馬榜樣，閆華龍

（中銅東南銅業(yè)有限公司，福建寧德 352100）

目前，各大銅冶煉企業(yè)原料區(qū)域大多采用天車抓斗形式進(jìn)行堆取料，也有部分采用圓形堆取料機(jī)方式［1～4］。中銅東南銅業(yè)采用門架式堆取料機(jī)［5，6］，在國(guó)內(nèi)銅行業(yè)屬于首家，本文針對(duì)使用過(guò)程中的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析，以期對(duì)此類設(shè)備在銅冶煉廠應(yīng)用時(shí)有一定的借鑒參考。

1 門架式堆取料機(jī)簡(jiǎn)介

1.1 門架式堆取料機(jī)的作用

中銅東南銅業(yè)有限公司精礦庫(kù)分南北兩跨，每跨分別設(shè)有1臺(tái)門架式刮板取料機(jī)配置一臺(tái)天棚卸料小車，用于在庫(kù)內(nèi)堆取銅精礦。入庫(kù)時(shí)，銅精礦于廠外至卸料倉(cāng)通過(guò)皮帶系統(tǒng)后經(jīng)由天棚卸料小車的下料溜管入庫(kù)；銅精礦出庫(kù)時(shí)，采用刮板系統(tǒng)將取出物料經(jīng)振動(dòng)篩篩分后送至配料工序。

冰銅堆場(chǎng)設(shè)有1臺(tái)門架式刮板取料機(jī)并配置一臺(tái)天棚卸料小車，用于在庫(kù)內(nèi)堆取料。入庫(kù)時(shí)，風(fēng)淬后冰銅從熔煉爐冰銅排放位置通過(guò)皮帶系統(tǒng)后經(jīng)由天棚卸料小車的下料溜管入庫(kù)；冰銅出庫(kù)時(shí)，采用刮板系統(tǒng)將取出物料經(jīng)振動(dòng)篩篩分后送至冰銅磨系統(tǒng)。

兩類堆取料機(jī)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.2 門架式堆取料機(jī)的工作原理

堆取料機(jī)主要由主刮板系統(tǒng)、副刮板系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)構(gòu)成。堆取料機(jī)整體在軌道上往復(fù)行走，副刮板負(fù)責(zé)將背后的料堆積起來(lái)，主刮板負(fù)責(zé)

表1 兩類堆取料機(jī)相關(guān)參數(shù)

把堆好的物料運(yùn)輸至頭部的溜槽內(nèi)，再由溜槽滑落至皮帶運(yùn)輸機(jī)上。

如果取料機(jī)需要到某一指定的料堆區(qū)域進(jìn)行取料作業(yè)時(shí)，首先進(jìn)行調(diào)車作業(yè)：設(shè)備原地不動(dòng)，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行將刮板取料系統(tǒng)升到最高點(diǎn)，然后卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行開(kāi)動(dòng)端梁行走機(jī)構(gòu)到指定的料堆區(qū)域定位點(diǎn)。取料機(jī)完成調(diào)車作業(yè)后，端梁行走機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行。

當(dāng)設(shè)備開(kāi)始取料作業(yè)時(shí)，刮板切入預(yù)定深度后，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，端梁行走機(jī)構(gòu)按照設(shè)定的行走速度在該料堆區(qū)內(nèi)行走，直至將這一層的物料取凈。取料機(jī)在完成這一層的取料后，端梁行走機(jī)構(gòu)停止，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)將刮板取料系統(tǒng)按照預(yù)置的指令下降相應(yīng)的角度繼續(xù)取料，然后端梁行走機(jī)構(gòu)在這個(gè)料堆區(qū)內(nèi)向相反的方向行走，如此反復(fù)，直至將該料區(qū)內(nèi)的物料逐層地全部取出。如果需要取其它料堆，將刮板取料系統(tǒng)升到最高點(diǎn)，再把取料機(jī)調(diào)到另一個(gè)料堆區(qū)重復(fù)上述操作。

1.3 堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)

門架式堆取料機(jī)主要由門架鋼結(jié)構(gòu)、刮板取料系統(tǒng)、端梁行走系統(tǒng)、取料俯仰系統(tǒng)、物料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)組成。

1.3.1 門架鋼結(jié)構(gòu)

門架鋼結(jié)構(gòu)是取料機(jī)的主體鋼結(jié)構(gòu)，它負(fù)責(zé)承載整個(gè)堆取料機(jī)的重量和堆取料時(shí)候的沖擊力，同時(shí)也是強(qiáng)制行走機(jī)構(gòu)同步執(zhí)行者。根據(jù)公司現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際料堆情況，該取料機(jī)鋼結(jié)構(gòu)類似三角形，如圖1所示。

圖1 門架式刮板取料機(jī)示意圖

1.3.2 刮板取料系統(tǒng)

門架式刮板取料機(jī)由兩臺(tái)刮板機(jī)組成，一臺(tái)是副刮板，它的職責(zé)是負(fù)責(zé)將背面的料堆積起來(lái)，交給主刮板取料。另一臺(tái)是主刮板，它的職責(zé)是將堆好的料，運(yùn)輸?shù)轿锪限D(zhuǎn)載系統(tǒng)中。

