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        淺談管狀帶式輸送機(jī)熱礦運(yùn)輸事故預(yù)防

        2020-12-17 03:13:04郝建東
        天津冶金 2020年6期

        郝建東

        (天津冶金集團(tuán)軋三鋼鐵有限公司,天津301606)

        0 引言

        由于歷史原因,軋三公司燒結(jié)車間和原料場與高爐車間是分設(shè)在兩個(gè)廠區(qū),兩個(gè)廠區(qū)間隔有約400米的界外地,界外地地勢復(fù)雜,地面、地下障礙物繁多,空中高壓電網(wǎng)交錯(cuò)密布,布置普通帶式輸送機(jī)運(yùn)輸燒結(jié)礦、焦炭、鐵礦石和溶劑等物料基本不可能。軋三公司經(jīng)過調(diào)查研究和各種方案的優(yōu)化對比,最終決定采用管帶機(jī)替代普通膠帶輸送機(jī)。

        管帶機(jī)因其布局靈活、適應(yīng)復(fù)雜地形和環(huán)境、運(yùn)輸距離長、占地少、運(yùn)輸效率高、物料損耗小、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),被廣泛使用于港口、碼頭、礦山、冶金等遠(yuǎn)距離散料運(yùn)輸,但其也存在著對所運(yùn)原料塊度、溫度要求高,膠帶容易跑偏、劃傷、打滑,檢修維護(hù)難度大、耗時(shí)長、成本高等缺點(diǎn)。

        軋三公司是國內(nèi)當(dāng)時(shí)唯一使用管帶機(jī)長期運(yùn)輸熱燒結(jié)礦的企業(yè)。兩條管帶機(jī)于2012年底投入運(yùn)行,是燒結(jié)車間和原料場給兩座高爐供料的唯一運(yùn)輸通道,因此管帶機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。軋三公司在投產(chǎn)初期的生產(chǎn)過程中,發(fā)生過管帶機(jī)膠帶劃傷和脹管停機(jī)事故,也發(fā)生過燒結(jié)礦溫度過高引發(fā)的管帶機(jī)膠帶變形停機(jī)事故,給公司生產(chǎn)經(jīng)營造成過較大損失。經(jīng)過對管帶機(jī)各種事故教訓(xùn)的分析總結(jié),軋三公司采取一系列改進(jìn)措施,實(shí)現(xiàn)了管帶機(jī)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

        1 軋三公司管帶機(jī)概述

        1.1 管帶機(jī)運(yùn)輸原理

        管帶機(jī)是在普通帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種特殊連續(xù)輸送設(shè)備,它是用六邊形布置的輥?zhàn)訉⑵侥z帶裹成圓管狀,物料被封閉在圓管狀膠帶內(nèi)運(yùn)輸,管帶機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾、受料、卸料、拉緊等裝置的結(jié)構(gòu)與普通帶式輸送機(jī)的完全一樣。管帶機(jī)與普通帶式輸送機(jī)不同處是:管帶機(jī)尾部受料段后膠帶由平面向凹形、深凹形逐漸過渡,最終由呈六邊形布置的輥?zhàn)訉⒛z帶裹成圓管狀,輸送物料被密封在圓管狀膠帶內(nèi)隨膠帶運(yùn)行;當(dāng)輸送物料到達(dá)頭部位時(shí),膠帶逐步由圓管形狀變成深凹形、凹形最后到頭部滾筒展開卸料,膠帶回程段與運(yùn)行段相同。

        1.2 管帶機(jī)的布置

        軋三公司管帶機(jī)是雙路布置,共架一個(gè)鋼結(jié)構(gòu)通廊,始于燒結(jié)原料區(qū)墻外側(cè)附近轉(zhuǎn)運(yùn)站,經(jīng)過規(guī)避界外地的各種地下、地面障礙物和空中高壓電網(wǎng)后接入高爐區(qū)的礦槽膠帶運(yùn)輸通廊轉(zhuǎn)運(yùn)站,管帶機(jī)水平投影長度約706 m,提升高度約8.0 m,見圖1~圖3。

        圖1

        圖3

        1.3 管帶機(jī)本參數(shù)基

        管徑:φ=350 mm;帶速:V=3.15 m/s;額定出力:Q=1 000 t/h(按容重1.8 t/m3計(jì)算);最大出力:Q=1 200 t/h;驅(qū)動(dòng)功率:2×185 KW;運(yùn)行方式:單向運(yùn)行;輸送物料粒度:常用25~80 mm,最大120 mm;物料溫度:管帶機(jī)上的溫度不大于110℃。

