高爐供料皮帶系統長周期穩定運行技術的應用

岑亞虎

（河鋼宣鋼煉鐵廠，河北張家口 075100）

0 引言

作為連續散狀物料運輸機械，皮帶運輸機已廣泛應用于碼頭、電廠、冶金等行業。它是以皮帶作為牽引機構和承載機構的連續運輸設備，皮帶機通過滾筒和托輥對膠帶產生的摩擦力帶動皮帶運動。宣鋼煉鐵廠在高爐上料、供料、燒結、原料、沖渣、噴煤等工序均擁有數量龐大的皮帶運輸機，皮帶總長20多公里。從皮帶選型、接口硫化、保護裝置、技術改造到點檢維護等，貫穿皮帶機的全生命周期，多措并舉地實現了皮帶系統長周期穩定運行，保障了高爐順利運行，降低了材料費用。

1 總體思路

充分利用舊有設備和已經實施的技改項目，對供料皮帶系統所要滿足的高爐生產進行有針對性的優化和改造。總結皮帶運輸機日常使用、維護過程中的易發生故障的部位和特征，不斷摸索總結經驗，理論聯系實際并加以應用，在選型、工藝、改造、維護等方面多措并舉，實現高爐上料皮帶系統長周期穩定運行。

2 主要技術內容

2.1 皮帶的選型

主皮帶、供料皮帶這類輸送量大、輸送距離長、運輸物料粒級大的皮帶，應選擇縱向拉伸強度高、耐沖擊、高強力型的ST鋼絲繩芯皮帶；而其他皮帶應選擇用尼龍織物芯皮帶（Nylon conveyor belt，NN）替代原用的聚酯織物芯皮帶（Polyesten conveyor belt，EP）。NN皮帶成槽性好，伸長率大于EP帶，皮帶接口通過滾筒時更加柔和，不易對接口造成傷害。

2.2 保證皮帶接頭的硫化質量

鋼絲帶最嚴重的事故是皮帶斷裂，而斷裂位置多發生在接頭處，因此接頭是皮帶中最薄弱的環節，良好的接頭硫化質量是皮帶系統長周期穩定運行的前提。總結了保證接頭質量的5個要點。

（1）防塵。防塵工作分為2個方面：通廊內硫化，硫化前先用風管將通廊鋼架結構吹掃一遍，以防硫化時灰塵下落影響接口質量；通廊外硫化，現場搭設篷布防風、防塵、防雨，避免環境因素影響皮帶硫化。

（2）加大接頭尺寸。

（3）不同型號和抗拉強度的鋼絲繩皮帶應使用不同的鋼絲繩搭接方法，既保證接口強度又具有良好的成槽性。例如：ST2000和ST2500型皮帶使用Ⅱ級搭接，ST3150型皮帶使用Ⅲ級搭接（圖1）。

圖1 鋼絲皮帶硫化鋼絲繩

（4）從皮帶中拉出鋼絲繩時，角度與皮帶縱向線的夾角≤90°。

（5）根據皮帶規格和接口尺寸使用2～3臺硫化機，緊挨密排不留縫隙，硫化溫度145℃，壓力1.6 MPa，恒溫、恒壓45 min后自然冷卻。

2.3 完善皮帶的保護裝置

高爐槽下上料皮帶系統的保護裝置較為完善：①皮帶機架兩側的雙向拉繩開關；②頭部、中部、尾部6組跑偏開關；③位于稱量斗落料點的縱向防撕裂開關；④皮帶中部的攝像頭將現場影像直接接入操作室，一旦發現異常操作人員可第一時間急停皮帶并加以處理。

2.3.1 刮板清掃器改造為風力清掃器

清掃器是輸送機輸送松散物料必須裝備的部件之一。頭部清掃器裝設于輸送機頭部卸料滾筒處，用以清掃輸送帶工作面上粘附的物料，并使其落入頭部漏斗。改造前為彈簧、重錘刮板清掃器，為了刮料干凈，清掃器緊貼皮帶，使皮帶承受不必要的過大張力而降低使用壽命。刮板膠條磨損后，刮板的金屬結構在彈簧或重錘的作用下接觸皮帶，容易劃傷皮帶。

頭部清掃器的改造：①將尺寸六分的鍍鋅管按照皮帶寬度截斷，封堵一頭，管上每間隔50 mm打1個3 mm孔并使所有孔的圓心在同一直線上，接入壓縮空氣；②改造為風力清掃器，清掃器不與皮帶接觸，清掃效果好又不傷皮帶。

