氣墊帶式輸送機在氧化鋁粉的輸送中皮帶跑偏問題探討

趙毅

(內蒙古華云新材料有限公司合金鋁項目部 內蒙古包頭 014046)

氣墊式皮帶輸送機是利用帶孔的氣室盤槽形成薄氣膜支承輸送帶及其上物料，代替傳統的托輥帶式輸送機的托輥進行物料輸送的帶式輸送設備。

在氧化鋁或鋁電解生產企業的氧化鋁粉的遠距離輸送中，一般采用液壓翻車機或拆包的方式，將氧化鋁粉灌裝到經漏斗中，通過漏斗漏到氣墊帶式輸送機皮帶上，再通過氣墊帶式輸送機輸送至遠距離的各儲倉。氣墊皮帶機的輸送能力達到數百噸每小時，其最大爬升的角度可以達到15°，單機輸送最長距離可接近幾公里，且整體密閉性好，不僅能夠有效的防止風雪以及風沙的入侵，且在輸送過程中，氧化鋁顆粒間相對運動少，顆粒破損程度也相對較小，最大程度保持了原氧化鋁的粒度，流動性、熔解性的好性狀，對電解生產工藝是非常有利。

1 氣墊皮帶機皮帶跑偏原因分析

在確立主要問題之初，筆者曾對鋁電解企業所使用的氣墊皮帶機進行了故障的調查統計，統計時間區間為2017年8月到2018年7月期間皮帶機所出現的主要故障，通過調查統計發現皮帶跑偏故障占所有故障的50%～60%，氣墊皮帶機在回程過程中皮帶漏料占總體故障的22%～25%，這兩項故障就占據所有故障的大約80%，且回程皮帶粘料，最終也會對皮帶的跑偏產生一定程度的不利影響，下面筆者主要對皮帶跑偏的原因進行了分析。

1.1 人為因素

人為因素是氣墊皮帶機發生跑偏的一個重要的原因之一。首先，員工的培訓不到位，不熟悉皮帶運輸機的工作原理和操作知識，那么在對其進行日常操作、點巡檢以及維修中不能及時發現和處理皮帶機出現的諸如旋轉部件機械磨損、或緊固件螺栓的松動、機架微小變形、傳動滾筒菱形膠面不均勻磨損、壓帶輪軸承損害變成滑動摩擦等細小的問題和隱患，或者處理不恰當都會導致皮帶的跑偏的現象或加重，最終造成皮帶嚴重磨損。

1.2 氧化鋁粉的原因

氣墊皮帶機所輸送的氧化鋁本身的物理性狀的差異也是發生皮帶跑偏因素之一。一般氧化鋁粉粒度在-45μm的含量≤15%時，皮帶的跑偏現象比較輕微，如果氧化鋁粉粒度在-45μm的含量≥20%時，皮帶的跑偏現象就會明顯發生，需要進行及時維護和糾正。否則，故障就可能累疊加，最終表現在皮帶的傳輸中發生嚴重偏移的故障；其次在給皮帶機灌裝料時，不能有效控制皮帶的受料量，導致皮帶承重不均勻，皮帶在運行過程中各個部位的受力不一致也會導致皮帶偏離中心線，不能及時調整，造成部分機械部件的異常磨損，日久天長的“帶病運行”，更加重了皮帶的跑偏程度，最終導致更為嚴重的皮帶損壞事故。

1.3 返程皮帶清掃器的原因

皮帶在與滾筒摩擦的過程中會產生靜電，這些帶有靜電的皮帶會對氧化鋁顆粒產生不同程度的吸附，回程時皮帶工作面會粘有較多氧化鋁的現象的原因，這些附著的氧化鋁顆粒，主要靠在皮帶機機頭部位清掃器進行優化改進，也就是當前所使用的吹掃器無法很好地將殘留在皮帶上的氧化鋁吹掃干凈，導致其粘滯在皮帶的工作面，皮帶回程時由于表面附著著氧化鋁粉，使得該部分皮帶摩擦系數降低，在改向滾筒處皮帶受力不均勻，皮帶受到側向力的作用而發生跑偏。因此，必須改進皮帶清掃器的清掃效果，消除干凈皮帶粘連氧化鋁粉，保持回程皮帶的表面附著力。

