唐山不銹鋼公司高爐槽上皮帶運輸機改造

劉 博

（唐鋼煉鐵廠不銹鋼分廠，河北 063105）

0 引言

唐鋼煉鐵廠不銹鋼分廠的高爐槽上供料系統(tǒng)設置有6臺配置電動卸料小車的皮帶運輸機（后稱皮帶機），電動卸料小車在皮帶機上方運行，實現(xiàn)將皮帶運輸?shù)脑涎b入兩座高爐的不同礦倉。但皮帶機處于服役后期，皮帶機主要鋼結(jié)構(gòu)機架存在嚴重腐蝕問題，設備故障率高，皮帶機運力也不能滿足高爐的需求，料倉經(jīng)常出現(xiàn)低倉位甚至空倉現(xiàn)象，高爐只能被迫減少料倉的使用數(shù)量，現(xiàn)在已經(jīng)無法滿足高爐日益增長產(chǎn)量的原料需求。為解決這一問題，對槽上皮帶機進行技術(shù)升級改造勢在必行。

本文介紹了唐鋼煉鐵廠不銹鋼分廠高爐槽上供料系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并根據(jù)目前高爐對槽上供料系統(tǒng)能力的實際需要，對槽上供料系統(tǒng)設備提出了技術(shù)升級改造方案。通過槽上供料設備升級改造方案的實施，徹底解決了槽上供料設備故障率高，運力低等問題。

1 影響槽上供料能力的原因分析

唐鋼煉鐵廠不銹鋼分廠的高爐槽上供料是兩座高爐共用一套上料系統(tǒng)，配置6臺皮帶機,分別向高爐焦倉、燒結(jié)礦倉、塊礦倉裝料。這6臺皮帶機全部為TD62標準型，皮帶機全長220m，皮帶寬度1000mm，采用20°上支架，帶速1.6m/s,電動卸料小車在皮帶機上方的軌道上運行，實現(xiàn)向不同料倉裝料。由于這6臺皮帶機建成較早，受我國當時科技水平限制，加之處于服役后期，其鋼結(jié)構(gòu)機架嚴重腐蝕，設備故障率高，供料能力不足，已無法滿足高爐日益增長的原料需求。

1.1 皮帶機鋼機架腐蝕嚴重

皮帶機鋼機架包括皮帶機的頭輪、尾輪、改向滾筒機架和機身機架。由于槽上裝料設備建成較早，設備上方無防雨棚，機架腐蝕嚴重，金屬機架腐蝕主要表現(xiàn)在皮帶機各立柱與水泥地面接觸面發(fā)生腐蝕斷裂，造成皮帶機下沉，同時焦炭皮帶機部分大梁也發(fā)生了腐蝕變形，造成皮帶機承載能力降低。

1.2 皮帶機設備故障率高

1.2.1 輸送帶跑偏嚴重

受皮帶機鋼機架腐蝕下沉影響，機身傾斜，輸送帶跑偏嚴重。輸送帶的跑偏會使輸送帶與機架、吊耳等設施相摩擦，造成邊膠磨損、吊耳損壞，物料外撒，設備停機等故障。

1.2.2 電動卸料小車脫軌頻繁

受皮帶機鋼機架腐蝕下沉影響，卸料小車軌道發(fā)生彎曲變形，軌道間距變化超過合理范圍，軌道接口發(fā)生錯位，造成電動卸料小車行走中發(fā)生脫軌，引發(fā)生產(chǎn)中斷，甚至造成料車墜落并撕裂皮帶的嚴重生產(chǎn)和設備事故。

1.2.3 改向滾筒故障率高

由于皮帶機的改向滾筒滾皮長期接觸皮帶工作面，皮帶工作面殘留的礦粉或焦粉對滾皮造成磨損，滾皮壽命較短；另外該皮帶機改向滾筒型號為TD4B2，軸承為1312雙列調(diào)心球軸承，該滾筒承載能力較弱，多次發(fā)生斷軸和軸承損壞故障。

