yáng)，段斌修，吳定新.燒結(jié)生產(chǎn)設(shè)備使用與維護(hù). 北京：冶金工業(yè)出版杜,2012.