大型ST管帶機輸送磷石膏初探

摘 要：介紹管帶輸送磷石膏的大膽嘗試，在運行中存在與其它行業(yè)迥異的問題及改進(jìn)解決措施，并提出不斷地深入完善的探討方向。

關(guān)鍵詞：管帶機；磷石膏輸送；初探

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)保成為當(dāng)今的一個日趨重要的問題，并在世界范圍內(nèi)引起廣泛重視，常規(guī)物料輸送系統(tǒng)在工程中所產(chǎn)生的粉塵和撒料及其對環(huán)境的污染已經(jīng)引起世界各國輸送及設(shè)計、制造和使用部門以及行政管理部門越來越多的關(guān)注。

管狀帶式輸送機是近二十年來新興的物料輸送技術(shù)，在眾多行業(yè)被廣泛采用，主要用于輸送常溫散裝物料，如煤、礦石、糧食、灰渣等散裝物料。但用于大型磷肥生產(chǎn)企業(yè)的磷石膏輸送，還沒有先例，因為磷石膏具有與其他輸送物料相比它的特殊性表現(xiàn)在：磷石膏的含水率一般達(dá)到20%～25%，由于其含水率高，粘性強，在轉(zhuǎn)運、提升、輸送過程中極易粘附在各種設(shè)備上，并且隨著輸送距離的延長，結(jié)晶水析出越多，造成積料堵塞，特別在過濾工序指標(biāo)控制中出現(xiàn)洗滌水量不足、過濾量過大、石膏結(jié)晶被破壞、真空度過低等某一種異常情況時都會發(fā)生磷石膏跑稀，極易造成磷石膏在管帶中打滑、倒流、脹管等嚴(yán)重后果，扭帶、卡帶導(dǎo)致撕裂破壞甚至接頭斷裂造成爬坡段物料因自重反轉(zhuǎn)沖毀機架；磷石膏含H+、水溶性P205、F-等雜質(zhì)，且pH值一般在1.5—4.5之間，呈強酸性，對機架、托輥、膠帶、檢測系統(tǒng)等強烈腐蝕。

貴州開磷集團(tuán)礦肥有限公司敢為天下先，為建成環(huán)境友好型、資源節(jié)約型企業(yè)，在總結(jié)其他行業(yè)管帶機應(yīng)用的基礎(chǔ)上，用管帶技術(shù)將公司每年產(chǎn)生的300萬噸磷石膏遠(yuǎn)距離輸送存放，與同行業(yè)的磷石膏再漿水排或普通敞平帶轉(zhuǎn)運輸送相比，具有以下明顯優(yōu)勢：

（1）可實現(xiàn)密閉遠(yuǎn)距離輸送，磷石膏在輸送過程中不飛揚、不撒落、不泄漏，實現(xiàn)無害化輸送，凈化了環(huán)境。同時也可以避免清潔環(huán)境所發(fā)生的費用。

（2）密閉輸送避免了磷石膏的輸送安全受風(fēng)、雨的影響。

（3）在生產(chǎn)區(qū)至渣場穿山越嶺、傾角大、位差高的復(fù)雜地形狀況下實現(xiàn)空間曲線輸送。

（4）無中轉(zhuǎn)站，避免了多臺輸送機轉(zhuǎn)載引起的堵料、跑偏、中途卸料等現(xiàn)象。

（5）實現(xiàn)單條3000米長距離、單條1000噸T/h大容量輸送，避免設(shè)備多故障多的惡性循環(huán)。

1.扭帶、卡帶問題

管帶原設(shè)計所采用的是標(biāo)準(zhǔn) “單邊六個布置窗式托輥組”，如圖1。新帶初始運行，由于成管性不是太好，一是膠帶搭接處開口上翹，運行中稍有跑偏，膠帶邊緣就會插進(jìn)兩托輥之間的間隙，造成卡帶甚至撕帶如圖2，卡帶或撕帶破壞整條管帶的受力，改變運行軌跡，造成扭帶，多段形成蛇行狀況，有時整條線發(fā)生3600的扭帶，擴(kuò)展段打不開，成管段無法成型，系統(tǒng)被迫停機。二是窗式框架和托輥架嚴(yán)重變形，部份托輥軸向竄動，托輥之間縫隙大，膠帶邊緣長期磨損后呈現(xiàn)菱角邊或撕裂缺口易卡入托輥之間，這是產(chǎn)生“單邊布置窗式托輥組”卡帶的原因之一

按設(shè)計原理，管帶機在運行中扭曲是正常現(xiàn)象，一般在成型段扭曲正負(fù)30度以內(nèi)時為正常，不必調(diào)整，扭曲超過正負(fù)30度就必須及時調(diào)節(jié)。解決卡帶要讓托輥之間的間隙最小。第一次我們將B線管帶機的單邊六個布置窗式托輥組全部更換為新的“雙邊交錯布置窗式托輥組”，并將托輥長度由350mm加長為370mm，如圖3所示，由于托輥的加長，處于兩個平面的交錯托輥投影面之間的間隙為0，甚至還有一定的重合度，使得卡帶頻率大為減少，但還是不能杜絕，原因是雙邊交錯托輥組兩平面的空間夾角仍然存在，由于交錯托輥重合度不夠，管帶邊緣在跑偏過程中仍會斜插進(jìn)入空間夾角造成卡帶。于是再將雙平面交錯布置窗式托輥組”的托輥由370 mm加長至420 mm，使交錯布置的兩平面的相鄰?fù)休侀g的重合度更長，即使發(fā)生正負(fù)3600嚴(yán)重扭帶也能實現(xiàn)對卡帶現(xiàn)象的杜絕，

