鑄造粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

黃江斌，喻昌健，張海山，萬(wàn)民，鄧占明，陳尚文

（東風(fēng)商用車有限公司，湖北十堰 442000）

鑄造粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

黃江斌，喻昌健，張海山，萬(wàn)民，鄧占明，陳尚文

（東風(fēng)商用車有限公司，湖北十堰 442000）

原有鑄造粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)因存儲(chǔ)條件不合理而存在多種問(wèn)題。分析了中小型粉料庫(kù)中采用常用散裝機(jī)的不足之處，簡(jiǎn)介了新設(shè)計(jì)的儲(chǔ)存配送系統(tǒng)庫(kù)房各功能區(qū)的平面布局、主要工藝設(shè)備構(gòu)造、預(yù)防粉料自燃的一些措施。實(shí)施后系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、崗位粉塵濃度符合國(guó)標(biāo)要求，勞動(dòng)強(qiáng)度低，作業(yè)人員少。

鑄造粉料；儲(chǔ)存；配送；散裝機(jī)；自燃

0 引言

鑄造粉料主要有粘土、煤粉、FS粉等。我廠原有粉料儲(chǔ)運(yùn)配送方式見(jiàn)圖1所示。粉料由生產(chǎn)商采用25 kg或40 kg小袋包裝經(jīng)火車運(yùn)送到廠后，由人工搬運(yùn)進(jìn)簡(jiǎn)易倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存。車間生產(chǎn)需要追加粉料時(shí)，作業(yè)人員從簡(jiǎn)易倉(cāng)庫(kù)將小袋粉料搬運(yùn)到罐車上，經(jīng)手工拆袋，將粉料倒入配送車的罐體內(nèi)，然后再用罐車將粉料配送至各生產(chǎn)車間用料點(diǎn)。

圖 1 原粉料儲(chǔ)運(yùn)配送方式

這種儲(chǔ)運(yùn)配送方式存在以下主要問(wèn)題：

（1）裝卸人員的安全問(wèn)題。如圖2所示，受到場(chǎng)地限制，物料入庫(kù)時(shí)需搭跳板，裝罐作業(yè)時(shí)，需負(fù)載登高才能完成，易滑倒摔下，且雨天尤其嚴(yán)重；

（2）裝卸、運(yùn)輸過(guò)程中揚(yáng)塵超標(biāo)嚴(yán)重。裝卸處平均濃度為38.4 g/m3（國(guó)標(biāo)為≤8 mg/m3），作業(yè)人員人身健康受到重大威脅，附近居民抱怨強(qiáng)烈；

（3）裝卸完全靠人工完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大(25 kg、40 kg貨物手搬肩扛，每月用量近700 t)，生產(chǎn)效率低，人工成本高；

（4）物料的安全問(wèn)題。粘土倉(cāng)庫(kù)由原來(lái)綠化花房經(jīng)簡(jiǎn)易改造而成，條件簡(jiǎn)陋，面積小，庫(kù)房偏低，物料碼放過(guò)高，通風(fēng)條件差，無(wú)防潮措施，易造成煤粉自燃（每年2~3次）和粘土變質(zhì)。

為了處理解決好上述問(wèn)題，我廠重新構(gòu)建了鑄造粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)。

圖 2 原系統(tǒng)采用人工搬運(yùn)粉料裝卸車

1 儲(chǔ)存配送系統(tǒng)技術(shù)方案

為了降低粉料裝卸的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，改善作業(yè)環(huán)境和粉料儲(chǔ)存條件，消除人身傷害和火災(zāi)等安全隱患，通過(guò)調(diào)研同行應(yīng)用狀況，結(jié)合本廠生產(chǎn)情況，經(jīng)論證，將原鑄造粉料儲(chǔ)運(yùn)配送方式重新構(gòu)建為如圖3所示的儲(chǔ)運(yùn)配送方式。

圖 3 改造后的粉料儲(chǔ)運(yùn)配送方式

重新構(gòu)建后的儲(chǔ)存配送方式需對(duì)原簡(jiǎn)易庫(kù)房進(jìn)行改造擴(kuò)建，并新增氣動(dòng)壓送系統(tǒng)、天車、除塵系統(tǒng)等。如圖4所示是新設(shè)計(jì)的粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)。

圖 4 新建粉料儲(chǔ)存配送系統(tǒng)平面布置圖

與原有系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

（1）煤粉、粘土專用庫(kù)房跨鐵路新建于廠區(qū)西北角鐵路入廠門處，其庫(kù)容約600 t粉料；

（2）煤粉、粘土包裝方式由原25 kg或40 kg改為噸袋大包裝，以便提高裝卸效率；

（3）火車上卸料：人工掛鉤、天車吊運(yùn)；

（4）罐車裝料：人工掛鉤、天車吊運(yùn)，通過(guò)氣力壓送裝置加入罐車；

（5）增加通風(fēng)除塵系統(tǒng)；

（6）粘土坑、煤粉坑均不少于2個(gè)，便于批次管理。

2 庫(kù)房設(shè)計(jì)