1.2.4 托輥故障率較高

該皮帶機所用托輥全部為天鐵機械廠生產(chǎn)的鋼制托輥，軸承定位精度較低，軸承易損壞，易造成皮帶磨損和跑偏。

1.2.5 皮帶接頭壽命短

該皮帶機皮帶接口采用的是平接頭，接頭長度為500mm，使用國產(chǎn)熱硫化膠結(jié)皮帶，接頭平均使用壽命6個月左右，與其他單位相比，接頭壽命較短。

1.3 皮帶機運力不足

近年來，不銹鋼公司按照國家環(huán)保部要求對落后燒結(jié)和焦炭生產(chǎn)線進行了淘汰并新建了燒結(jié)和焦炭生產(chǎn)線。新生產(chǎn)線向煉鐵廠高爐槽上供料的皮帶機全部采用寬度為1200mm的皮帶，與煉鐵廠高爐現(xiàn)有槽上皮帶機不匹配，高爐現(xiàn)有槽上皮帶機能力不足成為高爐供料系統(tǒng)的限制性環(huán)節(jié)，尤其當高爐利用系數(shù)全面提升后，高爐各料倉的倉位長期維持在40%左右，甚至影響到高爐原料的入爐粒度組成。

2 槽上供料設備改造措施

2.1 皮帶機鋼機架加固改造

針對皮帶機鋼機架的腐蝕問題，對皮帶機鋼機架進行了加固改造，以保證其具有足夠強度，滿足皮帶機使用性能。主要完成了各滾筒機架鋼結(jié)構(gòu)加固，機身機架鋼結(jié)構(gòu)加固和更換，軌道的更換和調(diào)整。

2.1.1 頭輪、尾輪和改向滾筒鋼機架加固

原頭輪、尾輪和改向滾筒鋼機架立柱根部已經(jīng)全部腐蝕，重新恢復難度較大。機架加固采取在地面安裝25mm的鋼板作為底板，采用M24的長螺栓將鋼板與滾筒底座下方承重梁固定，如圖1所示，然后將原金屬機架的立柱與底板進行焊接。

圖1 底板安裝圖

2.1.2 皮帶機中部鋼機架加固

由于皮帶機中部鋼機架立柱根部已經(jīng)全部腐蝕，無法在原基礎(chǔ)上再生，皮帶機中部鋼機架加固采取在地面安裝自制金屬底座和槽鋼支柱，支撐固定鋼機架的方案，如圖2所示。具體步驟如下：先安放自制金屬底座作為支撐，金屬底座放置在皮帶機正下方，每兩個舊立柱中間放置一個新底座，為節(jié)約改造時間，金屬底座全部先制作然后安裝。該底座采用[220的槽鋼扣到地面上作為底座，槽鋼兩側(cè)各焊接尺寸為250mm×300mm厚度為6mm的鋼板作為墊板。然后調(diào)整安裝新立柱，使用兩個千斤頂頂起皮帶機中部機架大梁，頂起到合適高度，使用水平儀測量皮帶機上方兩軌道的水平度，然后測量底座到大梁的高度，并按照此尺寸切割槽鋼并安裝在大梁與金屬底座之間作為立柱，并將大梁、立柱與底座焊接牢固。

圖2 中間架加固后示意圖

中間架全部加固完畢后，自皮帶機頭輪中心到尾輪中心之間拉緊一根細鋼絲作為皮帶機中心線，然后調(diào)整自制金屬底座，使各槽型支架中心與皮帶機中心重合，最后在金屬底座兩側(cè)鉆孔并安裝不銹鋼膨脹螺絲，將螺絲與底座焊接，以防止底座發(fā)生偏移。

2.1.3 皮帶機槽鋼梁更換

皮帶機槽鋼大梁支撐皮帶和料車軌道，承重較大，更換時利用皮帶機停機間歇分段更換腐蝕的槽鋼大梁。

2.1.4 電動卸料車軌道更換調(diào)整

皮帶機機身鋼結(jié)構(gòu)加固完成后，對變形的軌道和接頭多的道軌進行更換，并使用魚尾板連接道軌接頭，在接頭下方安裝穩(wěn)固的支撐橫梁。重新調(diào)整道軌，保證道軌間距及雙軌平面度在合理誤差范圍內(nèi)。

2.2 皮帶機槽型支架與吊耳改造

針對皮帶跑偏嚴重的問題，在加固調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)支架后，又對皮帶機槽型支架和吊耳進行了改造。

