胡彥輝,程 濤

(廣西華昇新材料有限公司,廣西 防城港 538000)

管狀帶式輸送機(以下簡稱管帶機)在路徑布置上可適應(yīng)轉(zhuǎn)彎、上下起伏等復(fù)雜地形條件,同時能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送,彌補了普通槽形帶式輸送機固有的缺陷。由于中間成管段采用封閉結(jié)構(gòu),減少了鋁土礦細(xì)顆粒在運輸途中的飛揚、拋撒損失,也大大降低鋁土礦對環(huán)境的污染,避免雨雪等惡劣天氣對鋁土礦輸送的影響。管帶機機架較槽形皮帶機架窄,占地面積小;管帶機鋼結(jié)構(gòu)少,投資低。管帶機作為一種新型物料輸送設(shè)備,具有環(huán)保、經(jīng)濟、適應(yīng)復(fù)雜地形等優(yōu)點,已在國內(nèi)外煤炭、礦山、碼頭裝卸等行業(yè)得到廣泛運用。

1 管帶機選用背景

1.1 路徑地形復(fù)雜,運距較長

廠址位于十萬大山的南東側(cè),以丘陵為主,地勢大致為北西高,南東低,由西北向東南傾斜。地形相對高差較小,自然地形標(biāo)高介于-0.3～31 m之間。礦石從海外船運至碼頭,到廠區(qū)運距在8 km左右,路徑地形較為復(fù)雜。

1.2 天氣條件多變,降雨量大

多年平均風(fēng)速約為5 m/s,全年大于6級的大風(fēng)日數(shù)平均為31.7天,最多為92天,最少為17天。降水主要集中在6～9月份,4個月的降水量占全年降水總量的71%,年最大降水量3 111.9 mm,年最小降水量1 745.6 mm,多年平均降水量2 362.6 mm。

1.3 跨多廠區(qū)地界,用地受限

礦石由輪船跨洋運送至碼頭后,距離氧化鋁廠廠區(qū)還有約8 km,由于現(xiàn)有港區(qū)用地已建設(shè)多家公司,路徑中的60%以上需要通過其它公司廠區(qū),征地相對困難,不允許采用汽車等其他運輸方式,且要求盡量減少對于現(xiàn)有廠區(qū)的影響。

綜合上述因素,管帶機由于輸送量大、自身封閉、占用空間小、對環(huán)境排放小等優(yōu)勢,成為將鋁土礦由碼頭送到廠區(qū)的首選輸送設(shè)備。

2 運行故障分析及應(yīng)對策略

公司建設(shè)了2條管帶機,頭部雙驅(qū)+尾部1驅(qū),變頻驅(qū)動,驅(qū)動電機功率3×1 250 kW,皮帶型號ST2000-B1900鋼絲膠帶,全長4 600 m,管徑545 mm,帶速5.6 m/s,額定輸送能力3 750 t/h,最大輸送能力4 000 t/h。

2019年6月19日卸礦系統(tǒng)投用以來,兩條管帶機皮帶相繼出現(xiàn)脹管、跑偏、扭轉(zhuǎn)、疊帶、撕邊、皮帶拉斷等設(shè)備故障,導(dǎo)致卸礦效率低,影響公司的正常生產(chǎn)。2021年6月份,公司3#A管帶機回程皮帶跑偏,導(dǎo)致皮帶過機尾滾筒后發(fā)生疊帶,非工作面翻過工作面,發(fā)生了720°扭轉(zhuǎn),搶修時間170個小時。2022年4月,由于脹管、皮帶接頭損傷,造成皮帶拉斷,搶修耗時192小時。

由于管帶機皮帶分為成管段、管狀段、展開段等,與普通皮帶相比,其問題處理更加復(fù)雜、費時,若管帶機皮帶帶料發(fā)生疊帶、斷帶事故,處理時間更長。

2.1 壓帶輥和分帶輥頻繁損壞

運行初期,管帶機頭部展開段使用的分帶輥使用壽命很短,基本使用不到1個月軸承就會損壞。經(jīng)過仔細(xì)分析計算,發(fā)現(xiàn)主要存在以下問題:一是分帶輥偏少,只有兩組,承受的力比較大,二是分帶輥直徑89 mm,按照帶速5.6 m/s計算,分帶輥的運轉(zhuǎn)速度在1 200 r/m,超過了帶輥運行轉(zhuǎn)速一般不超600 r/m的要求。

根據(jù)分析出的問題采取了以下整改措施,一是增加2組分帶輥,根據(jù)開口大小調(diào)整分帶輥角度,均勻分散分帶輥承受的力;二是將分帶輥直徑由89 mm增加到159 mm,降低運轉(zhuǎn)速度,同時增大軸承型號,改造后分帶輥使用壽命達(dá)到1年以上,解決了分帶輥頻繁損壞問題。