2.1 庫(kù)房構(gòu)造

根據(jù)庫(kù)房設(shè)備外形尺寸、配送罐車大小和表1所列庫(kù)房存放物料容量要求及物料生產(chǎn)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)庫(kù)房的功能構(gòu)造和空間尺寸大小。

庫(kù)房長(zhǎng)42 m，寬20 m，其平面功能區(qū)域布局見(jiàn)圖4所示。屋架下弦高10.5 m。鐵路在庫(kù)房中穿過(guò)。粘土坑2個(gè)，長(zhǎng)10 m，寬8 m，高5.5 m。粘土坑安全容量400 m3，約可存放粘土270 t/個(gè)，兩坑之間為分層進(jìn)坑通道（見(jiàn)圖5所示）。煤粉坑2個(gè)，長(zhǎng)10 m，寬5 m，高5.5 m，煤粉坑安全容量為250 m3，約可存放煤粉130 t/個(gè)，兩坑之間為分層進(jìn)坑通道。粉料運(yùn)輸罐車裝料間：長(zhǎng)10 m，寬4.5 m，高4.8 m。設(shè)工具間和班組室各1間，用于工具存放和工作人員休息。小用量袋包裝粉料存放區(qū)為庫(kù)房?jī)?nèi)地坪，月可存放15 t袋包裝粉料。

表1 庫(kù)存物料容量及其特點(diǎn)

圖 5庫(kù)房料坑間分層進(jìn)坑通道立面圖

2.2 庫(kù)房?jī)?nèi)設(shè)備設(shè)施

3 t天車2臺(tái)。根據(jù)庫(kù)房寬度20 m，天車跨度為18.5 m，天車軌道頂面標(biāo)高9 m，天車操作形式為：把線和遙控，地面操作，單梁結(jié)構(gòu)，帶檢修通道。

粉料壓送及配套回收系統(tǒng)2套。系統(tǒng)含加料篩斗、氣力發(fā)送器、集塵系統(tǒng)及壓送管道、閥門、壓縮空氣罐等，發(fā)送器容量1.3 m3。

除塵系統(tǒng)兩套。除塵系統(tǒng)用于收集卸料時(shí)產(chǎn)生的揚(yáng)塵和壓送到罐車時(shí)的膨脹余氣中的灰分。采用脈沖噴吹袋式除塵器（MPD-120），其主要技術(shù)參數(shù)為：

（1）過(guò)濾面積：≥120 m2；

（2）處理風(fēng)量：≥8 000 m3/h；

（3）除塵效率：η>99%；

（4）設(shè)備阻力：P≤1 500 Pa

采用的除塵風(fēng)機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為：

（1）型號(hào)： 4-72-12№4.5A左（右）90°；

（2）配套電機(jī)： YE3-132S2-2，N=7.5 kW；

（3）風(fēng)量：L=8 900 m3/h；

（4）全壓：H=2 290 Pa

3 粉料拆袋分裝配送方案的選用

庫(kù)存粉料機(jī)械化配送設(shè)備通常用如圖6所示的散裝機(jī)進(jìn)行分裝配送。其優(yōu)點(diǎn)是粉料散裝機(jī)使用者眾多，設(shè)備技術(shù)成熟，性能可靠。但由于其加料平臺(tái)過(guò)高，需要配建高的庫(kù)房和鋼平臺(tái)，作業(yè)時(shí)吊裝和摘鉤，需要2人配合作業(yè)才能完成，且粉料車難以對(duì)準(zhǔn)加料口；加料口為軟連接，會(huì)影響除塵效果。因此，在這種中小型粉料庫(kù)中，使用這種散裝機(jī)既不經(jīng)濟(jì)，環(huán)境改善也很有限。

圖 6 常用散裝機(jī)的加料方案

經(jīng)分析研究，我們采用了如圖7所示的拆袋分裝配送系統(tǒng)。其優(yōu)勢(shì)在于：作業(yè)時(shí)遙控（地面控制）天車將物料吊到加料口，人工拆包裝裝料；吊裝物料只需地面1人操作，生產(chǎn)效率高；加料口用管接頭連接，密封效果好，無(wú)揚(yáng)塵現(xiàn)象；配套庫(kù)房高度合適。不足之處在于要挖地坑。但與前述方案相比，該方案更為經(jīng)濟(jì)合理，適用于中小型粉料庫(kù)房配送系統(tǒng)。

