某新能源材料破碎篩選車間硅棒運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)

王 玲 劉郭平

（重慶公共運(yùn)輸職業(yè)學(xué)院軌道交通學(xué)院，重慶 402247）

隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展和需求的不斷增加，作為光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料的多晶硅至今卻未被大規(guī)模普及，其主要原因在于多晶硅的制造成本過高、生產(chǎn)率較低。目前，多晶硅生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)掌握在美、日、德等國(guó)手中，并對(duì)我國(guó)實(shí)行技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷。近年來，國(guó)內(nèi)也有多個(gè)企業(yè)投入巨資進(jìn)行多晶硅的研發(fā)和生產(chǎn)。但是由于硅棒破碎工序需要采用專用設(shè)備來進(jìn)行破碎和篩選，并且破碎設(shè)備投料口位置一般比較高，因此需要配置專用的運(yùn)輸及舉升（提升）設(shè)備將料車升到投料平臺(tái)高度。

1 運(yùn)輸方案設(shè)計(jì)的原則

在運(yùn)輸方案的設(shè)計(jì)上面，應(yīng)選擇技術(shù)先進(jìn)、工藝成熟、投資低、運(yùn)行費(fèi)用低、管理方便、運(yùn)行靈活的工裝及設(shè)備；物料運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備后期還應(yīng)滿足只能畫生產(chǎn)升級(jí)的要求，預(yù)留一定的空間，所以在設(shè)計(jì)過程中需要全面規(guī)劃、考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。我們?cè)谠O(shè)備的設(shè)計(jì)和選型上一方面符合國(guó)家環(huán)保治污、節(jié)能降耗、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策的要求，另外一方面要應(yīng)盡量安全可靠，保證作業(yè)人員的安全和生產(chǎn)的連續(xù)性。運(yùn)輸主要用到的設(shè)備如表1 所示。

表1 破碎篩選車間物料運(yùn)輸設(shè)備一覽表

根據(jù)上述選型及設(shè)計(jì)原則，我們對(duì)硅棒的運(yùn)輸設(shè)備準(zhǔn)備了兩套方案。

2 方案概述

2.1 方案一概述

本方案采用牽引車將來料小車拖到貨淋室門口，然后牽引車退到來料小車尾部，將來料小車頂進(jìn)貨淋室（需要有人掌控小車的方向）。貨淋完畢后，由車間內(nèi)專用牽引車將來料小車拖到工作臺(tái)位一或二，然后由舉升機(jī)二將來料小車舉升到投料平臺(tái)上，并插上銷子，確保來料小車不墜落。運(yùn)輸工藝流程如圖1所示，方案一運(yùn)輸方案示意圖如圖2 所示。

圖1 方案一運(yùn)輸方案流程圖

圖2 運(yùn)輸流程示意圖

2.1.1 主要設(shè)備及參數(shù)

2.1.1.1 龍門提升機(jī)

龍門提升機(jī)的主要任務(wù)是將來料小車提升并可橫向自由移動(dòng)，從而方便的將來料小車轉(zhuǎn)運(yùn)到軌道小車或料車輸送線上。該龍門提升機(jī)主要由立柱、固定橫梁、可移動(dòng)橫梁和提升機(jī)構(gòu)等組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：

提升重量：5T；

提升高度：1750mm；

電機(jī)功率：2.5KW；

電源要求：380V；

自重：1300Kg；

提升時(shí)間：＜55S；

外形尺寸（長(zhǎng)寬高）：4800× 2800× 4500mm。

主體顏色可以根據(jù)客戶需要進(jìn)行噴涂。

在硅棒運(yùn)輸設(shè)備在設(shè)計(jì)過程應(yīng)注意的事項(xiàng)：

由于樓板較薄，舉升機(jī)的底座應(yīng)加大處理，以增加受力面積。

2.1.1.2 室內(nèi)牽引車

該牽引車和公司的牽引車一樣，為了保證潔凈，該車僅在破碎篩選室內(nèi)運(yùn)行。

2.1.2 工藝流程

來料小車將物料運(yùn)送至貨淋室門口→在貨淋室進(jìn)行吹掃→用牽引車將硅棒運(yùn)輸至工作臺(tái)位→來料小車被提升至投料平臺(tái)→往破碎篩選機(jī)內(nèi)投料→來料小車落下并返回。

