謝慶軍 黃鑫

摘 要：鋼板筒倉(cāng)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、冶金、化工、農(nóng)業(yè)、電力等諸多領(lǐng)域的散料儲(chǔ)存。相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土筒倉(cāng)而言，鋼板筒倉(cāng)具有建筑結(jié)構(gòu)自重輕、建設(shè)周期短、投資見(jiàn)效快、有利于生產(chǎn)工藝的變更等諸多優(yōu)點(diǎn)。文章針對(duì)北方重工集團(tuán)工程實(shí)際項(xiàng)目中鋁土礦的給料倉(cāng)，開(kāi)展了全鋼結(jié)構(gòu)筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：鋼筒倉(cāng)；貯料壓力；有限元分析

鋼板筒倉(cāng)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、冶金、化工、電力、農(nóng)業(yè)等諸多領(lǐng)域的散料儲(chǔ)存。相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土筒倉(cāng)，鋼板筒倉(cāng)具有建筑自重輕、建設(shè)周期短、投資見(jiàn)效快、有利于生產(chǎn)工藝的變更等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)某輸送系統(tǒng)項(xiàng)目中鋁土礦的給料倉(cāng)，開(kāi)展了全鋼結(jié)構(gòu)筒倉(cāng)工藝結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)。

1 總體工藝流程

料倉(cāng)前后流程：堆料場(chǎng)中物料通過(guò)11YH-CV-O4帶式輸送機(jī)將物料輸送到破碎站機(jī)房的料倉(cāng)中。這個(gè)料倉(cāng)分三個(gè)口分別向三臺(tái)板式給料機(jī)卸料，三臺(tái)板式給料機(jī)再分別向三臺(tái)破碎機(jī)喂料，如圖1所示。

圖1 料倉(cāng)工作布置圖

2 系統(tǒng)工作環(huán)境和工作能力要求

2.1 帶式輸送機(jī)（11YH-CV-01/02/03/04/05）工作能力及其工藝要求

額定生產(chǎn)能力：2000 t/h

設(shè) 計(jì) 能 力：2400 t/h

帶 寬：1600 mm

帶 速：2.5 m/s

工 作 制 度：335天/年，3班/天，5時(shí)/班

2.2 礦石性質(zhì)

原料類(lèi)型： 鋁土礦石

松散密度： 1.3t/m3

物料最大塊度：50 mm

水分含量： 平均9.5%，最大14%

自然堆積角：38°

3 鋼筒倉(cāng)的總體方案選擇

3.1 鋼筒倉(cāng)的結(jié)構(gòu)選擇

鋼筒倉(cāng)按照其幾何型式分為矩形斗倉(cāng)、圓型斗倉(cāng)、雙曲線漏斗以及拋物線槽型貯倉(cāng)等幾種。其各種倉(cāng)型使用范圍見(jiàn)表1。

鋼筒倉(cāng)按其結(jié)構(gòu)形式又可以分為兩大類(lèi)：落地式鋼筒倉(cāng)和高架式鋼筒倉(cāng)，其中高架式鋼筒倉(cāng)可以分為裙承式和柱承式兩種。

表1 鋼倉(cāng)各種倉(cāng)型適用范圍

根據(jù)以上分析和實(shí)際工程需要，選擇高架式鋼筒倉(cāng)。

3.2 料倉(cāng)分岔口處的過(guò)渡形式的選擇

料倉(cāng)分岔口處的過(guò)渡形式分為以下三種：

（1）弧線過(guò)渡式（見(jiàn)圖2），此種形式包括兩種支撐形式，一種為平臺(tái)支撐，另外一種則是采用球鉸支撐。

缺點(diǎn)：過(guò)渡段會(huì)出現(xiàn)死區(qū)90m3，這部分料由于長(zhǎng)時(shí)間擱置，容易板結(jié)，最終將形成比折線式更大的錐角。

圖3 折線過(guò)渡式料倉(cāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

（2）折線過(guò)渡式（見(jiàn)圖3），此種形式采用平臺(tái)支撐。

缺點(diǎn)：中間料倉(cāng)的儲(chǔ)存量為1072m3后才可以向兩側(cè)料倉(cāng)分料。此后還可存料1650m3。

（3）分體式（見(jiàn)圖4），此種形式亦采用平臺(tái)支撐。

優(yōu)點(diǎn)：三部分各成一體，互不影響，每個(gè)倉(cāng)體的容積相等，均能對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生緩沖作用，工藝流程變換自如。

綜上所述，方案3最佳。

圖4 分體式料倉(cāng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

3.3 局部結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

傳統(tǒng)鋼倉(cāng)的橫斷面形式多為矩形結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖簡(jiǎn)單，但由于豎壁在儲(chǔ)料水平壓力作用下，對(duì)相鄰豎壁產(chǎn)生水平拉力，其作用點(diǎn)在豎壁與斜壁的交肋處，并沿豎壁高度呈三角形分布，而且錐斗（倉(cāng)底）在自重以及儲(chǔ)料垂直荷載作用下，對(duì)豎壁底部產(chǎn)生垂直拉力，作用在豎壁與斜壁交肋處，并沿豎壁水平方向均勻分布。斜壁在儲(chǔ)料法向壓力的作用下，對(duì)相鄰斜壁產(chǎn)生水平拉力，造成豎壁與豎壁連接處、豎壁與斜壁連接處以及斜壁與斜壁連接處的局部應(yīng)力過(guò)大，從而對(duì)結(jié)構(gòu)和選材產(chǎn)生影響，而造成不必要的浪費(fèi)，并且增加了制造和焊接工藝的難度。為了解決這一問(wèn)題，本論文研究的料倉(cāng)將側(cè)壁連接處設(shè)計(jì)成弧形連接面，卸料口設(shè)計(jì)為跑道型法蘭。

3.4 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)以上分析和所選擇的結(jié)構(gòu)方案，確定鋼倉(cāng)的具體結(jié)構(gòu)： （1）料倉(cāng)選擇Q345-B鋼，壁厚為30、20mm，頂蓋板厚為16mm，且頂蓋處需適當(dāng)采用角鋼加強(qiáng)。（2）加勁肋型材為T(mén)型鋼，且要求圈焊。（3）在側(cè)壁上需加設(shè)倉(cāng)壁震動(dòng)器，外壁上開(kāi)口，以便人工破拱。（4）襯板采用16mm厚的高錳鋼，栓接固定。（5）單個(gè)料倉(cāng)最大容積為580m3，最大承重754t。（6）最大分片尺寸為10mx2.1mx2.1m。（7）圈梁板厚都為20mm。（8）下側(cè)圈梁支撐可采用部分接觸式。以釋放焊接應(yīng)力及過(guò)約束的問(wèn)題。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)鋼筒倉(cāng)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本理論的分析，對(duì)比分析了幾種鋼結(jié)構(gòu)筒倉(cāng)的設(shè)計(jì)方案，最后根據(jù)工程實(shí)際需要，確定了鋼結(jié)構(gòu)鋁土礦給料倉(cāng)的結(jié)構(gòu)，本料倉(cāng)將側(cè)壁連接處設(shè)計(jì)成弧形連接面，卸料口設(shè)計(jì)為跑道型法蘭，并進(jìn)行了詳細(xì)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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