破碎電解質倉底風動溜槽堵料分析及改造

農銳宇

（廣西德保百礦鋁業有限公司，廣西 德保 533700）

某公司電解鋁生產線配有4套破碎電解質加料系統，電解質倉底采用風動溜槽進行物料輸送。自投產以來，該風動溜槽輸送系統堵料事故頻發，成為了制約該系統質量、安全和環保管理提升的一大瓶頸。為解決難題，該公司決定對該系統進行技術改造，采用增設倉底氣動控制閥門，用螺旋輸送機代替原來的風動溜槽進行物料輸送的方式。

1 存在問題及原因分析

風動溜槽因結構簡單、操作方便、輸送能力大、可以實現遠距離和水平輸送等優點，被廣泛應用于冶金、化工等行業。按照原設計方案要求，該公司的破碎電解質倉底也采用風動溜槽，將物料輸送至天車加料倉，以滿足電解車間的生產需要。

原破碎電解質倉底卸料裝置主要包含以下設備：XZ315×6000風動斜槽一臺，輸送能力60t/h，400×400手動閘板閥一個，2臺9-19型離心風機，風壓4690pa，風量1174m3/h，配套電機功率4kw，風動溜槽出口裝有DN300氣動控制閥1套。其簡要工藝布置圖如下：

圖1 改造前風動溜槽輸送系統工藝布置圖

自投產以來，該系統的風動溜槽幾乎每天都發生堵料，每次清堵所需時間大約1個小時，耗費了大量的人工，影響了正常加料作業，增加了工人的勞動強度。清堵過程中產生的大量漏料到處飛揚，致使工作平臺及附近工作面粉塵堆積，對操作人員的身體健康和機械設備維護工作造成了不利影響。為了使物料下料順暢，技術人員采用在風動溜槽尾部、側面增設壓縮空氣管道，使用壓縮空氣助吹等方法，嘗試提高物料的流動性，但收效甚微。

經綜合分析，造成風動溜槽輸送系統堵料的原因主要有以下幾點：

（1）破碎電解質顆粒較大，流動性差。風動溜槽對輸送物料的顆粒度有一定的要求，一般干燥的、粒度小于6mm的顆粒物，適合采用風動溜槽輸送，而破碎電解質的顆粒度較大，超出了風動溜槽輸送物料粒度理想范圍的要求，其流動性肯定大打折扣；

（2）破碎電解質的水分較大，易粘結。風動溜槽對輸送介質的水分要求較高，當輸送介質表面水分含量低于0.8%時，輸送效果最為理想，而破碎電解質水分較大，且風動溜槽出口位于電解車間內部，環境溫度較高，極易造成物料返潮，致使物料逐漸在風動溜槽內壁粘結，造成堵塞；

（3）風動溜槽透氣層破損。當溜槽堵料時，需利用壓縮空氣強吹溜槽、人工錘擊振打機殼、鐵鏟扒料等方式疏通物料，清堵過程極易造成溜槽透氣層破損，從而導致氣量不足，物料流動性下降，而造成堵塞。

綜上所述，風動溜槽不適用于輸送破碎電解質，只有重新選用合適的輸送設備，并對原系統進行改造，才能從根本上解決堵料的難題。

2 改造方案

根據現場布置條件和輸送物料的特性，選擇一種操作簡單、維護方便、經濟實用、節能環保、可實現破碎電解質連續輸送的設備代替風動溜槽是非常重要的。螺旋輸送機是一種利用電機帶動螺旋回轉推移物料以實現輸送目的機械。它能實現物料水平、傾斜或垂直輸送，具有結構簡單、橫截面積小、密封性好、操作方便、維修容易、便于封閉運輸等優點，可以輸送較大顆粒的物料，不易產生粘結、堵料現象。經分析比較，決定采用螺旋輸送機代替原風動溜槽，改造方案如下：

（1）將原風動溜槽改為兩臺螺旋輸送機，分段輸送物料。破碎電解質倉底閥門出口到溜槽閥門出口的高差4m，溜槽安裝斜度較大，為減少物料的沖擊力，實現平穩輸送，決定采用兩臺螺運機分段輸送物料，以減少物料的落差。為了降低設備的維護和維修成本，螺運機采用螺旋中部無倒掛軸承型式，主軸采用40Cr材質并調質處理，螺旋葉片選用16Mn制作，葉片表面做耐磨處理，以增強設備的抗磨性能；

（2）根據實際需要，在原來的工作平臺上增加制作兩個檢修平臺，以便開展設備巡檢、維護和維修工作；

（3）對倉底下料管閥門進行改造。原倉底下料管出口閥門為手動插板閥，為提高工作效率，決定將原閥門拆除，并在出口位置增加兩臺氣動對夾式插板閥，以實現快速切換的目的；

（4）對原有的電氣控制系統進行改造。更新優化全套PLC控制程序和觸屏程序，使之滿足螺旋輸送機系統自動控制的要求；

（5）重新優化設備操作程序。平時，將破碎電解質倉底氣動閥門打到常閉狀態，當需要給多功能天車加料小倉加料時，才將該閥門打開，當天車加料小倉加滿料后，立即關閉破碎電解質倉底氣動閥門，再將螺運機內部物料排空，最后才把螺運機停下來，避免螺運機因內部積料返潮而引發堵料事故。

圖2 改造后螺旋輸送系統工藝布置圖

3 效果

本次技改完成后，設備運行效果良好，主要表現在以下幾點：

（1）設備運行平穩，物料輸送順暢。本次改造采用兩級螺旋輸送機代替風動溜槽輸送物料，增設了氣動閥門，優化了操作程序，成功解決了原輸送系統因物料落差大，沖擊力強，導致風動溜槽頻繁堵料的問題，實現了物料連續、穩定、均勻輸送。

（2）設備維護和維修成本大大降低。技改完成后，設備投入運行至今已經有1年多，該系統從未發生一起設備事故或者堵料事故，螺運機螺葉耐磨性能良好，磨損量少，投運以來僅需進行簡單的潤滑維護，即可獲得滿意的效果，設備的運行成本大大降低。

（3）節能降耗作用明顯。使用螺運機輸送之后，停用了原風動溜槽配套的2臺離心風機，每年可節約電費4000元；另外，該螺旋輸送系統取消了原風動溜槽的壓縮空氣助吹裝置，減少了壓縮空氣的用量，實現了節能的目的。

（4）降低了工人的勞動強度。設備改造完成之后，運行平穩，下料順暢，工人無需像以前一樣經常清堵或清理漏料，勞動強度大大降低。

4 結語

本次改造投入約5萬元，改造周期短，收效快，是一項低投入、高回報的技改項目。本次技改的成功實施，解決了原破碎電解質輸送溜槽頻繁堵料的難題，改善了工作環境，降低了工人的勞動強度，提高了生產效率，達到了預期的效果。