王正强

(上海梅山钢铁股份有限公司，江苏南京210039)

摘要: 皮带机具有点多、线长、面广、人机交互频繁及设备故障率高等特点。一是在皮带机上发生安全事故概率居高不下; 二是皮带机堵料、撒料、打滑、跑偏、撕裂，头尾轮结料，造成故障率高和劳动效率低下。梅钢围绕“安全、效率”两个方面，针对皮带机稳定运行进行了技术进步改造，提高了皮带机系统稳定性，减少人机交互，从本质上提升了皮带机安全保障度和劳动效率。

关键词: 原料; 稳定运行; 技术改造

1 引言

梅钢原料包括一次料、混匀料场、高炉原料以及焦炉原料储运系统，共有皮带机342 条，水平机架长度42．5 km。涉及皮带机点多、线长、面广、人机交互频繁; 现场存在料斗堵料，皮带打滑、跑偏、撕裂，撒料、头尾轮结料、移动小车定位和料位探测不准等问题，是安全事故高发和设备故障频发的区域。长期以来强调现场靠值守人员保障系统稳定，出现突发问题可及时处置，对皮带机无人化、设备本质安全、装备自动化以及清洁化生产，缺乏技术手段。劳动效率提升需要突破瓶颈。2015 年，梅钢公司围绕皮带机“安全、效率”两个方面，针对皮带机稳定运行进行了技术改造，提高了皮带机系统稳定性，从本质上提升了皮带机安全保障度和提高了劳动效率。

2 改造方案

改造内容主要包括以下两方面: 一是皮带机机械本质化改进，解决常年来皮带机跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等问题; 二是皮带机信息化改造，解决现场和中控室之间的信息交换问题。

2．1 皮带机机械本质化改造方案

皮带机常见故障有跑偏、撒料、堵料、打滑、撕裂等。未及时发现或处理不善将引起火灾及设备事故，正是皮带机管理者多年来困扰的问题。大多数厂家采取人工值守模式，通过皮带机巡检来及时发现和调整上述问题，这需配置大量的三班运行皮带工，造成劳动效率低下，且故障难以控制下来。梅钢在皮带机稳定运行具体实施的方案见表1。

梅钢经过表1 中对系统问题点进行技术改造后，皮带机运行稳定性增加，下面对部分技术方案做浅析。

2．1．1 该表溜槽形式解决堵料问题

原燃料皮带机系统流程交汇点多采用可逆式胶带机、移动小车或裤脚管加翻板结构。对于“一对二”流程使用翻板结构居多，但这种结构常见故障是: 翻板堵料、卡料造成打不到位漏料、翻板冲击磨损严重等。从而造成设备故障率高、漏料发生混料质量事故、需定期清料影响作业效率。

改造方案一: 将翻板结构改成外置式摆动溜槽结构，见图1。其工作原理是: 使用液压油缸推动一悬挂式溜槽，溜槽可在下方两条皮带机收料斗来回移动。例如: 当上游流程需要向A 流程供料时，油缸推杆伸出，将摆动溜槽推到A 溜槽上方。同理，需要向B 流程供料时，收回油缸。

效果对比: ⑴溜槽由原来的连体结构变成两段式，长度小于原来的1 /2，缩短黏结物料在溜槽内行程，使之不容易形成“搭桥”而堵料; ⑵下游A/B 溜槽直径变大，物料通量增加，堵料概率缩小; ⑶可以通过调节摆动溜槽角度来控制落料点，降低因落料点不正对下游皮带机的影响; ⑷此流程为开放式结构，即使堵料便于处理; ⑸避免了翻板卡阻而造成漏料混料的问题。

改造方案二: 将翻板结构改成外置式移动溜槽结构，见图2。此溜槽实际上是移动溜槽的衍生产品，梅钢在将翻板结构大量改成摆动溜槽的时候，发现摆动溜槽对空间要求较高，很多位置无法设置成摆动溜槽结构，如果缩短溜槽长度，则溜槽角度变小，易堵料。后来技术人员通过不断的三维模拟探索，发现移动溜槽可解决这一问题。其工作原理与摆动溜槽相似，只是溜槽在轨道上来回移动，其具备了摆动溜槽全部的优点外还增加了: ⑴适合于相对狭小的空间，使更多的改造成为可能; ⑵溜槽的角度可比摆动溜槽增加5°，降低堵料概率。

2．1．2 改变流程结构解决落料点问题

对于传统溜槽，都采用上大下小的漏斗结构。存在溜槽因冲击损坏故障率高、堵料、漏料、下游皮带落料点不正而跑偏等问题。针对这些问题将原有溜槽按图3 进行改型。其特点是: ⑴流程改变原有上大下小结构，上部尺寸不变，下部变大; ⑵在皮带机横向方向收口( 梅钢为1．2 m 皮带机，横向开口尺寸按350～ 380 mm 设计) ，纵向方向延长到大于1．5m; ⑶在溜槽台阶上铺L 型衬板。

效果对比: ⑴溜槽在皮带机纵向延长，利用了散装物料“搭桥”原理，增加了出口截面积，使物料难以形成搭桥而堵料; ⑵溜槽在皮带机横向方向收口，使物料落料点在下游皮带机中间，杜绝了因落料点问题造成皮带机跑偏; ⑶在台阶上方横铺L 型衬板，形成积料实现“料打料”，解决了溜槽被击穿而故障率高的问题。

2．1．3 皮带强制纠偏技术

导致皮带机跑偏的常见因素有: 落料不正、张紧力不合理、机架变形、头尾轮包胶不同程度磨损、改向轮不正等。但皮带机跑偏不及时处理，常带来同罩壳摩擦起火、皮带机撕裂、撒料等严重后果。本文介绍的是在皮带机本质稳定性解决的条件下的一套辅助性装置，见图4。一方面可以辅助解决跑偏的问题; 另一方面可以避免皮带机跑偏而引发的次生性故障的问题。其原理是: 在上皮带头轮、下皮带尾轮适当位置安装强制组合纠偏装置，在皮带运行时，通过纠编辊接触跑偏皮带瞬间产生最小的侧压力，来推动皮带居中游动纠偏，实现皮带居中约束。强制纠编装置采用标准模块化设计，可适用于不同长短和宽度皮带，安装数量视皮带长度等工况而定。

2．1．4 皮带机刮板机清料技术

针对头轮部位皮带黏结带料，在返程前10 m 范围内，通过多道自适应刮料板，将黏结物料刮下并落入地面刮板机内，刮板机再将落地物料刮入落料斗或集料斗内，达到地面积料最小化。清料刮板机，操作室集控，与皮带联锁，间断运行。清料装置开发有效减少人工清扫工作量，实现了在线处理落料，安全高效清洁皮带机区域环境( 图5) 。

2．2 皮带机信息化改造方案

在解决了皮带机本身跑偏、堵料、积料等机械化本质化问题后，对料位仪、小车自动控制、防打滑、防堵、防撕裂等进行了优化和完善，其功能和使用效果见表2。

3 结语

2016 年，梅钢公司投入4 000 万元对原料系统皮带机进行有针对性改造，在皮带机稳定运行方面取得了一定的效果，基本上解决了皮带机跑偏、撒料、堵料等一系列问题。设备故障率同期比下降了46%; 实现劳动效率提升38．6%; 生产和检修费用下降17．8%; 减少了人机交互界面，提高了现场安全保障度。