鐵法煤業集團鐵強環保材料股份有限公司自制滾軸篩研究

岳興宇

（鐵法煤業集團鐵強環保材料股份有限公司，遼寧 調兵山 112700）

1 緣起

鐵法煤業集團鐵強環保材料股份有限公司（以下簡稱鐵強環保公司）隸屬于鐵法能源公司，位于遼寧省鐵嶺市調兵山市。為充分利用鐵法礦區煤矸石資源，先后建成4 座現代化煤矸石制磚廠，其中大興磚廠坐落在鐵法煤業集團大興煤礦東側，與傳統紅磚不同的是，該廠全部生產空心磚，設計年產1.6 億萬塊折標磚，是一個自動化程度較高的環保型企業，生產的空心磚具有強度高、耐火、抗風化、抗凍性能強的特點，深受廣大用戶的青睞。隨著國內房地產市場的快速發展，煤矸石空心磚供不應求，在增加產量的同時，作為生產第一步的煤矸石初選效率也需提高。

因煤矸石大小不一，鐵強環保公司大興磚廠初選煤矸石采用人工篩選，首先在板式給料機上方制作一個鋼制料斗，在鋼制料斗上方使用16 號工字鋼制作2.1 m×1.9 m 的篦子板，中間橫豎間距均為200 mm。矸石上料時，使用鏟車將煤矸石倒至篦子板上方后，由兩名工人用撬棍、鍬或鎬等工具將直徑小于200 mm 的煤矸石逐漸透到料斗內，再經板式給料機向錘石破碎機均勻喂料，實現煤矸石原料的破碎過程。人工將直徑大于200 mm 的大塊煤矸石搬運清走，積累一定數量后，使用鏟車再清運至廢矸石堆處。整個工作過程中，工人勞動強度非常大，煤矸石供應效率非常低，錘式破碎機因無料經常空運轉，造成電能浪費。其次，透料過程中有被滑落的大塊煤矸石砸傷的重大安全隱患，磕手碰腳事件時有發生。針對以上問題，鐵強環保公司大興磚廠研究決定自制一臺滾軸篩，由廠內技術人員繪制圖紙，采購鋼材、軸承等材料，利用3 個多月的時間自制加工了軸承瓦盒座、滾軸篩片、箱體等部件，利用廠內閑置的電機、減速機，于2017 年9 月將自制滾軸篩在生產線上安裝完畢并投入使用。

2 滾軸篩結構及工作原理

自制的滾軸篩分上、下級，上級是鋼制儲料斗，下級是動力篩分系統。上級儲料斗的殼體使用厚度6 mm 錳鋼板焊接而成，呈漏斗形，便于鏟車上料。同時使用錘式破碎機淘汰的廢舊襯板焊接在儲料斗內壁，增加儲料斗耐磨壽命。下級動力篩分系統中，動力系統采用電機加二級圓柱齒輪減速器的驅動方式，電機和減速器安裝在鏟車上料的另一側，水平布置，篩分系統中篩軸平行排列，同步轉動推動物料向一個方向移動，逐漸將大塊矸石篩出，完成整個煤矸石篩分工作[1-3]。考慮到篩分期間有大塊煤矸石卡住的情況，為保護動力系統和傳動系統不被損壞，使用廢舊皮帶自制十字聯軸器進行軟連接，使用三角帶將相鄰兩根篩軸進行軟連接，具體工作原理是工人啟動設備電源按鈕，電機轉動，通過十字聯軸器聯接減速機高速軸，經減速機減速后，從減速機低速軸通過帶輪和三角帶聯接到瓦盒座Ⅰ軸處，瓦盒座上4根滾軸平行排列，每兩根滾軸間由三角帶連接，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸為從動軸（下頁圖1），每根滾軸上有5 個滾軸篩片（下頁圖2），相鄰兩根滾軸間的滾軸篩片交錯排列，不同滾軸上的相鄰滾軸篩片的縱向間隙為160mm，橫向間隙為200 mm，此種尺寸設計可用來保證大于該尺寸的大塊物料順利篩出，直徑符合要求的物料落入板式給料機用于生產，不符合要求的大塊物料被滾軸篩篩出，積累一定數量后用鏟車清走。

