張勇 李勇亮 張洪波 謝炳馨
(安陽鋼鐵建設有限責任公司 安陽 455000)
【摘要】介紹了燒結系統皮帶機的改進情況。通過改進降低了成本消耗，提高了作業率,提高了檢修效率，降低了職工勞動強度。
【關鍵詞】皮帶機；技術攻關；陣本増效
1 前言
皮帶機是燒結生產系統應用最廣泛的輸送設備，它擔負著燒結生產各工序間的原料轉運及成品燒結礦的輸送任務，是維系燒結生產正常進行的重要紐帶。安鋼1號燒結系統皮帶機從環長10余m到400余m不等，點多、面廣、布置形式多樣，工作環境惡劣,且都是單線剛性對接，一旦其中一條岀現故障，就會造成較大系統的停機事故，對生產連續性、穩定性造成很大影響。
1號燒結機共有40多條皮帶機，自投產以來故障頻繁，因皮帶機故障而造成的停機約占全年燒結系統故障停機時間的20%。更換皮帶不僅耗時費力，浪費大量人力物力，而且造成生產成本增加。因此，涉及皮帶機的研究和優化，尤其是在特定工業生產環境條件下皮帶機的研究和改進，就顯得更有意義。
2 改進前存在的問題
2.1因設計、工藝改進部分皮帶多余長度問題
(1)1號燒結系統配2條帶寬1.2m,型號為耐熱聚酯帶EP300J200x 5(8+1.5)皮帶，原設計為皮帶長度129m,因工藝調整，原設計機尾輸灰取消，2條皮帶機尾長度多余16m,增加了設備運行成本，這16 m皮帶完全可以取消。
(2) 1號燒結系統增成1皮帶帶寬650 mm,型號為耐熱聚酯帶REP200,650x 5(6+1.5),原設計皮帶長度55 m,因設備改進拆除皮帶尾部振動篩，增成1皮帶機尾長度多余10m,增加了設備運行成本。
(3) 1號燒結系統鋪1皮帶帶寬800 mm,型號為耐熱聚酯帶REP200,800x 5(6+1.5),原設計為皮帶長度65 m，因設備改進拆除尾部振動篩后,鋪1皮帶機尾長度多余10m,增加了設備運行成本。
(4) 1號燒結系統燒3皮帶寬650mm,型號:耐熱聚酯帶REP200 650 x 5(6+1.5),原設計皮帶長度為103 m,因皮帶尾部除塵輸灰系統改進拆除，燒3皮帶機尾長度多余15m,增加了設備運行成本。
2.2混3、混4寬皮帶拉斷事故多發
混3、混4寬皮帶，寬2m,環長9.8m,分別位于兩臺二混料倉下，主要作用是將二混料倉的混合料運輸到二混滾筒,其轉速不高，但料倉內上百t 的混合料直接壓在皮帶上，負荷相對較大,生產過程中兩條寬皮帶拉斷事故頻發。該皮帶備件為整體環形帶，正常壽命周期為6個月，因備品廠家不同，質量不穩定，一般使用4個月就會出現接口開裂和上膠磨損嚴重,最短只能使用2個月。該皮帶一旦拉斷，需要將二混料倉內上百t的混合料外排，然后再更換皮帶，搶修時間長更換難度大，需崗位工10人、維修工12人，搶修16h才能完成。
2.3配2皮帶、冷1皮帶更換難度大
皮帶機按布置形式分為傾斜布置和水平布置。更換皮帶的一般程序是新皮帶連帶支架安放到皮帶機合適位置,抽取一定長度的新皮帶用螺栓固定到舊皮帶上，用舊皮帶帶新皮帶，新皮帶硫化結束后,再用新皮帶帶舊皮帶，同時利用皮帶與地面的高差和皮帶的自重抽取舊皮帶，皮帶高差越大抽皮帶越容易,更換難度相對較小。1號燒結系統冷1皮帶和配2兩條皮帶,傾斜布置,2/3的皮帶長度處于地坑內，地面上露出的皮帶部分相對高差小，只有3~4m的高度，在抽取舊皮帶時靠人工拉拽的工作量大，且由于高差小,垂下的舊皮帶少,重量輕，皮帶與滾筒的摩擦力小，容易打滑、跑偏、卷曲，一旦擠到滾筒之間，處理需要l~2h。據統計冷1皮帶和配2兩條皮帶，單抽取舊皮帶需要4~5 h,而其他皮帶只需要0.5~ 1 h。
