王正強

(上海梅山鋼鐵股份有限公司，江蘇南京210039)

摘要: 皮帶機具有點多、線長、面廣、人機交互頻繁及設備故障率高等特點。一是在皮帶機上發生安全事故概率居高不下; 二是皮帶機堵料、撒料、打滑、跑偏、撕裂，頭尾輪結料，造成故障率高和勞動效率低下。梅鋼圍繞“安全、效率”兩個方面，針對皮帶機穩定運行進行了技術進步改造，提高了皮帶機系統穩定性，減少人機交互，從本質上提升了皮帶機安全保障度和勞動效率。

關鍵詞: 原料; 穩定運行; 技術改造

1 引言

梅鋼原料包括一次料、混勻料場、高爐原料以及焦爐原料儲運系統，共有皮帶機342 條，水平機架長度42．5 km。涉及皮帶機點多、線長、面廣、人機交互頻繁; 現場存在料斗堵料，皮帶打滑、跑偏、撕裂，撒料、頭尾輪結料、移動小車定位和料位探測不準等問題，是安全事故高發和設備故障頻發的區域。長期以來強調現場靠值守人員保障系統穩定，出現突發問題可及時處置，對皮帶機無人化、設備本質安全、裝備自動化以及清潔化生產，缺乏技術手段。勞動效率提升需要突破瓶頸。2015 年，梅鋼公司圍繞皮帶機“安全、效率”兩個方面，針對皮帶機穩定運行進行了技術改造，提高了皮帶機系統穩定性，從本質上提升了皮帶機安全保障度和提高了勞動效率。

2 改造方案

改造內容主要包括以下兩方面: 一是皮帶機機械本質化改進，解決常年來皮帶機跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等問題; 二是皮帶機信息化改造，解決現場和中控室之間的信息交換問題。

2．1 皮帶機機械本質化改造方案

皮帶機常見故障有跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等。未及時發現或處理不善將引起火災及設備事故，正是皮帶機管理者多年來困擾的問題。大多數廠家采取人工值守模式，通過皮帶機巡檢來及時發現和調整上述問題，這需配置大量的三班運行皮帶工，造成勞動效率低下，且故障難以控制下來。梅鋼在皮帶機穩定運行具體實施的方案見表1。

梅鋼經過表1 中對系統問題點進行技術改造后，皮帶機運行穩定性增加，下面對部分技術方案做淺析。

2．1．1 該表溜槽形式解決堵料問題

原燃料皮帶機系統流程交匯點多采用可逆式膠帶機、移動小車或褲腳管加翻板結構。對于“一對二”流程使用翻板結構居多，但這種結構常見故障是: 翻板堵料、卡料造成打不到位漏料、翻板沖擊磨損嚴重等。從而造成設備故障率高、漏料發生混料質量事故、需定期清料影響作業效率。

改造方案一: 將翻板結構改成外置式擺動溜槽結構，見圖1。其工作原理是: 使用液壓油缸推動一懸掛式溜槽，溜槽可在下方兩條皮帶機收料斗來回移動。例如: 當上游流程需要向A 流程供料時，油缸推桿伸出，將擺動溜槽推到A 溜槽上方。同理，需要向B 流程供料時，收回油缸。

效果對比: ⑴溜槽由原來的連體結構變成兩段式，長度小于原來的1 /2，縮短黏結物料在溜槽內行程，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可以通過調節擺動溜槽角度來控制落料點，降低因落料點不正對下游皮帶機的影響; ⑷此流程為開放式結構，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題。

改造方案二: 將翻板結構改成外置式移動溜槽結構，見圖2。此溜槽實際上是移動溜槽的衍生產品，梅鋼在將翻板結構大量改成擺動溜槽的時候，發現擺動溜槽對空間要求較高，很多位置無法設置成擺動溜槽結構，如果縮短溜槽長度，則溜槽角度變小，易堵料。后來技術人員通過不斷的三維模擬探索，發現移動溜槽可解決這一問題。其工作原理與擺動溜槽相似，只是溜槽在軌道上來回移動，其具備了擺動溜槽全部的優點外還增加了: ⑴適合于相對狹小的空間，使更多的改造成為可能; ⑵溜槽的角度可比擺動溜槽增加5°，降低堵料概率。

2．1．2 改變流程結構解決落料點問題

對于傳統溜槽，都采用上大下小的漏斗結構。存在溜槽因沖擊損壞故障率高、堵料、漏料、下游皮帶落料點不正而跑偏等問題。針對這些問題將原有溜槽按圖3 進行改型。其特點是: ⑴流程改變原有上大下小結構，上部尺寸不變，下部變大; ⑵在皮帶機橫向方向收口( 梅鋼為1．2 m 皮帶機，橫向開口尺寸按350～ 380 mm 設計) ，縱向方向延長到大于1．5m; ⑶在溜槽臺階上鋪L 型襯板。

效果對比: ⑴溜槽在皮帶機縱向延長，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溜槽在皮帶機橫向方向收口，使物料落料點在下游皮帶機中間，杜絕了因落料點問題造成皮帶機跑偏; ⑶在臺階上方橫鋪L 型襯板，形成積料實現“料打料”，解決了溜槽被擊穿而故障率高的問題。

2．1．3 皮帶強制糾偏技術

導致皮帶機跑偏的常見因素有: 落料不正、張緊力不合理、機架變形、頭尾輪包膠不同程度磨損、改向輪不正等。但皮帶機跑偏不及時處理，常帶來同罩殼摩擦起火、皮帶機撕裂、撒料等嚴重后果。本文介紹的是在皮帶機本質穩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題; 另一方面可以避免皮帶機跑偏而引發的次生性故障的問題。其原理是: 在上皮帶頭輪、下皮帶尾輪適當位置安裝強制組合糾偏裝置，在皮帶運行時，通過糾編輥接觸跑偏皮帶瞬間產生最小的側壓力，來推動皮帶居中游動糾偏，實現皮帶居中約束。強制糾編裝置采用標準模塊化設計，可適用于不同長短和寬度皮帶，安裝數量視皮帶長度等工況而定。

2．1．4 皮帶機刮板機清料技術

針對頭輪部位皮帶黏結帶料，在返程前10 m 范圍內，通過多道自適應刮料板，將黏結物料刮下并落入地面刮板機內，刮板機再將落地物料刮入落料斗或集料斗內，達到地面積料最小化。清料刮板機，操作室集控，與皮帶聯鎖，間斷運行。清料裝置開發有效減少人工清掃工作量，實現了在線處理落料，安全高效清潔皮帶機區域環境( 圖5) 。

2．2 皮帶機信息化改造方案

在解決了皮帶機本身跑偏、堵料、積料等機械化本質化問題后，對料位儀、小車自動控制、防打滑、防堵、防撕裂等進行了優化和完善，其功能和使用效果見表2。

3 結語

2016 年，梅鋼公司投入4 000 萬元對原料系統皮帶機進行有針對性改造，在皮帶機穩定運行方面取得了一定的效果，基本上解決了皮帶機跑偏、撒料、堵料等一系列問題。設備故障率同期比下降了46%; 實現勞動效率提升38．6%; 生產和檢修費用下降17．8%; 減少了人機交互界面，提高了現場安全保障度。