2.2.1 皮帶機槽型支架改造

將皮帶機現(xiàn)有的普通槽型支架全部更換為前傾角為2°前傾支架，并且每間隔10組支架安裝一組全自動調(diào)偏支架。針對料車移動過程容易跑偏的問題，將料車上第一組支架更換為全自動調(diào)偏支架。

2.2.2 皮帶機吊耳改進

原皮帶機吊耳為TD62型吊耳，吊耳距離皮帶較近，皮帶一旦跑偏，就會摩擦吊耳。為此參考DTII型皮帶機吊耳的結(jié)構(gòu)形式設計了一種新式吊耳，如圖3所示。改造后皮帶與吊耳距離增大，皮帶跑偏不會摩擦吊耳，延長了皮帶和吊耳的使用壽命。

圖3 吊耳示意圖

2.3 皮帶機自身設備改造

2.3.1 改向滾筒改造

針對原皮帶機改向滾筒滾皮和軸承壽命短的問題，對滾筒進行了重新選型，并進行了滾皮表面敷層。新選擇改向滾筒型號為DTⅡ04B3081，滾筒滾皮表面敷設聚氨酯敷層。改造后滾筒軸比以前加粗，軸承由1312升級到1316，承載能力大大提升，聚氨酯敷層耐磨損能力是普通橡膠6倍以上。

2.3.2 托輥改造

將皮帶機除落料點之外的所有上托輥和擋輥全部更換為陶瓷托輥，皮帶機下托輥更換為外購優(yōu)質(zhì)鋼托輥。陶瓷托輥具有價格低廉，輥皮壽命較長的特點，而且輥皮損壞后也不會劃傷皮帶。

2.3.3 皮帶膠結(jié)工藝改進

將原皮帶接頭長度由500mm延長到600mm，皮帶接頭由平接頭改為斜接頭，膠漿更換為德國進口熱硫化組合膠，針對本次膠結(jié)工藝改進，專門采購了專用菱形硫化加熱板。改造后接頭壽命延長到3年以上。

2.4 皮帶機運力提升改造

原皮帶機采用20°槽型支架，皮帶寬度1000mm，最大運量大約500T/h。新一燒和新焦化通往槽上的皮帶系統(tǒng)運力達到600 T/h。槽上現(xiàn)有皮帶機能力很難滿足原料輸送要求，槽上共有兩條燒結(jié)礦皮帶和兩條焦炭皮帶，為此針對燒結(jié)礦皮帶和焦炭皮帶分別進行了設備升級改造。

2.4.1 燒結(jié)礦皮帶機運力提升改造

經(jīng)過對新一燒所產(chǎn)燒結(jié)礦進行粒度和堆積角計算，確定采用35°槽型支架可以實現(xiàn)皮帶機最大運輸能力，為此將兩條燒結(jié)礦皮帶的上支架全部改為前傾角為2°槽型角為35°DTⅡ型前傾槽型支架。經(jīng)計算改造后燒結(jié)礦皮帶機最大運力可以達到720 T/h，可以實現(xiàn)與新一燒皮帶的運力匹配。

2.4.2 焦炭皮帶機運力匹配改造

由于焦炭粒度較大，改變焦炭皮帶槽型支架角度，對提高運力幫助不大，為此采取均勻裝料與限制料流兩項措施。具體方案：一是改進新焦化B1200皮帶與第一煉鐵廠B1000皮帶之間的放料流咀，使得焦炭料流放料均勻，并將料流調(diào)至最大；二是調(diào)整焦化廠焦倉閥門開度，確保料流合適，實現(xiàn)運力匹配得當。

3 結(jié)語

通過對唐鋼煉鐵廠不銹鋼分廠的高爐槽上供料設備存在的問題的分析，結(jié)合與新建燒結(jié)和焦化供料能力不匹配情況，最終確定了高爐槽上供料設備的技術(shù)升級改造方案。

本次改造是對TD62型皮帶機的擴能改造，涉及槽上全部6條裝料皮帶機。實踐表明，槽上皮帶機升級改造后，皮帶機的故障率明顯降低，卸料車脫軌現(xiàn)象明顯減少，設備運力得到提升。尤其是改造后的槽上燒結(jié)礦皮帶機和焦炭皮帶機的運輸能力能夠與建燒結(jié)和焦化供料能力相匹配，滿足了兩座高爐日益增長產(chǎn)量的原料供應需求。