李恒旭　　李小麗

（鞍鋼股份有限公司煉鐵總廠）

摘要：介紹了鋼鐵行業翻車機卸料時的產塵機理，通過理論分析和計算，合理確定了翻車機除塵技術原理，包括密閉方式、抽風量的大小、抽風點的位置及數量等。該技術用于鞍鋼翻車機揚塵治理取得了良好的除塵效果。

關鍵詞：翻車機；揚塵；產塵機理；密閉；抽風量

1  前言

翻車機作為一種大型、高效率的卸車設備，已廣泛應用于我國大中型鋼鐵公司，用于翻卸裝有塊、粒狀鐵礦石的標準高度的敞車。根據結構，翻車機可分為轉子式、側傾式、端側式、雙車轉子式等多種，目前國內鋼鐵企業應用多為轉子式，故本文僅對轉子式翻車機揚塵治理進行研究。翻車機進行翻車作業時，由于物料快速高落差落下會產生大量揚塵，導致翻車機室粉塵到處飛揚，經檢測，粉塵濃度可達上千毫克每立方米，嚴重危害著崗位工人的身體健康。

目前國內大多數企業采用的方法是水噴霧(水力除塵)或廠房密閉負壓吸塵的方法，但都難以收到理想的效果。

本文就鞍鋼煉鐵總廠新燒結原料3#翻車機現場考察情況進行分析，研究翻車機揚塵治理方案。

2  現場描述

3#翻車機和鞍鋼第二發電廠F1#翻車機并列布置在同一翻車機室（如圖1），F1#翻車機主要用于翻卸電廠燃煤，燃煤濕度大，粉塵量小；3#為KFJ—3A二支座轉子式翻車機，主要用于翻卸球團礦及精礦粉等物料，其中尤以球團礦粉塵量最大。本文即以3#翻車機翻卸球團礦時產生的揚塵為研究對象。

經現場實際考察，3#翻車機在翻料開始兩三秒時間內，瞬間卸料量少而慢，灰塵量少；隨著翻轉的進行，瞬間卸料量增大，在翻車機翻轉到110°～150°之間時，瞬間卸料量達到最大，此時物料中的微細粉塵沿翻車機翻轉方向隨著快速外溢的氣流沿料倉外側（背卸料側）向上迅速逸出，并彌漫到廠房內外：當物料落到下方料倉后一兩秒鐘，在料倉的內側（卸料側）有少量粉塵外逸，隨著翻車機轉子的回轉復位，隨靠車梁亦有部分粉塵上揚。盡管在翻車機內側有水噴淋除塵，但是效果甚微，特別是當有北風穿堂而過時，粉塵從南門大量彌散，形成紅褐色塵幕向外飄散。在無風時，僅隨空車廂帶出的粉塵亦會彌漫至室外。 

圖1翻車機 

3  產塵機理

（1）翻車機在翻卸物料時，球團礦與球團礦、球團礦與車廂內壁之間產生碰撞和擠壓，半封閉空間中的空氣受到擾動，產生運動，粉塵剪切壓縮造成塵化，該過程主要發生在翻車剛開始的兩三秒鐘，時間短、揚塵量小、速度慢；

（2）翻車機卸料后瞬間，物料攜入大量的空氣進入料倉，造成料倉內很大的正壓環境，大量含塵氣體從沒有物料下落的翻車機外側排出，此部分揚塵占了整個翻車過程粉塵量的絕大部分，且上升速度較快，平均流速0.6m/s左右；

（3）在卸完后兩三秒的時間里，因翻車機回轉及氣體流通通道被空處，仍有少量的粉塵在殘余正壓作用下從內側冒出，但上升速度明顯低于外側。

4  治理對策

4.1  密閉

針對以上揚塵特點，并考慮外界氣流影響，欲以最小的風量達到最好的收塵效果，可設一大型密閉罩（如圖2），將翻車機上部至料倉口外圍整體密封。并考慮為不妨礙翻車機檢修可在密閉罩上方設電動式移動頂罩，其運行導軌建在翻車機進出口端部向外約300mm處的軌道梁上，軌道梁由地面鋼架支撐，當翻車機內需要檢修時，現場操作可使電動頂罩迅速開啟，以保證檢修工作的順利進行。

圖2密閉罩

為防止翻車機室南北向的火車進出門有穿堂風對密閉罩內負壓的影響，在密閉罩的南北方向設置電動對開門。其啟閉與翻車機聯鎖控制：當摘鉤平臺抬起的瞬間，車廂即將進入翻車機室時，電動對開門自動開啟；當轉子準備翻轉瞬間，給電動對開門電動聯鎖信號（與翻車機轉子翻轉電信號聯鎖），電動對開門自行關閉，而當車廂出轉子時，給電動對開門信號（與推車器電動信號聯鎖）使其自動開啟。整個過程自動控制，并設人工現場控制。