2.4 冷5皮帶進料斗缺陷降低皮帶使用壽命
1號燒結系統冷5皮帶機位于2號冷礦篩下，主要作用是將篩下物料運輸到下道冷篩。2號冷礦篩篩面寬3m、長9m。受冷篩結構尺寸影響，冷5皮帶進料斗相對其他皮帶進料斗尺寸較大，上口尺寸寬2.5m、長7m,落差高度3.8m(見圖1)。冷5皮帶進料斗，因上下層落差較大，不但料斗磨損嚴重,且物料直接沖擊在皮帶上,致使皮帶分層、開裂、磨損，壽命最短只有3個月，皮帶成本較高。
2.5混6皮帶選型問題
混6皮帶寬1200mm,環長440m,型號:B1200x4.5(6+6)。因鋼絲帶拉力大、傳送距離遠而被設計選用，但在實際生產中存在諸多問題。鋼絲帶磨損后容易出現惡性設備事故,且鋼絲皮帶比較沉重,更換上、下皮帶難度大，需要較多的人力、物力，且鋼絲帶對口工作非常復雜,1200mm寬的皮帶有鋼絲111根, 需要人工一根一根撥開皮帶，露出鋼絲，刮凈上面的皮帶粘膠，然后在鋼絲上刷膠漿,再一根根按順序排列，最后再粘接膠片，合上皮帶接口后,用硫化機硫化。一般更換一條1200mm寬鋼絲帶，需要12個人工作24~36h才能完成,工作量非常大。
3 改進措施
針對以上問題，利用檢修停機機會，對安鋼1號燒結系統皮帶機進行了一系列技術改進。
3.1縮短皮帶
利用停機檢修或皮帶周期性更換機會,對以下皮帶(見表1)進行了縮短改進。去除舊皮帶，拆除多余機架，在合適位置設計并施工增設混凝土基礎，對機尾架移位重新安裝，安裝機尾滾筒、機尾張緊裝置、皮帶刮料器等,重新硫化對接皮帶。
3.2 混3、混4寬皮帶優化選型
針對混3、混4寬皮帶頻繁拉斷問題，對其進行了優化換型改進。改進前該皮帶整體進貨，備件質量不穩定。原型號為EP2OO,2OOOx 5(5+2),皮帶帆布5層，上膠厚度5 mm,下膠厚度2mm,接口長度300mm。為了減少設備事故，延長設備壽命,通過研究改進設計了非標硫化機，利用廢舊的皮帶備件接頭，自制皮帶備件。換型后型號為EP200, 2000x6(8+2),皮帶帆布6層，上膠厚度8mm,下膠厚度2mm,且接口長度由300mm延長到了 600mm。
3.3研制皮帶自動抽取裝置
針對配2皮帶、冷1皮帶兩條地坑皮帶，設計制作了專用皮帶自動抽取裝置，是利用三相異步電動機作為動力源，經過行星輪減速機傳動到驅動滾筒，驅動滾筒上事先安裝一定長度的廢舊皮帶作為拖拽皮帶。更換皮帶具體操作：
⑴將拖拽皮帶與需要更換的舊皮帶用螺栓連接。
(2)從連接處將舊皮帶割斷。
(3)將支架上的新皮帶與舊皮帶的另一頭用螺栓連接。
(4)開動皮帶自動抽取裝置，就可以實現上新皮帶同時自動抽取舊皮帶的操作。
為了控制方便，增設了變頻器,實現驅動速度可調，并且采用倒、順開關，可以實現正反轉控制；在聯軸器上安裝了制動器從而實現操作靈活、可靠，防止出現突發狀況停機后皮帶倒轉（見圖2, 3）。
3.4冷5皮帶進料斗優化改進
對冷5皮帶進料斗進行優化改進,在料斗內側焊 100 mm X 10 mm 扁鋼，組成 400 mm x 400 mm 大小的方格，方格中的存料實現料磨料，保護料斗內壁不受物料直接沖涮。在料斗下部焊制鋼板平臺，在平臺上安裝耐磨塊，物料在耐磨塊上堆積,形成自然斜坡后,實現料磨料，同時也降低了物料的落差，減小了物料對皮帶的沖擊力，延長了皮帶的使用壽命（見圖4 。
3.5混6皮帶改型