主刮板由兩段組成，一段是驅(qū)動(dòng)固定端，一段是從動(dòng)活動(dòng)端，在整個(gè)取料的過(guò)程中，如圖1所示的變化，輸送刮板鏈條由上面的兩段夾角運(yùn)行，逐步過(guò)渡為兩段同直線運(yùn)行，同時(shí)主刮板的機(jī)架在做圓弧運(yùn)動(dòng)。副刮板機(jī)輸送鏈條一直是整體自轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)副刮板機(jī)整體機(jī)架做有軌道的平面運(yùn)動(dòng)。

1.3.3 端梁行走機(jī)構(gòu)

端梁行走機(jī)構(gòu)分為固定梁和擺動(dòng)梁?？拷鞴伟孱^部落料的地方為固定梁。固定梁部分含有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部分，固定端設(shè)置了定位導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，保證了固定梁在行走的準(zhǔn)確性。副刮板堆料機(jī)的尾部為擺動(dòng)梁，它們之間采用鉸鏈連接，目的在于移動(dòng)過(guò)程中額外應(yīng)力的釋放。為了控制活動(dòng)梁有較大范圍的移動(dòng)，設(shè)置了連鎖限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)超過(guò)活動(dòng)范圍進(jìn)行連鎖停機(jī)。

1.3.4 刮板提升俯仰裝置

門架式刮板堆取料機(jī)的提升系統(tǒng)是通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)鋼絲繩的收放帶動(dòng)主、副刮板機(jī)的框架的提升或降落。卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)安裝在主刮板頭部的平臺(tái)上，定滑輪安裝在門架中間位置，動(dòng)滑輪安裝在主副刮板的吊架上，鋼絲繩的卷筒端設(shè)置編碼器來(lái)記憶鋼絲繩的收放長(zhǎng)度。

1.3.5 物料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)

物料轉(zhuǎn)載系統(tǒng)是將刮板機(jī)所取到的物料有序地轉(zhuǎn)到地面的皮帶運(yùn)輸機(jī)上，將物料輸送出去。針對(duì)物料特性設(shè)置了防止堵料的開(kāi)關(guān)，內(nèi)壁鋪設(shè)襯板。

2 堆取料的優(yōu)缺點(diǎn)

門架式堆取料機(jī)在中銅東南銅業(yè)有限公司應(yīng)用了一年多的時(shí)間，有優(yōu)點(diǎn)，也有缺點(diǎn)。

2.1 堆取料機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

1.材料通過(guò)下料溜管形式，安全環(huán)保，下料溜管是避免物料在下落過(guò)程中引起周圍氣流的卷吸，大量的粉塵可以得到捕捉，下料很環(huán)保。

2.相對(duì)于其它取料機(jī)形式能跨堆，可以設(shè)置擋墻，可以放置不同的原料，提高了不同種類的物料可以在同一地方放置，方便配料使用。

3.材料能力大，進(jìn)料段設(shè)計(jì)能力為800 t／h，出料段設(shè)計(jì)能力為500～600 t／h。

4.動(dòng)化程度高，通過(guò)限位控制，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)動(dòng)部件少、重量輕，設(shè)備造價(jià)較低，后期維護(hù)成本低，工程投資相對(duì)較低。

2.2 堆取料機(jī)的缺點(diǎn)

1.下料溜管易磨損。自投產(chǎn)使用至今各個(gè)取料機(jī)下料溜管均不同程度磨損，更換頻率大，且更換難度大，且冰銅根據(jù)其冰銅性質(zhì)已撤銷下料溜管。

2.現(xiàn)場(chǎng)限位開(kāi)關(guān)等電儀件維護(hù)保養(yǎng)困難。由于精礦庫(kù)環(huán)境特殊，導(dǎo)致限位開(kāi)關(guān)等電儀元器件經(jīng)常故障，擺動(dòng)端梁經(jīng)常故障，甚至出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化。

3.機(jī)械故障頻繁。刮板鏈條經(jīng)常脫軌，刮板軌道磨損嚴(yán)重，頭部驅(qū)動(dòng)齒板磨損嚴(yán)重，鏈條中間固定銷套磨損嚴(yán)重或破損等等。

4.取料機(jī)無(wú)混礦能力。

5.設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取料機(jī)取不完所有的料，底部剩下銳角三角形堆；靠近邊墻的料取不到，取到最后剩下的料變成“V”字型，需要鏟車處理。

3 問(wèn)題分析及解決要點(diǎn)

3.1 工藝問(wèn)題分析及解決要點(diǎn)

由于設(shè)計(jì)的原因，下料溜管經(jīng)常被沖破，造成精礦庫(kù)粉塵飛揚(yáng)，是重要的污染源，針對(duì)這種情況，該公司積極采取措施，對(duì)下料溜管進(jìn)行了改進(jìn)，改變了下料的沖擊點(diǎn)和溜管的材質(zhì)，同時(shí)增設(shè)了水噴霧系統(tǒng)，有效控制了物料的揚(yáng)塵。