另，在密閉罩適當地方（盡量遠離揚塵量大的地方）開設觀察窗及小型單開門，便于崗位人員觀察設備運行情況及維修。

4.2  吸塵罩及風量的設置

4.2.1 吸塵點的設置

從以上描述可知，揚塵主要集中在外側（即背對卸料一側），且據現場觀察，粉塵在上揚前有向外側的分速度，這主要是因為外側無物料下落及內側物料下落時誘導氣流沖擊在下方料斗錐形側壁上后，有反彈向外側斜上方回流的趨勢，欲控制這部分主要的含塵氣流，結合現場實際空間位置考慮，抽風點設置在翻車機室-3.5M平臺外側為最佳，既可保證不影響設備檢修又較大限度地利用了揚塵氣流的動能，可利用較小的風量較快處理絕大部分的揚塵。該吸塵點定義為吸塵點Ⅰ。

經現場實測，外側瞬間上升氣流速度最高可達1.2m/s，若以此最大氣流速度來設計上述抽風點的風量則其結果將較大。因已將翻車機整體密閉，所以，上述-3.5M平臺處的抽風點風量可依據揚塵平均速度進行設計即可，對于風速過大而未能捕集的揚塵，待其上升到密閉罩上部速度降低之后及受頂罩阻擋回旋之后再在移動頂罩下邊緣處的密閉罩側板上設置較小的抽風點即可較快達到相同的捕集效果。該吸塵點定義為吸塵點Ⅱ。

同理，對于翻車機內側部分揚塵，由于離外側吸塵罩較遠（～8.7m），若想較快將其完全捕獲，在保證控制風速的前提下，則需要的過大的抽風量，因此可在該側密閉罩頂罩下緣側板上設置抽風點，以較小的風量較快捕獲因速度較大而逃逸的部分粉塵及隨靠車梁回轉上揚的部分粉塵。該吸塵點定義為吸塵點Ⅲ。

4.2.2 吸塵罩及風量設置

因翻車機整體密閉，車廂在翻車前已完全進入密閉罩內，翻車機亦為整體密閉，無物料攜入空氣量及運轉鼓入風量，罩內亦無其它產氣，故可按密閉罩縫隙面積校核上述所得風量：

從上可知，當對開門開啟時，若無穿堂風，門口亦有足夠負壓保證揚塵不外溢，故當外界氣流干擾不大時，可不關閉對開門，以簡化崗位操作過程。

經計算，換氣次數n=2次，即每半分鐘密閉罩可換氣一次。而翻車機翻一車（開始翻轉至回轉復位整個過程）的時間為一分鐘，即在一次翻車過程中，密閉罩可換氣兩次，罩內揚塵可基本除凈，故當翻車機翻卸完回位后，對開門開啟時，即使有較高風速的穿堂風進入密閉罩內，亦不會有揚塵被帶出罩外；而在下節車廂開始翻車之前，其前一節車廂卸料所造成的揚塵可以充分除凈，亦不會造成殘余揚塵的積累。當然更不會出現揚塵隨車廂帶出的情況。

為保證地面至-3.5M平臺間密閉罩內氣流分布均勻，吸塵點Ⅰ均勻設置六個吸塵罩，各吸塵罩罩口面積及風量相同；上罩體外側吸塵點Ⅱ亦需根據現場實際 綜合考慮既不影響設備檢修又使氣流組織最合理來設置吸塵罩位置、尺寸及風量，其中吸塵罩數量四個，風量相同；吸塵點Ⅲ在翻車機中心線兩側2米距離處各設置一吸塵罩，風量均分。

5  工程實踐

根據以上理論基礎，2008年對該翻車機進行了揚塵治理，系統投入運行后，現場肉眼觀察翻車機密閉罩無揚塵外溢，對開門處負壓較大，抽風效果良好。后經現場實測，崗位粉塵濃度完全達標，大大改善了現場操作環境。實測數據見下表1。

6  結論

（1） 根據翻車機產塵機理的分析研究，較科學地確定了抽風點及抽風量，為有效捕集揚塵提供了理論依據。

（2） 經工程實踐證明，以上理論推算是合理的準確的。

（3） 該翻車機揚塵治理技術可以很好地滿足生產與環保要求，經濟、實用、可行。

參考文獻：

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[4]  趙連琦．國內外翻車機設備的發展及實用簡介．鋼鐵廠設計．1998，（4）