將混6皮帶由原型號B1200x 4.5（6+6）,改為耐高溫的EP聚酯帶 改后型號：EP300, 1200 x 5 （6+1.5）,即5層帆布、上膠6 mm、下膠1.5 mm。
原鋼絲帶拉伸強度為1250 N/mm。
改進后的EP300聚酯帶，每層帆布拉伸強度為300 N/mm, 5層帆布則拉伸強度為300N/mm x 5層=1500N/mm。
改進后的聚酯帶滿足使用要求。
通過計算，選用聚酯帶替換鋼絲帶，縮短檢修更換時間，提高工作效率，降低了皮帶成本，為生產創造了寶貴的時間。
4 改進后的效果
(1) 對配2、增成1、鋪1、燒3皮帶進行縮短改進后，在準備皮帶時可以減少皮帶長度，節省備品費用，且降低了皮帶負荷，節省了用電消耗。
(2)混3、混4寬皮帶改型前，皮帶備品準備都是按整體環形帶報計劃，雖然節省了備品準備時間,但皮帶廠家不同,備件質量不可靠,最短使用2個月，遠遠低于皮帶上線正常6個月的壽命周期。
改進后，增加了帆布層數，對皮帶接口由冷粘優化為硫化，膠面由原來的5 mm增加到了 8 mm,加大了皮帶強度，延長了皮帶壽命。
(3) 自動抽取皮帶機裝置研制成功后,使原來更換地坑皮帶難度最大變得最為容易和簡單，只須1人輕輕按動按鈕,就可以實現上新皮帶且同時抽取舊皮帶，增加變頻器后還可實現速度可調，增加抱閘裝置實現皮帶隨時隨地可停，自動化程度高安全可靠,且工作量大大減小,檢修時間由原來的16h可縮短到僅需8h,檢修人員由原來的16人可以減少到僅需8人。總之，提高了檢修效率，節省了大量檢修停機時間，使燒結機的產能能得到最大發揮，且減輕了職工勞動強度。
(4)冷5皮帶進料斗改進后，在料斗內壁加焊扁鋼，形成一個個存料平臺，實現了料磨料，減輕了物料對料斗內壁的沖刷，延長了料斗使用壽命，減少了現場揚塵和拋灑。在料斗下部增加接料平臺和耐磨塊后，可實現對高落差、速度快、沖擊力大的物料進行緩沖,大大減輕了物料對冷5皮帶的沖擊力，減少了皮帶磨損，延長了皮帶使用壽命。
(5) 改進前，鋼絲帶故障率髙，皮帶上膠稍微磨損，就會露鋼絲，在皮帶清掃器處掛到鋼絲，瞬間就會出現整條鋼絲剝落,剝落的鋼絲一旦纏繞到滾筒處，就會出現機架拉翻、皮帶接口拉斷等大型設備事故。改為聚酯皮帶后滿足了使用要求，減少了惡性事故的發生，同時縮短了更換皮帶檢修時間，由原來的24~36h可減少到10~12h,檢修人員由16人可減少到10人，減輕了職工勞動強度,也降低了備件成本。
5 結束語
(1)皮帶縮短后，降低了備件成本。配2皮帶寬1.2m、縮短長度32m,增成1皮帶寬0.65m、縮短長度20m,鋪1皮帶寬0.8m、縮短長度20m,燒3皮帶寬0.65m、縮短長度30m。皮帶單價按340元/m2,每年6個月壽命周期各需2條皮帶，則每年節省備件費用5.9萬元。
(2)改進后，可節省混3、混4寬皮帶備件消耗。改型前，皮帶壽命平均4個月，改進后可延長到6個月，則每年節省皮帶備件2條，每條環形帶單價1萬元/條,則節省備件費用2萬元。
(3)改進后，可減少冷5皮帶的備件消耗,皮帶使用由原來的4個月/條，可延長到6個月/條，冷5皮帶寬1.2m、長30m,則每年節省備件費用1.2萬元。
(4)改進后，混6皮帶由鋼絲帶改型為聚酯皮帶，鋼絲帶單價480元/m‘，混6皮帶寬1.2m、長440m,每年按消耗2條，則節省備件費用14.8萬。
(5)增加效益全年總計194萬元。
參考文獻
［1］肖揚，段斌修，吳定新.燒結生產設備使用與維護. 北京：冶金工業出版杜,2012.