對(duì)全自動(dòng)的堆取料機(jī)在這種場(chǎng)合已經(jīng)不適應(yīng)了，由于環(huán)境和設(shè)計(jì)問(wèn)題，始終不能達(dá)到自動(dòng)化，現(xiàn)在采用了人工取料的方式，對(duì)取不到料堆的，取完料后成“V”字型的，做了徹底的改進(jìn)，取消了相應(yīng)的限位。對(duì)于取完后成三角形的只有鏟車配合才能解決。

3.2 電儀問(wèn)題分析及解決要點(diǎn)

由于采用全自動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，無(wú)人操作的理念，各種檢測(cè)和保護(hù)裝置非常完善。例如檢測(cè)到位裝置、防晃裝置等，均采用了無(wú)線發(fā)射和接受功能，現(xiàn)場(chǎng)的系統(tǒng)非常多而且很復(fù)雜。由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，該元器件經(jīng)常損壞，導(dǎo)致堆取料機(jī)無(wú)法運(yùn)行。現(xiàn)在經(jīng)過(guò)摸索和改進(jìn)，優(yōu)化了一些功能，使得取料機(jī)能夠正常運(yùn)行。

3.3 機(jī)械問(wèn)題分析及解決要點(diǎn)

通過(guò)對(duì)門架式堆取料機(jī)的結(jié)構(gòu)分析和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用情況，機(jī)械問(wèn)題相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但是很難處理。例如堆取料機(jī)的軌道磨損，刮板鏈條的磨損，驅(qū)動(dòng)鏈板的磨損，鏈條中間銷套破損等。

表現(xiàn)的故障現(xiàn)象如下：刮板鏈條的脫軌；刮板運(yùn)行過(guò)程中的震動(dòng)變大；兩側(cè)刮板鏈條高低不平；刮板頭部齒板脫不開(kāi)齒；副刮板整體脫軌；擺動(dòng)端梁的脫軌；俯仰系統(tǒng)的下滑等。這些現(xiàn)象在這里已經(jīng)有一部分得到解決，有一部分在解決中，預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)可以完全解決。

對(duì)上述現(xiàn)場(chǎng)的分析可知，問(wèn)題主要是由于整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理和安裝存在的缺陷所導(dǎo)致。設(shè)計(jì)不合理的表現(xiàn)為擺動(dòng)端梁的經(jīng)常故障、刮板機(jī)鏈條的異常磨損、鏈輪的異常磨損、軌道的異常磨損。安裝維護(hù)不到位的有副刮板的整體脫軌、鏈條的脫軌等。大部分問(wèn)題已經(jīng)解決。

有些在原始設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮到的或太理想化的是解決不了的，例如取礦到最后剩下的三角形礦堆，例如不能混礦、不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。

4 刮板系統(tǒng)維護(hù)與檢修

刮板系統(tǒng)是取料機(jī)的重要系統(tǒng)，也是故障較高的系統(tǒng)，維護(hù)要點(diǎn)如下：（1）損壞的鏈條可以單獨(dú)更換，更換時(shí)必須更換偶數(shù)節(jié)，兩側(cè)同時(shí)更換最佳，可以保證兩邊鏈條同樣的長(zhǎng)度。也可以局部單獨(dú)更換鏈板、滾輪、中間套等，這樣更換會(huì)很浪費(fèi)時(shí)間，效果不太理想；（2）當(dāng)輸送鏈中間套損壞開(kāi)裂達(dá)到1／3～1／2時(shí)，局部更換已經(jīng)沒(méi)有意義了，需要全部更換；（3）定期檢查刮板取料系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈輪和尾部鏈輪的齒圈磨損情況，定期更換尾部滾輪的軸承；（4）新?lián)Q的鏈條刮板上螺栓，需要24 h后全部緊固一次，并且做好放松措施。過(guò)1周以后，更換鏈條需要重新張緊一次。其余根據(jù)事情情況，定期緊固或更換鏈板螺栓，定期進(jìn)行潤(rùn)滑；（5）每隔1 000 h，要對(duì)QU80軌道墊板上的螺栓進(jìn)行緊固；（6）卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)，按照行車的卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)、行走系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

由于取料機(jī)的鏈條設(shè)計(jì)為免維護(hù)型的，針對(duì)堆取料系統(tǒng)，必須定期維護(hù)，操作人員在使用取料機(jī)時(shí)候?qū)︽湕l進(jìn)行清理，對(duì)滾輪和鏈板必須進(jìn)行敲擊點(diǎn)檢、加油潤(rùn)滑，保證鏈條關(guān)節(jié)的靈活。取料結(jié)束后，對(duì)刮板機(jī)進(jìn)行清掃整頓，檢查五大機(jī)構(gòu)的要點(diǎn)，寫好相應(yīng)記錄。

5 結(jié) 語(yǔ)

中銅東南銅業(yè)有限公司自使用門架式堆取料機(jī)以來(lái)，一年有余，冰銅堆取料機(jī)使用相對(duì)較為理想，精礦堆取料機(jī)故障較多。同時(shí)設(shè)備運(yùn)行的好壞跟操作人員精心與否和設(shè)備的維護(hù)人員的仔細(xì)與否有較大的關(guān)系。