2.2 脹管

3臺卸船機抓料周期重合、礦石水分高時料斗積料突然垮塌、塊度大于200 mm的礦石過于集中等,都是造成管帶機脹管的原因。

根據(jù)《醫(yī)院處方點評管理規(guī)范（試行）》《處方管理辦法》點評，參照藥品說明書、《中華人民共和國藥典·臨床用藥須知》（2010年版），抗菌藥物處方依照《抗菌藥物臨床應(yīng)用管理辦法》。點評按照《醫(yī)院處方點評管理規(guī)范（試行）》的附錄《處方評價表》的要求進行各項指標(biāo)的點評[1]。評價內(nèi)容包括每張?zhí)幏饺掌?、患者年齡、藥品品種數(shù)、是否為使用抗菌藥物處方、是否為注射劑處方、臨床診斷、是否合理等，逐張?zhí)幏皆u價登記，統(tǒng)計分析。將處方分為合理處方與不合理處方兩種，不合理處方分為不規(guī)范處方、不適宜處方和超常處方三類[2-3]。

解決辦法:一是在管帶機尾部展開段增加限流裝置,當(dāng)有大股物料經(jīng)過時,限流裝置會向后刮移礦石,限制過量物料進入成管段,避免脹管;二是自主研發(fā)超負(fù)荷保護邏輯和礦石流量預(yù)警裝置,實現(xiàn)了管狀皮帶的運行負(fù)荷監(jiān)控,為運行人員監(jiān)控卸礦量的管控提供了指導(dǎo)作用,在一定程度上可預(yù)判防止脹管;三是從運行上,結(jié)合管帶機運量,自主設(shè)計大料聯(lián)鎖降速,當(dāng)瞬間或持續(xù)時間不超過6秒的大料進流程時管帶機前平皮帶皮帶秤后,經(jīng)過8分鐘后可通過75%～85%負(fù)荷對管帶機前平皮帶進行調(diào)速。持續(xù)6秒以上的大料進流程,聯(lián)系碼頭停止放料后,依次停前面卸礦皮帶,待大料平穩(wěn)通過后再啟動前面平皮帶,避免大料進入管帶機造成脹管。

2.3 皮帶拉斷

皮帶老化,膠帶伸縮性變差,接頭抗拉強度減弱;接頭鋼絲受大塊沖擊變形未及時發(fā)現(xiàn)等,都是造成皮帶在運行過程中拉斷的原因。

解決辦法:一是在兩條管帶機上各安裝一臺皮帶接頭檢測儀,在線實時檢測皮帶接頭,能清楚的拍攝到接頭鋼絲的狀態(tài),為點檢人員判斷接頭是否存在問題提供直接依據(jù),實現(xiàn)預(yù)判,做到預(yù)知性主動維護;二是皮帶接頭長度按照廠家的標(biāo)準(zhǔn)為1.55 m,但由于皮帶經(jīng)過一段時間使用,其彈性變差,接頭需延長至2.15 m才能達(dá)到新皮帶的接頭強度,后續(xù)皮帶重新做接頭時全部延長至2.15 m;三是在停卸礦期間,精心組織管帶機系統(tǒng)的維護消缺工作。

2.4 皮帶撕邊

管帶機成管段由6個托輥組成六邊形PSK板皮帶支架,設(shè)計兩個托輥之間的間隙為2～3 mm,經(jīng)過近兩年的運行,托輥之間間隙變大,皮帶在跑偏時容易卡在托輥縫隙之間造成撕邊,目前已有近30%～40%的皮帶被撕邊,撕邊后邊緣鋼絲裸露,遇到異常情況會把鋼絲扯出,造成更嚴(yán)重的問題,經(jīng)過長時間觀察,在皮帶拐彎及上下坡的位置容易發(fā)生此類情況。

解決辦法:一是參考其它廠家PSK板6個托輥兩面各布置3個的方式,在容易卡邊的縫隙處增加1個托輥,擋著皮帶不能進入縫隙,管帶機全段拐彎、爬坡處共增加了1 200個托輥,增加后撕邊現(xiàn)象大幅改善;二是利用鋁土礦停卸期間,用硫化機對皮帶邊緣進行局部硫化,補上撕掉的邊緣;三是經(jīng)過長時間的觀察研究,設(shè)計出一種飛邊托輥,可避免皮帶進入托輥縫隙造成撕邊。

2.5 皮帶跑偏

管帶機空載時皮帶跑偏、扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)如圖1所示。空載時皮帶在成管段正常運行如圖1(a),當(dāng)由于某種原因發(fā)生輕微跑偏、扭轉(zhuǎn)時,會在10點位置和2點位置之間變化,如圖1(b)和圖1(c),此時管帶機的運行不受大的影響,還能繼續(xù)運行。若跑偏加劇,會在跑偏至4點或8點位置,嚴(yán)重是會扭轉(zhuǎn)超過180度,此時應(yīng)對皮帶進行調(diào)整,否則會影響皮帶正常運行。

