一種電液動四通分料器的安全技術改造

王占東

（太原鋼鐵（集團）有限公司礦業分公司東山石灰石礦， 山西 太原 030009）

太原鋼鐵集團有限公司礦業分公司（以下簡稱公司）東山石灰石礦作為太鋼的輔料生產基地之一，東山石灰石礦豎窯作業區現場位于太原市太鋼廠區五降壓路，二十世紀七八十年代開始生產冶金白灰，2002 年拆除1970 年建成投產的兩座250 m3的圓窯，并于2003 年1 月份在原址建成投產500 t 煤氣豎窯，直徑4 m，原料、成品系統使用舊系統，后由于公司整體規劃，停止生產冶金白灰，目前現場共運行運行皮帶13 條，分為原料皮帶和成品皮帶，4 臺提升機，4 臺破碎機。主要用皮帶輸送為第二煉鋼廠原料和冶金石灰，由于設備建于二十世紀七八十年代，現場生產設備設施自動化程度不高，由于崗位員工年齡結構偏大，在上下設備操作時危險性大，不利于安全生產。

1 電液動四通分料器的安全技術改造前的情況

東山礦豎窯作業區成品塊灰1～6 號料倉布料需通過2 臺400 mm×400 mm 手動三通分料器切換3個位置，1 處為14 號皮帶通過移動式小車向1～4 號料倉布料，另外2 處直接向5 號和6 號料倉下料口布料，三個導料槽占用了原本狹窄的過道，14 號皮帶與3 號皮帶之間間隔不足1 m，由于兩臺小車2條皮帶移動，在狹窄的通道內行走及每次切換料倉崗位工需爬上1.6 m 高的平臺操作翻板，操作危險性大，安全系數低，不易檢修，多次修補效果不好。兩個翻板使用年代較長，屬于非標自制備件，修補次數較多，破損漏灰嚴重。且操作時需要繞到兩條皮帶輸送機中間，每次切換往返時間需要大約6～7 min。加之作業現場崗位員工年齡偏大，并且人員身體素質不高，在進行設備操作時存在安全隱患（見圖1）。

圖1 改造前現場狀況

2 電液動四通分料器的安全技術改造技術要點

電液動四通分料器是物料輸送系統中實現物料快速轉向的理想設備，應用于建材、冶金、礦山、輕工、電力、糧食等行業固體顆粒和粉狀物料的輸送。電液動四通分料器又稱為多路換向閥，多通閥，它的設計制造是根據實際工況物料的特性以及所使用的基本條件及安裝場合來進行設計的一般情況都是非標準設計制造。啟動裝置有手動、電動、電液動，各種結構的電液動四通分料器分流都具體有物料走向暢通，物料沒有殘留的特點，其結構緊湊、工作穩定性強、平穩可靠、定位精度高的特點。分流導向結構的四通分料器可用于散裝固體的自由落料過程使用，也可在各種氣力輸送現場使用。一般安裝在貯斗下部或氣送管線上，縱向結構形式的四通分料器在常壓下使用，用于散裝固體物料的重力自由落料過程中由主輸管到支管的多為分流切換。它配置在重力落料場合。一般安裝在貯斗下部，也可安裝在流管上。

根據現場實際情況，結合設備的特點，對此處改造最安全快捷有效的辦法是實現電動控制，成熟產品有三通分料器和四通分料器，此處從原理上可以通過1 臺45°四通分料器或1 臺45°三通分料器配合1 臺60°三通分料器實現功能，但由于安裝高度和空間限制，前一種45°四通分料器水平空間距離過大三處導料槽不能完全對接，后一種上下法蘭凈高度需1 300 mm，導料槽角度小于30°下料不暢容易堵塞，市面上的分料器均無法滿足安裝要求，有鑒于此，需設計制作一款夾角45°、轉角90°短節距四通封料器以滿足設備安裝需求，改造方案見圖2。

圖2 改造方案圖紙設計（mm）

1）首先設計一款導料槽為400 mm×400 mm 四通分料器，上下法蘭距離為800 mm,其次2 塊內部翻板錯位重疊安裝，采用2 臺電液推桿驅動。翻板及側板加耐磨襯板見圖3。

圖3 四通分料器內部結構

2）安裝四通分料器，導料槽拼接施焊，每處翻板上方均留有檢查孔，便于故障處置，見圖4。

圖4 四通分料器安裝及結構

3）兩個翻板必須是先開到位后關到位或兩個翻板都開到位實現三個布料位置的轉換，經過傳感器反饋位置信號，根據翻板動作規律設計電氣原理圖，電氣安裝調試。

4）通過分料器機旁操作完成翻板位置切換和PLC控制實現遠程連鎖分料器翻板位置切換（見圖5）。

圖5 四通分料器改造后現場

此次四通分料器技改獨到之處在于翻板首次采用錯位重疊設計，法蘭節距短，節省空間，屬創新性結構設計；比市場上同類產品體積減小30%以上，完美實現向非同一平面三個方向輸送物料。此項改造可廣泛應用于安裝空間狹窄輸送散狀物料區域，特別適合老舊系統改造，便于工序優化。

3 電液動四通分料器的安全技術實施效果

經過九個月的使用觀察，卡料故障時間不足0.1%，優于市場同類產品，改造后通過遠程操作，實現人機分離，安全系數大大提高，實現安全本質化。同時每次切換節省時間0.1 h，每日2 班切換6 次，每日減少系統設備（裝機設備總功率1 060 kW）開動時間0.6 h，每年節約電費10 萬元以上。

隨著鋼鐵行業的微利時代的到來，生產現場崗位員工年齡結構偏大，在廠、礦企業的老化設備同樣也存在類似的問題，僅僅靠管理和培訓教育措施不能從根本上解決問題，只有通過設備的安全技術改造，實現人機分離、設備自動化，最終能夠實現本質安全化。