        1.4 管帶機(jī)運(yùn)輸優(yōu)勢

        實(shí)踐證明管帶機(jī)有著普通帶式輸送機(jī)不可比擬的優(yōu)勢,這些優(yōu)勢在軋三公司的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中得到印證,實(shí)踐證明管帶機(jī)是能夠適應(yīng)軋三公司燒結(jié)、原料場至高爐運(yùn)輸路徑的復(fù)雜情況。其主要優(yōu)勢如下:

        (1)具有布局靈活,能夠適應(yīng)地形復(fù)雜、障礙物多的環(huán)境。

        (2)長距離運(yùn)輸與普通帶式輸送機(jī)相比轉(zhuǎn)運(yùn)站少,制造及安裝成本低。

        (3)帶速快,運(yùn)輸效率高,物料運(yùn)輸損耗?。ㄎ锪喜粫?huì)因經(jīng)過轉(zhuǎn)運(yùn)站摔碎造成礦耗的增加)。

        (4)由于運(yùn)輸過程中物料始終包裹在膠帶中,長距離運(yùn)輸過程中不污染環(huán)境。

        2 管帶機(jī)事故分析及改進(jìn)措施

        雖然在特定環(huán)境下管帶機(jī)有著普通帶式輸送機(jī)不可比擬的優(yōu)勢,但在投產(chǎn)初期管帶機(jī)經(jīng)常發(fā)生事故。如,脹管停機(jī)事故、膠帶硬物劃傷損壞事故、膠帶高溫停機(jī)事故等。通過對上述各種事故原因的分析和總結(jié),對管帶機(jī)采取了一系列行之有效的措施,保證了管帶機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        2.1 管帶機(jī)脹管跑偏事故預(yù)防

        管帶機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)料流量過大,超過最大輸送能力,造成管帶機(jī)脹管跑偏,四周托輥卡變形,發(fā)生機(jī)械損壞停機(jī)事故。對此進(jìn)行了限制最大料量裝置改造:

        (1)對下料口進(jìn)行了縮口改造,將漏子沿運(yùn)行方向的兩內(nèi)側(cè)增加兩個(gè)橫向擋板,將原來1 000 mm下料口縮小至300 mm以限制瞬時(shí)流量,如圖4所示。

        (2)在下料口后方加裝限流閘門,有效的避免管帶機(jī)脹管跑偏事故停機(jī),如圖5所示。

        (3)將所有保護(hù)信號(hào)與管帶機(jī)啟??刂七B鎖,管帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)任一保護(hù)信號(hào)不滿足條件,程序無法輸出啟動(dòng)信號(hào),避免管帶機(jī)由于脹管跑偏引發(fā)的機(jī)械損壞停機(jī)事故。

        2.2 管帶機(jī)膠帶劃傷事故的預(yù)防

        在生產(chǎn)過程中,燒結(jié)礦、焦炭和含鐵料礦石里面有時(shí)會(huì)摻雜一些硬質(zhì)雜物或設(shè)備殘件,進(jìn)入管帶機(jī)會(huì)造成大規(guī)模的皮帶劃傷,一旦劃傷,修復(fù)管帶機(jī)非常困難,而且是時(shí)間很長,經(jīng)常造成高爐休風(fēng)事故。主要改進(jìn)措施:

        (1)在管帶機(jī)的上一級(jí)普通膠帶輸送機(jī)尾部導(dǎo)料槽出口附近增加一套連續(xù)式除鐵裝置,用于探測和去除混入輸送物料中的金屬異物,該裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)探測、自動(dòng)除鐵。但還是偶有發(fā)生漏撿現(xiàn)象,尤其是含鐵量少的耐熱合金件(如燒結(jié)機(jī)蓖條)有撿不出來的情況,因此我們在撿鐵器后方再增加一組金屬探測儀,再次檢測金屬異物,一旦檢測到金屬異物,探測儀將發(fā)出一個(gè)停機(jī)信號(hào),皮帶聯(lián)鎖自動(dòng)停機(jī),同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警警示音。金屬探測儀安裝示意圖如圖6。

        圖4

        圖5

        圖6

        (2)增加接料篩網(wǎng)式管帶機(jī)撕裂報(bào)警裝置,如圖7所示。管帶機(jī)膠帶撕裂主要在兩個(gè)位置,分別為成管前和成管后,因此在成管前2 m處和成管后50 m處各安裝一個(gè)接料篩網(wǎng)。這種裝置主要是檢測皮帶劃破后向下漏料的情況,漏料重量累積到一定程度,利用天平原理,用重量驅(qū)使一端向下傾斜,導(dǎo)致另外一端感應(yīng)不到接近開關(guān)的信號(hào),從而觸發(fā)停機(jī)信號(hào)指令停機(jī)。