圖1 空載時管狀皮帶的跑偏、扭轉(zhuǎn)

根據(jù)上述原因分析,提出以下調(diào)整改進措施:

(1)中部管狀部分跑偏的調(diào)整

沿線皮帶已經(jīng)形成管子,只能觀察皮帶露在外面的邊的位置,一般用時鐘來確定皮帶跑偏位置,主要用于描述管帶跑偏情況,在調(diào)試過程中,便于判斷,見圖2。

圖2 皮帶跑偏時鐘圖

管帶機與槽型帶式輸送機一樣,在運行過程會有一定程度的跑偏,管狀段的跑偏是觀察管狀帶搭接處偏離12點位置的角度,如果管狀帶的搭接位置相對于結(jié)構(gòu)架12點位置順時針或逆時針跑偏超過30°,即超過1點鐘或11點鐘,就必須對皮帶進行調(diào)整,任何情況下跑偏不允許超過30°。

調(diào)整方法如下:參照槽型帶式輸送機的糾偏原理,可以在輸送帶的邊緣進行強制糾扭,也可以利用與前傾托輥同理的糾扭方法進行調(diào)整,如圖3所示。通過順時針或逆時針調(diào)整托輥的角度,輸送帶就受到持續(xù)的逆時針或順時針方向的糾扭力,根據(jù)跑偏情況調(diào)整角度,每次不宜調(diào)整過多,多次進行調(diào)整,直到皮帶調(diào)正為止。由于六邊形托輥組的下托輥承受較大的力,調(diào)整跑偏、扭轉(zhuǎn)時一般宜選擇下托輥進行調(diào)整,如果跑偏特別嚴(yán)重,可同時調(diào)整2～3個托輥,不宜一個托輥調(diào)整角度太大。

圖3 糾扭原理圖

利用楔形調(diào)整墊片進行糾偏,如圖4所示。使用楔形調(diào)整墊片進行糾偏時,一般選擇六邊形兩側(cè)的托輥進行調(diào)整,高度合適,便于操作。選定要調(diào)整的托輥,松動其緊固螺母,把調(diào)整墊片墊到螺母下擰緊,此托輥就會前傾,起到調(diào)整托輥的作用,根據(jù)跑偏的程度,楔形墊片插入的深度不一,如果一個托輥不能解決問題,可增加托輥,直到調(diào)正為止。

圖4 管狀皮帶扭轉(zhuǎn)調(diào)整示意圖

(2)回程皮帶跑偏的調(diào)整

回程皮帶管狀部分搭接處在正下方,所以其整個管狀帶重心在下面,通常運行比較穩(wěn)定,但有時會因下雨或新皮帶硬度大等原因而出現(xiàn)跑偏的情況。回程皮帶成管后如果運行到某一位置開始跑偏,重心穩(wěn)定后會保持這一狀態(tài)運行直至機尾。若外搭接邊向上輕微跑偏,可觀察運行,不必調(diào)整;若外搭接邊豎直向下與底托輥一側(cè)線接觸,則會造成皮帶邊緣和底托輥磨損較快,影響皮帶及托輥使用壽命,若發(fā)生超過360°嚴(yán)重偏扭轉(zhuǎn),運行至機尾管狀帶將無法正常展開,此時會發(fā)生疊帶事故,如果未及時發(fā)現(xiàn)會給皮帶機造成致命傷害。

圖5 六邊形托輥組調(diào)整方向示意圖

對于回程皮帶在某一固定位置的跑偏扭轉(zhuǎn),可在此位置增加糾偏托輥進行調(diào)整,見圖5。將糾偏托輥裝在皮帶底部,根據(jù)皮帶跑偏方向?qū)⒓m偏托輥調(diào)整好方向后固定,高出其兩側(cè)的底輥30 mm左右,將兩托輥架空。糾偏輥數(shù)量按需增加,即每加裝一個,觀察皮帶運轉(zhuǎn),直到調(diào)整好為止。為了防止回程皮帶嚴(yán)重跑偏導(dǎo)致疊帶發(fā)生,需要在回程皮帶展開段靠近機尾滾筒位置安裝跑偏開關(guān)。

3 結(jié) 語

經(jīng)過生產(chǎn)維護不斷的嘗試,分析了管帶機跑偏、脹管、撕邊、斷帶等系列問題產(chǎn)生的原因,并實施了解決方案,效果良好。

通過不斷的摸索、攻關(guān)、總結(jié),在解決了上述問題后,20萬噸大船卸船時間由最初的7-10天降至目前的4-5天,保證生產(chǎn)礦石供應(yīng)的同時大大降低了卸礦成本。

通過兩年來對管帶機的使用、維護與檢修,處理了很多管帶機運行中的問題,同時也摸索出了一套適用于國外進口鋁土礦的經(jīng)驗,為管帶機在氧化鋁行業(yè)應(yīng)用于鋁土礦輸送提供了有益的借鑒。