1.4 其他原因

目前，氣墊式皮帶輸送機一般都在皮帶回程時安裝有可調整的托輥，依靠人為經驗式調整多組的托輥的角度來糾正皮帶的跑偏，這種方式不能精準調整偏離量，往往導致要不沒有效果，要不皮帶反而從另一側偏離，操作維修人員費時費力，很難進行皮帶糾偏的調整。

季節氣溫的變化也會使皮帶發生跑偏，主要是因為溫度變化導致皮帶或松或緊，皮帶與傳動滾筒、改向滾筒的摩擦力的降低或升高，導致皮帶各部受力不同而發生偏離。

2 氣墊皮帶機皮帶跑偏的應對措施

2.1 加強員工對皮帶機理論與操作、技能培訓

針對人為因素所導致皮帶跑偏問題，主要采用培訓的手段來解決上述問題。培訓的內容主要包括皮帶機運行的相關的理論、皮帶機經常發生的故障以及由不同因素導致的皮帶機故障。皮帶機的運行操作實踐，必須要對相關工作人員針對皮帶機操作實踐的相關的技術進行培訓，讓其掌握最為基本的操作的常識。

2.2 針對氧化鋁形狀不同采取的應對措施

采購和使用粒度均勻的沙狀氧化鋁當然是根本之策，但是國內大多數生產氧化鋁屬于比表面積低于60m2/g的中間狀氧化鋁，那么我們可以在氧化鋁灌入皮帶機前設計一些針對性裝置予以消除氧化鋁形狀不同導致的皮帶跑偏因素。比如筆者對原普錐型漏斗改進為靴形料斗、受料點增設雙層導料槽設計等措施，不僅具有緩沖料流動能的沖擊力，而且可以大大提高落料時的料流居中，均勻的性能，大大改善了不同氧化鋁對皮帶跑偏的影響，而且明顯減少了輸送中二次揚塵現象。

2.3 改進糾偏裝置

為了有效的避免皮帶跑偏，重點要改進傳統的依靠人工調整返程托輥組或在皮帶機的機頭和機尾的皮帶兩側安裝豎向檔輥來強行阻擋皮帶跑偏的辦法。這種辦法往往糾偏效果不明顯，而且還會造成皮帶兩側邊緣卷邊、劃傷的嚴重問題，造成皮帶的嚴重損傷。經過與相關單位多次的改進試實驗，托輥采用復合橡膠的雙向螺旋結構托輥，托輥設計為凹弧外形，實現與輸送帶充分貼合，增加作用面積以保證自動糾偏效果；另外在機頭驅動裝置的前方和機尾的底皮帶下方，各安裝一套中線追蹤裝置，始終跟蹤輸送帶的中心，防止接近驅動滾筒部位的輸送帶跑偏。采取以上的主動糾偏措施后，通過半年的運行跟蹤統計，皮帶跑偏造成停機故障下降87%，皮帶兩側沒有在出現嚴重磨損和劃傷情況的發生，皮帶機的使用壽命會大大延長。

2.4 改進吹掃器

針對當前設備吹掃器所存在的吹掃不干凈的情況，我們主要采取以下改進措施：針對皮帶兩側吹掃的干凈，而中間吹掃不干凈的現象，我們進行了研究分析，發現了主要是皮帶中間受料多、磨損大、靜電多，而兩側相對少的特點，而原有的空氣清掃器的噴吹口孔徑大小一律是均勻布置的，不能有效吹掃皮帶中間工作面粘附的氧化鋁，因此我們將噴吹口孔徑從皮帶中間到皮帶兩側孔徑大小采用遞減型設計排列，吹掃效果明顯提升；另外我們皮帶機機頭內部和外部采用空氣吹掃+彈簧清掃器的組合清掃系統，對回程皮帶上的物料進行進一步的清掃，最大程度的減少回程帶料對皮帶跑偏的影響。同時也消除了現場粉塵泄露飛揚問題，現場環境得到治理，降低設備維修工作量和成本，減少飛揚損失浪費，經過初步的估算，僅每年減少浪費的氧化鋁就可以達到幾十萬元。

3 結語

通過對電解鋁和氧化鋁企業氣墊皮帶機跑偏問題的研究，可以為相關企業提供皮跑偏問題的有效的解決方案，作為氧化鋁和電解鋁企業自身一定要結合企業自身的特點來采用相應的措施來解決皮帶跑偏問題，比如通過新技術、新設備的運用，有效提升控料閥門自動化控制的均勻性、穩定性，由自動糾偏改為智能糾偏、單氣墊改為雙氣墊等等技術手段，有效的消除皮帶跑偏的現象。