2.1.3 方案一（龍門提升+牽引小車）設(shè)備布置圖如圖3 所示。

圖3 方案一設(shè)備布置圖

2.2 方案二概述

本方案采用牽引車將來料小車拖到龍門提升機(jī)的下方，并調(diào)整好位置，將來料小車提升到一定的高度，橫向移動(dòng)，并落在軌道小車上。軌道小車自動(dòng)運(yùn)行到貨淋室進(jìn)行吹掃，吹掃后運(yùn)行到工作臺(tái)位一或二，然后由龍門提升機(jī)來料小車提升并平移到料車輸送線上。料車輸送線可帶動(dòng)來料小車沿軌道縱向方向自由移動(dòng)，使取料點(diǎn)離投料口最近。

2.2.1 主要設(shè)備及參數(shù)

2.2.1.1 龍門提升機(jī)

龍門提升機(jī)是用來提升重物，并使重物能夠在橫向方向上自由移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)來料小車在軌道和運(yùn)輸線上的移動(dòng)。該龍門提升機(jī)要求提升重量不小于5T，提升高度為1750mm，電機(jī)功率為2.5KW，電源采用三相交流電380V，龍門提升機(jī)的自重為1300kg，提升時(shí)間不超過5s。硅棒運(yùn)輸設(shè)備在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)增大舉升機(jī)的底座受力面積，避免樓板受力過大。

2.2.1.2 軌道運(yùn)輸車

軌道運(yùn)輸車的主要作用是將來料小車及物料運(yùn)送到需要的位置。主要由車架、蓄電池、傳動(dòng)裝置、主從動(dòng)輪對(duì)、緩沖裝置和電氣設(shè)備等組成。軌道運(yùn)輸小車由蓄電池提供電源，電源通過電氣控制系統(tǒng)，給牽引電機(jī)提供電力，控制小車的啟動(dòng)、停止、前進(jìn)、后退、調(diào)速等。該小車具有聲光報(bào)警及防撞功能，能實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)停車（誤差為± 5mm）。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

額定載重量：4T；

臺(tái)面尺寸：3500× 1200× 450；

輪距：2500；

車輪數(shù)量：4；

運(yùn)行速度：0-25m/min；

電機(jī)功率：1.2KW；

續(xù)航里程：5KM；

自重：2.5T；

主體顏色根據(jù)需要噴涂。

2.2.1.3 專用軌道

圖4 軌道運(yùn)輸車

圖5 料車輸送線示意圖

專用軌道的作用是承重和導(dǎo)向，方便軌道運(yùn)輸小車在軌道上運(yùn)行。為了保證來料小車在軌道運(yùn)輸小車上的情況下從龍門舉升機(jī)二下面順利通過，需嚴(yán)格控制軌道的高度尺寸。因此，該軌道為特制的非標(biāo)準(zhǔn)軌道，高度為35mm，軌道線總長(zhǎng)度為30m。軌道的側(cè)面涂刷油漆。

2.2.1.4 軌道基礎(chǔ)

由于樓板比較薄，為滿足承重，需要在軌道下面加一層15mm 厚的鋼板。鋼板涂刷油漆。

2.2.1.5 料車輸送線

料車輸送線的主要任務(wù)是帶動(dòng)來料小車沿軌道縱向方向自由移動(dòng)，使取料點(diǎn)離投料口最近。

2.2.2 工藝流程

來料小車提升至軌道運(yùn)輸小車→貨淋室吹掃→軌道上運(yùn)輸至工作臺(tái)位→來料小車提升至輸送帶→往破碎篩選機(jī)內(nèi)投料→來料小車落下并返回。

2.2.3 方案二設(shè)備布置圖。

見圖6。

圖6 方案二 設(shè)備布置圖

3 方案比較及結(jié)論

根據(jù)對(duì)建設(shè)單位的實(shí)地調(diào)查和詳細(xì)分析論證，對(duì)龍門提升機(jī)與龍門舉升機(jī)以及上述的兩種方案的分別列表比較如表2、3 所示。

表2 龍門提升機(jī)與龍門舉升機(jī)比較

通過對(duì)龍門提升機(jī)與龍門舉升機(jī)以及上述的兩種方案的詳細(xì)分析，龍門提升機(jī)具有安全性高，操作方便，樓板承重比較分散，可以橫向移動(dòng)，可升級(jí)空間大等優(yōu)點(diǎn)。方案二自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、工人需求數(shù)量少，雖然前期投入成本稍微高一點(diǎn)，但綜合生產(chǎn)成本低，勞動(dòng)效率高，最終能降低產(chǎn)品的總成本，故推薦方案二作為本改造項(xiàng)目的實(shí)施方案。若考慮改造周期及一次性投入成本及改造周期等因素，可先按方案一實(shí)施，預(yù)留進(jìn)一步升級(jí)的接口和空間位置，或者按方案一+料車制動(dòng)輸送的組合方式實(shí)施。

表3 方案一和方案二比較表