        (3)增加光電式管帶機(jī)撕裂、塌管報(bào)警裝置。經(jīng)過總結(jié)發(fā)現(xiàn),在管帶機(jī)機(jī)尾成管后5M和20M之間為事故高發(fā)帶,在管帶機(jī)機(jī)尾成管后5M和20M位置分別設(shè)置光電檢測探頭,運(yùn)用光電開關(guān)檢測運(yùn)行方向張力情況,平時(shí)正常運(yùn)行時(shí),管帶機(jī)張力足夠大,光電開關(guān)安裝在管帶機(jī)兩側(cè),管帶機(jī)膠帶上沿?fù)踝」怆婇_關(guān)發(fā)出的紅外線,接收端接收不到信號(hào),一旦管帶機(jī)劃傷,管帶張力下降(塌管現(xiàn)象),管帶機(jī)上沿下降,光電開關(guān)接收端接收到信號(hào),從而給PLC一個(gè)停機(jī)信號(hào),讓管帶機(jī)及時(shí)停車,避免事故的擴(kuò)大。另外光電開關(guān)檢測裝置同時(shí)還可以監(jiān)控管帶機(jī)膠帶的合卷狀態(tài),能夠發(fā)現(xiàn)膠帶合卷存在縫隙、過卷、偏管等現(xiàn)象,保證了輸送帶在任何生產(chǎn)工況下不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。安裝示意圖如圖7所示。

        (4)管帶機(jī)成管直徑約350 mm左右,做一個(gè)大于此直徑的鐵圈套住管帶機(jī),分別在管帶機(jī)成管后10 m和20 m、30 m的位置分別安裝1套檢測點(diǎn),每個(gè)鐵圈在設(shè)置一組接近開關(guān),一旦有堅(jiān)硬物體扎破皮帶就會(huì)帶動(dòng)鐵圈動(dòng)作,接近開關(guān)就會(huì)發(fā)信號(hào)至PLC控制系統(tǒng),使管帶機(jī)事故停機(jī)。如圖8所示。

        圖7

        圖8

        2.3 管帶機(jī)膠帶高溫事故的預(yù)防

        由于管帶機(jī)輸送從燒結(jié)直接生產(chǎn)出來的高溫?zé)Y(jié)礦,如果燒結(jié)礦溫度沒有冷卻到管帶機(jī)膠帶的耐溫上限值以內(nèi),將會(huì)對管帶機(jī)膠帶造成損壞或發(fā)生火災(zāi)。主要預(yù)防措施:

        (1)針對高溫礦的情況增加紅外測溫、自動(dòng)噴水降溫裝置。在管帶機(jī)的上一級(jí)普通膠帶輸送機(jī)中部和頭部分別設(shè)置紅外測溫儀,當(dāng)中部檢測溫度高于110℃時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)噴水降溫裝置,當(dāng)頭部紅外測溫儀檢測到的物料溫度仍高于110℃時(shí)膠帶機(jī)自動(dòng)停機(jī)。噴水降溫系統(tǒng)的接口處增加水箱,水箱有效容積為10 m3,噴水系統(tǒng)如圖9所示。

        (2)將管帶機(jī)機(jī)尾下料口平皮帶段延伸25米后再收口卷管,加裝清料器,發(fā)現(xiàn)有高溫料立即清料,阻止高溫料進(jìn)入管帶機(jī)內(nèi)。

        圖9

        3 結(jié)語

        經(jīng)過上述技術(shù)創(chuàng)新和改造措施的實(shí)施,軋三公司管帶機(jī)事故停機(jī)現(xiàn)象明顯下降,效果十分顯著:

        (1)有效克服了管帶機(jī)運(yùn)輸熱燒結(jié)礦帶來的一系列不安全、不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明,軋三公司燒結(jié)原料廠管帶機(jī)膠帶事故率幾乎下降為零。

        (2)充分發(fā)揮了管帶機(jī)運(yùn)輸效率高、物料運(yùn)輸損耗小、運(yùn)輸距離長和不污染環(huán)境的優(yōu)勢。

        (3)創(chuàng)新改造后,由于非計(jì)劃事故停機(jī)事故的減少,管帶機(jī)實(shí)現(xiàn)了計(jì)劃性檢修,為高爐生產(chǎn)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行提了可靠的保障。

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