双向输送圆管状带式输送机在钢铁厂的应用实例分析

0引言

圆管状带式输送机是由日本JPC公司在普通带式输送机的基础上,增加托辊的圆形布置方式,使胶带成管状的输送设备,在20世纪70年代末期投入实际应用,简称“管带机”。与普通带式输送机工艺相比,管带机适用范围广、全封闭、布置灵活,同时,由于其上下两路分支均为全密闭圆管状,故两路分支均可用作承载段输送物料^[1-2]。双向输送管带机输送 原理如图1所示。

1输送系统的设计

湖北某钢厂为满足环保生产要求,减少厂内汽车运输,减少中间转运站的设置,提高生产及经济效率,也为实现煤和焦炭同时运输,决定采用当前国内先进、成熟、可靠的双向输送圆管状带式输送技术,要求产品质量优良、生产成本低、各项能耗指标达到国内先进水平,满足长寿、节能、美观、便于维护等要求,致力于打造行业示范性项目。

1.1 输送物料特性

输送物料各项特性如表1所示。

1.2 MG610双向管带机输送要求

输送系统的具体要求如表2所示。

由表2输送系统要求可知,输送位置为由MG604转运站至MG606转运站,需同时输送煤和焦炭。为满足同时输送不同物料、节能、降低投资成本的要求,结合输送物料特性表,决定采用上管输送煤、下管输送焦炭的双向输送管带机技术。

1.3 MG610双向输送管带机系统参数

输送系统设计原理如下:先测试物料特性,如堆积密度、温度、湿度、最大颗粒粒度等;然后结合系统运量、托辊布置间距、模拟摩擦系数和输送路线节点数据等输入条件,计算整个系统参数,包括但不限于管径的选取、驱动配置的选择、输送带型号的选取等^[3]。

根据表1、表2各项数据,结合管带机设计规范,计算后获得系统相关参数如表3所示。

1.4 MG610双向输送管带机布置

输送路线在厂区内需要跨越消防泵房、食堂、碾泥车间及高炉煤气管道等障碍物,同时输送不同物料。高标准的输送要求、复杂的现场地形条件以及大角度的连续转弯,使得双向输送管带机的灵活转弯、环保节能等优点在钢铁厂能够充分展示。受路线障碍等条件制约,本项目设置的大桁架有9段,最长跨度段达到近70 m,属于超大桁架系列,其对设计、制作、安装等工序的要求较高。详细路由如图2所示。

1.5 双向输送管带机剖面图

本项目在设计双向输送MG610管带机外,在其上方增加了MG609单向输送管带机。此类双层叠加管带机因结构复杂,设计及施工难度大,在行业内应用较少。但此类结构不仅节省了厂内路线和土地的占用,亦大幅减少了投资,同时便于后期的运行维护,一举多得。管带机剖面图如图3所示。

2双向输送管带机关键技术

2.1控制物料充满度的保护措施

在受料点安装带导流板的限料装置,确保物料均匀输送并有效防止物料的体积超过管径所能容纳的最大量,如图4所示。在落料点处安装限料装置,确保将物料的落料点调整到胶带中心,如图5所示。多点受料时,设置缓冲仓,从源头有效控制胶带胀管、跑偏和叠带。同时,在管带机给料端的成管段之前设置4组带有限位开关的安全挡板。当管带机物料填充过多或物料粒度过大时,限位开关动作,并发出故障信号,管带机将停止运行,起到“双保险”的作用,为连续、安全生产提供充足保障^[3]。

2.2防反搭、叠带措施

管带机胀管、超出范围的扭转、成型托辊布置不合理、入口成型处托辊组内接圆过大等原因均会造成胶带反搭。因此应充分考虑最差运行工况,严格按照标准选取胶带的安全系数,并在调试时根据实际工况进行张紧力的调整,选择合理的张紧力。同时,须严格按照圆管状带式输送机规定的过渡段长度进行设计,采用独特的“三点控制”技术,由两根打开辊引导胶带,然后经由底部抬升托辊使胶带正常打开,最后在头部滚筒位置设置压带辊,有效防止叠带^[3],如图6所示。