2.3.2 跑偏開關加裝防擁堵裝置

在皮帶輸送機運行過程中，由于大塊料及鐵器等有時卡在溜槽口處，嚴重堵塞下料溜槽，造成皮帶卡死。如果不能及時停機，極易拉斷或磨斷皮帶。

跑偏開關的改造：①取掉跑偏開關的擋棍并焊接L形鋼筋；②在頭部滾筒溜槽適當位置開方形孔，并安裝可內外轉動的擋板；③將L形鋼筋搭在擋板中上部。這樣，一個簡易的溜槽防擁堵裝置就完成了。一旦發生堵料事故，開關上加裝的擋板受料的重力影響，使開關的常開點閉合，使線路斷電、皮帶機停機（圖2）。操作室微機畫面顯示皮帶停機，崗位人員可第一時間到現場處理，從而避免皮帶損傷。

圖2 防擁堵裝置效果

2.4 皮帶跑偏的原因及解決

皮帶跑偏是皮帶輸送機作業過程中常見的故障，容易造成系統故障停機和托輥、皮帶等部件的非正常損壞。當皮帶跑偏達到一定程度時，皮帶會觸發用于防偏的急停裝置，造成設備停機，影響高爐上料。嚴重的皮帶跑偏，還會造成皮帶翻卷物料，使皮帶單側受力超過皮帶縱向拉斷力，引起皮帶橫向撕裂。

2.4.1 安裝誤差

皮帶機的安裝質量的好壞對皮帶跑偏的影響很大，由安裝誤差引起的皮帶跑偏較難處理。安裝誤差主要有：①輸送帶接頭不平直，造成皮帶兩邊張力不均勻，皮帶始終往張緊力大的一邊跑偏；②機架歪斜，機架歪斜包括機架中心線歪斜和機架兩邊高低傾斜；③導料槽兩側的橡膠板壓力不均勻，由于橡膠板壓力不均勻，造成皮帶兩邊運行阻力不一致，引起皮帶跑偏。

這就要求設備管理人員參與到設備的全生命周期中，從新建設備工程的測量、放線到安裝、調試再到皮帶接頭硫化，都要不辭辛苦地盯在現場、嚴格把關，積極溝通、精益求精，從源頭上杜絕因為安裝原因造成的設備故障。

2.4.2 皮帶運行中的跑偏問題

（1）滾筒粘料引起的跑偏。在運行一段時間后，部分物料會粘附在滾筒上，使得滾筒局部筒徑變大，引起皮帶兩側張緊力不均勻，造成皮帶跑偏。這一問題可以通過調整頭尾清掃器并在停機時清理滾筒予以解決。

（2）皮帶松弛引起的跑偏。在運行一段時間后，由于皮帶拉伸產生永久變形，會使皮帶的張緊力下降造成皮帶松弛，引起皮帶跑偏。可以適當增加重錘箱重錘或調整機尾拉緊裝置，使皮帶繃緊，消除跑偏。

（3）物料下料沖擊引起的跑偏。皮帶運輸物料時需要經常轉運，而轉運點處的落料位置對皮帶的跑偏較大影響。例如：供料皮帶與主皮帶呈垂直供料，但上、下皮帶中心線不垂直，并且下料溜筒相對于主皮帶中心線向西發生扭轉，這樣就造成了落料點位置偏西，導致落料時主皮帶經常性向西跑偏。解決此問題需要重新設計溜槽：將溜槽分為2節制作，通過轉動法蘭來找正上、下中心線位置。這樣可以讓磨損與沖擊發生在溜槽內部，有效降低由于物料沖擊形成的皮帶跑偏現象（圖3）。

圖3 改造后的下料溜筒

2.5 優化溜槽角度

高爐上料皮帶系統晝夜運行，為高爐輸送原燃料，物料也時時刻刻沖擊磨損著運輸帶的工作面。這是皮帶損耗變薄的最直接原因。

本著降低物料流速、減少其對皮帶沖擊的原則，將下料直溜槽改造為順皮帶前進方向的小角度溜槽：高爐上料皮帶系統全部成品料、返料溜槽全部改造為小角度溜槽；成品礦、焦、燒結礦返礦溜槽制作為45°，球團、塊雜礦及返焦溜槽制作為60°。改造后，由于溜槽角度減小、物料流動速度降低，順皮帶運行方向又使物料和皮帶的相對速度降低，物料對皮帶的沖擊大大減輕。

2.6 加強管理與維護

準確掌握皮帶的使用磨損情況和更換周期，同時增加點檢頻次、層層把關，發現問題及時解決，保證皮帶的長周期穩定順利運行。

3 實施效果

通過上述改造方案的實施，解決了皮帶機日常使用中經常出現的跑偏、撒料、皮帶使用壽命短等問題，實現了高爐上料皮帶系統長周期穩定運行和高爐的順利。同時，大大降低了材料、備件的消耗，具有一定經濟效益。