2.折管問題

新管帶經(jīng)過一段時間運行后，回程帶在靠近機尾爬坡段和隧道入口處上坡段均產(chǎn)生嚴(yán)重折管現(xiàn)象，折管的長期延續(xù)將導(dǎo)致管狀帶的帶芯結(jié)構(gòu)損壞。如圖5。

通過反復(fù)觀察分析發(fā)現(xiàn)，在張力低的凹弧處，折管現(xiàn)象明顯，折管現(xiàn)象出現(xiàn)頻率不規(guī)則，折管處3米到10米不等。我們認(rèn)為產(chǎn)生折管的原因有兩個，一是管帶上下膠面的配方問題，由于磷石膏呈酸性具有較大的腐蝕性，隨著時間的推移，膠帶開始變軟，成管后不能與六邊形托輥完全接觸，多數(shù)只接觸到下面三組托輥；另一個主要原因是管狀帶的張力不足，拉緊重量不夠，導(dǎo)致回程段在距機尾600米內(nèi)及運料段在距機尾l20米內(nèi)的膠帶張力為負(fù)值。

因為管狀帶不是設(shè)計在負(fù)張力的狀況下運行的，雖然使用頭部拉緊裝置是按照設(shè)計17噸進(jìn)行安裝，可是由于外部不可抗拒的因素，整條線路的坡度、平面、立面的過渡半徑均有變化，機頭拉緊裝置的張力傳遞衰減過快，導(dǎo)致在機尾凹弧段出現(xiàn)了負(fù)張力，這是主要原因。通過計算在尾部增加了5噸的液壓拉緊裝置，極大的緩解了折管故障，對于上下膠面配方問題，第二根膠帶設(shè)計時對耐腐蝕性和耐磨性進(jìn)行了強化，使用后膠帶的軟化、成管性差及蛇性狀況均得到了徹底改觀。

3.脹管問題

設(shè)計上管帶機密封管筒內(nèi)的充填率為75%，磷石膏給料不均勻性及操作不當(dāng)充填率有超過95%的現(xiàn)象，這就容易發(fā)生脹管導(dǎo)致膠帶反包、托輥及托輥架損壞、過載停機、膠帶拉傷、拉斷等事故。我們主要采取三種措施控制管帶機的脹管：一是提高運行帶速，盡量靠近設(shè)計上限，降低物料充填率，減少物料擠出、撒料和脹管機率。因為在恒定生產(chǎn)負(fù)荷下，帶速越高，單位膠帶荷重越少，運行阻力越小，膠帶最大張力也越小，可提高膠帶的安全系數(shù)。二是控制機頭配重和機尾液壓拉緊裝置參數(shù)，盡量消除塌管，若管帶塌管，斷面有效容積不足，塌管部位物料容易擠出而爆管；三是加裝限料器。我公司的磷石膏輸送系統(tǒng)由四根支帶進(jìn)入兩根分帶匯總后進(jìn)入一根主帶再進(jìn)入管帶系統(tǒng)，我們分別在兩根分帶上安裝了一臺限料器，確保四套生產(chǎn)系統(tǒng)負(fù)荷不均衡、出渣量不穩(wěn)定時對管狀帶的沖擊，在進(jìn)入管狀帶前的主帶上安裝限料器分一部分磷石膏到大容量制漿槽作為礦山井下充填使用，對進(jìn)入管帶前確保磷石膏料層穩(wěn)定進(jìn)行二次把關(guān)，從源頭上控制了脹管的產(chǎn)生，避免了脹管導(dǎo)致大量人力、物力和時間的耗費以及對輸送沿線環(huán)境的污染。

4.非工作面疲勞鼓泡、破損

通過現(xiàn)場長期的觀察與分析，我們認(rèn)為造成非工作面蓋膠鼓泡、剝離的原因有兩個，一是非工作面蓋膠厚度偏薄僅4.5mm，摩擦面主要受力位置長期磨損變薄后自然疲勞破壞，二是由于磷石膏粘附力強，回程夾帶或爬坡跑稀倒流粘附在托輥上形成凸圈，托輥運行中摩擦力過度集中于凸圈部位，長期運行先是疲勞鼓泡，最后是疲勞破壞剝離，這是主要原因。我們的解決措施：一是將管帶的非工作面蓋膠加厚為7.5 mm，延長耐磨時間；二是加強工藝指標(biāo)的控制，減少回程物料夾帶及跑稀；三增設(shè)機頭回程帶高壓清洗系統(tǒng)，從根本上阻止摩擦托輥凸圈的形成，使非工作面的疲勞鼓泡、破損、剝離完美解決。

以上是我公司將管帶運輸技術(shù)應(yīng)用于輸送磷石膏嘗試上所遇到一些典型問題的處理探索，實踐證明效果顯著。下一步我們還要針對行業(yè)特點，對鋼絲繩檢測系統(tǒng)、接頭結(jié)構(gòu)及長度等問題們進(jìn)一步探討、創(chuàng)新，為同行提供范本，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹建新，陳前林等.《磷石膏中雜質(zhì)的形態(tài)及水溶性磷對水泥物理性能的影響》，2001

[2]王德森，譚正良.《圓管帶式輸送機運行阻力虛擬仿真試驗研究》《起重運輸機械》2009（12）

作者簡介：

紀(jì)波（1972-），男，貴州六盤水人，高級工程師，長期從事磷化工建設(shè)及設(shè)備管理工作。