2.3 防扭曲技术

如图7所示,在容易发生扭曲的曲线段将托辊间隔布置成平底型和尖点型,并选用调整PSK托辊与胶带运行方向夹角的调整垫片来有效防止胶带扭曲。

在固定PSK托辊的螺栓螺母间增加一组弹,如图8所示。当管带机胶带发生扭转和跑偏时,弹簧在胶带运行方向可自由伸缩，从而调整PSK托辊的角度,达到自动调整胶带的扭转和跑偏的作用。

2.4翻带装置

对于双向输送管带机而言,翻带装置是必不可少的组成部分,其在保证回程时输送带与物料的接触面始终为厚胶面的同时,也使得残留在胶面的物料-直处于被胶带包裹状态,不会洒落,造成污染^[4]。

本项目靠近MG604转运站侧,受空间限制,只能采用传统翻带装置(图9),即通过立辊和压辊强制输送带进行翻转。此种结构应用最为广泛且设计简单,适用于空间较小处。但其用立辊强制胶带翻转,会使立辊和压辊与胶带的摩擦消耗增大,对辊子及胶带的寿命有一定负面影响。

大管径管带机由于胶带带强较大,在采用双向输送工艺时,翻带尤其要重视胶带的自然延展性,尽可能避免强制胶带扭转,否则会出现跑偏、扭转等现象并造成系统不稳定,带来安全、连续生产隐患。

本项目在靠近MG606转运站侧设置新型翻带装置(图10):通过六边形托辊组约束使输送机胶带形成圆管状态,并在此状态下实现平稳的扭转过渡。此装置翻带长度较长,但横向占地面积小且胶带耳部位置受力更小,解决了传统翻带装置应力集中、磨损大、过渡装置过于繁杂、胶带受力不均匀等问题,延长了胶带寿命。

3 调试及运行

3.1 调试运行情况

该项目于2023年6月上旬开始调试,通过一周多的单体和联机调试,于6月下旬开始带料生产。输送系统投产至今,运行稳定,安全可靠,完全可满足厂里要求的连续、高效、环保的生产预定目标。

考虑到厂内第一条双向输送管带机的成功投运带来了输送安全环保、节省人力巡检、降低运输成本等收益,用户正规划上马更多的双向输送管带机。同时,该项 目因具备大跨距、大转弯、双层结构叠加等特点,成为厂内标志性设备之一,在行业内也具有示范性作用。

3.2问题及解决方案

项目调试期间出现扭转、翻带严重的现象。分析原因主要为带载运行后,空间弯曲线段托辊受力变化大,加上下雨天气造成单侧胶带湿滑,与托辊间的摩擦力减小^[4]。同时,头尾驱动变频在未调至同步前提下进行了试转,部分胶带已轻微扭转,也是重要因素之一。

将胶带重新拉正后,根据扭转原理和方法,对扭转、翻带严重区域托辊进行调整,同时调整变频器至同步,及时纠正扭转、翻带现象,以保证管带机正常、平稳运行。

4 结束语

圆管状带式输送机具有环保输送、柔性布置、占地空间小、提高输送机的倾角以及输送不容易跑偏等优点^[5]。在钢厂目前追求增效节能、安全环保的背景下,双向输送管带机在充分发挥其自身优势的同时,可同时输送不同物料,为用户带来可观的经济和环境效益,并减少厂内汽车运输,提高人员及设备的安全系数。

[参考文献]

[1] 王鹰.连续输送机械设计手册[M].北京:中国铁道出版社,2001.

[2]张钺.新型圆管带式输送机设计手册[M].北京:化学工业出版社,2006.

[3]曹强利,刘志新,陈胜飞,等.管状带式输送机在造纸业中的应用实例 [J].硫磷设计与粉体工程,2014,22 (4):7-10.

[4]王增晖,刘春晖,姜建宁,等.双向输送圆管带式输送机的设计及应用[J].起重运输机械,2017(3):12-14.

[5] 吕家.圆管带式输送机的设计要点及其关键技术[J].现代制造技术与装备,2017(6):42-43.

2024年第23期第8篇