圖1 傳動系統圖（單位：mm）

圖2 滾軸篩片圖（單位：mm）

3 滾軸篩使用注意事項

1）定期對滾軸篩各緊固件進行檢查，如果有松動應及時緊固，對破損的角帶及時更換。

2）每10 d 對減速機進行檢查注油，保證設備的平穩運行。

3）設備啟動前，必須打開安全信號，確認人員處于安全位置后，方可開機。

4）設備啟動時必須先開啟滾軸篩，人員撤至安全位置后，再由鏟車進行上料；停機之前，鏟車先停止上料，待料倉內物料轉空后停機。

5）設備運轉時，滾軸篩出料口正前方5 m 內嚴禁站人，以免被蹦出的石塊砸傷。

6）鏟車上料時，與滾軸篩料斗保持約0.5 m 的距離，以免撞壞儲料斗。倒料時，將鏟斗內的物料分3 次進行傾倒，以免一次性料量過大造成設備跳停。

7）清理下料口、檢查檢修及處理故障時，必須在配電柜處切斷設備主電源，并掛牌加鎖、設專人監護，嚴格執行自停、自檢、自送電原則，嚴禁單人進行檢修及清理工作。

4 運行情況

自制滾軸篩使用至今，設備運行平穩，操作簡單，整機未出現較大故障。滾軸上的滾軸篩片使用廢舊的耐磨襯板自制加工，十分耐用。如果需更換，需拆下防護罩，卸下一側帶輪，抽出對應滾軸，將滾軸篩片插入后重新安裝滾軸和帶輪即可。此外，為提高員工工作的安全系數和設備標準化程度，在上料口處搭設平臺并安設護欄，并制作多個防護罩，將各滾軸和三角帶罩住，不留安全隱患；同時對滾軸篩各部件噴涂防銹漆，一是進行了美化，二是延緩了設備的銹蝕速度。

5 效益分析

5.1 材料費

整機制作過程耗時約3 個月，除三角帶、軸承等部件采購外，其余部件均是廠內現有材料的利用，如廢舊鐵板、廢舊襯板、閑置的電機和減速機等，節約各項材料采購資金總計約10 萬元。

5.2 人工費

通過使用了滾軸篩，工人勞動強度大大降低，提高了安全系數，人工費用有所減少。原來原料車間篩選煤矸石需2 名工人，現只需1 名工人操作滾軸篩設備，減少了1 人，按每人每月3 000 元工資計算，每年降低人工費：1 人×3 000 元×10 個月=3 萬元。

5.3 產量

根據經驗統計，鏟車鏟斗容積3 m3，人工透一鏟煤矸石約需用時20 min，滾軸篩篩選一鏟煤矸石平均需10 min，磚廠按每年生產300 d，鏟車每班上料約3 h，折標磚尺寸0.24 m×0.115 m×0.053 m，每塊折標磚凈利潤0.05 元計算如下：

每年人工透料：300 d×3 h×60 min/h×3 m3/20 min=8 100 m3；

滾軸篩篩料：300 d×3 h×60 min/h×3 m3/10 min=16 200 m3；

標磚體積：0.24m×0.115m×0.053m=0.0014628m3；

每年增加產量為：（16200m3-8100m3）/0.001 462 8 m3=553.73 萬塊；

每年增加收入：553.73 萬塊×0.05 元/塊=27.69萬元。

5.4 電耗

滾軸篩電機功率為22 kW，平均每天工作8 h，為節約成本，鐵強環保公司大興磚廠執行“躲峰填谷”用電制度，原料車間在夜間谷時用電，電價約為0.4 元/kW·h，全年耗電費：22 kW×0.4 元/kW·h×8 h×300 d=2.11 萬元。

5.5 效益比較

每年增效：27.69 萬元+3 萬元-2.11 萬元=28.58萬元，通過效益分析可以看出，自制滾軸篩對煤矸石的篩選工藝改造后，是十分必要和成功的。

6 結語

通過這次自制滾軸篩，一方面減少了鐵強環保公司大興磚廠工人的勞動強度，提高了安全系數；另一方面提高了煤矸石原料的供應效率，進而提高了產量，創造了巨大的經濟效益。該滾軸篩的自制加工，為鐵強環保公司其他磚廠和鐵法能源公司各生產礦井積累了寶貴的經驗，為進一步篩分煤矸石和篩選煤提供了技術支持。科技是第一生產力，只有不斷提高技術水平，提高自動化程度，才能將員工從繁重的體力勞動中解放出來，才能給員工創造一個溫馨和諧的生產環境。