圖 7 氣力壓送分裝配送系統(tǒng)立面圖

4 粉料分裝配送系統(tǒng)簡(jiǎn)介

如圖7、圖8所示，鑄造粉料分裝配送系統(tǒng)包含一臺(tái)運(yùn)送用罐車、兩臺(tái)天車，兩套壓送系統(tǒng)。兩套壓送系統(tǒng)中一套供粘土粉壓送，另一套供煤粉、FS粉壓送。每套壓送系統(tǒng)各配一套除塵系統(tǒng)、加料斗、輸料管、閥門、接頭、氣控管路和電氣控制系統(tǒng)等。其中除塵系統(tǒng)通過(guò)構(gòu)造獨(dú)特的加料斗、抽風(fēng)管和集塵回收料斗與壓送系統(tǒng)發(fā)送罐實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，在加料斗外側(cè)形成環(huán)狀側(cè)向抽風(fēng)，在拆粉料袋時(shí)形成底吸，這樣拆包加粉料時(shí)粉塵顆粒在自身重力和除塵系統(tǒng)的底吸負(fù)壓作用下從料袋下方的加料斗被側(cè)抽帶走，無(wú)法形成揚(yáng)塵。除塵系統(tǒng)中帶走的粉塵在除塵器濾袋處受阻沉降，然后落入回收料斗中，經(jīng)回收料斗溜管自動(dòng)回流到加料斗中，從而使除塵系統(tǒng)抽走的粉塵得到有效的回收利用。

圖 8 粉料分裝配送系統(tǒng)平面布置圖

5 預(yù)防粉料自燃的一些措施

物料自燃通常必須滿足三個(gè)條件：①溫度過(guò)高；②助燃物；③可燃物。

一般燃燒過(guò)程中的助燃物主要是氧，它包括游離的氧或化合物中的氧?？諝庵泻写蠹s21%的氧，可燃物在空氣中的燃燒以游離的氧作為氧化劑，這種燃燒是最普遍的?？梢?jiàn)鑄造粉料庫(kù)中助燃物是存在的。而煤粉為可燃物質(zhì)，屬乙類火災(zāi)危險(xiǎn)品，粉塵具爆燃性，爆炸下限濃度41～57 g/m3( 粉塵平均粒徑 :5～10 μm)[1]。粉料（如FS粉）受潮發(fā)酵則是引起粉料存儲(chǔ)溫度升高的主要原因之一。因此，要防止鑄造粉料自燃，只有改善庫(kù)房?jī)?chǔ)存條件，嚴(yán)防粉料存儲(chǔ)溫度過(guò)高。由于新設(shè)計(jì)的廠房高度較高，火車進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的門口保持通透，窗戶采用百葉窗，通風(fēng)好，坑壁設(shè)計(jì)有通風(fēng)孔，粉料由小包裝改大包裝，包裝袋之間存在空隙，空氣通過(guò)坑壁的孔形成一定的對(duì)流，同時(shí)在大袋內(nèi)加裝塑料袋，可以避免粉料受潮、發(fā)酵，有效防止煤粉溫度的上升，因此新庫(kù)房可以避免自燃現(xiàn)象發(fā)生。

6 應(yīng)用效果

該系統(tǒng)投產(chǎn)后，作業(yè)人員通過(guò)天車進(jìn)行粉料裝卸料，原來(lái)人工搬運(yùn)用的小袋包裝可以改成噸袋大包裝，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了生產(chǎn)效率，消除了作業(yè)人員摔傷的安全隱患；通風(fēng)除塵系統(tǒng)由于與發(fā)送系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫對(duì)接，具有獨(dú)特的環(huán)狀底吸功能和粉塵自動(dòng)回收功能，由表2、表3、表4的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，除塵系統(tǒng)廢氣排放達(dá)標(biāo)，作業(yè)崗位粉塵濃度和除塵系統(tǒng)噪聲符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，除塵效果良好，有效地避免了揚(yáng)塵發(fā)生，作業(yè)環(huán)境得了很好改善。新庫(kù)房采取了多項(xiàng)措施改善粉料存放條件，有效避免了粉料因受潮、發(fā)酵而產(chǎn)生高溫，從而避免了自燃現(xiàn)象的發(fā)生。

表2 廢氣排放實(shí)測(cè)結(jié)果[2]

表3 崗位粉塵[3]

表4 崗位噪音[4]

表5 項(xiàng)目實(shí)施效果

通過(guò)近一年來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用，結(jié)果表明：該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、崗位粉塵濃度和噪音符合國(guó)標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度低，作業(yè)人員少（見(jiàn)表5所示）。

[1] 蔣耀庭．粉塵爆炸與爆炸危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)[J]．海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，20(6)：693-696.

[2] GB16297—1996，大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3] GBZ2.1—2007，工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值[S].

[4] GBZ2.2—2007，工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值[S].

Design and application of foundry powder material storage and distribution system

HUANG JiangBin,YU ChangJian,ZHANG HaiShan,WAN Min,DENG ZhanMing,CHEN ShangWen
(Dongfeng Commercial Vehicle Co., Ltd., Shiyan 442000,Hubei,China)

There are some problems in the old system of the foundry powder storage and distribution. This paper analyzes the shortcomings of the commonly used bulk machine in the small and medium-sized powder storehouse, and introduces the layout of the main functional areas of the new storage and distribution system,the main process equipment construction and some measures to prevent the self ignition of the powder. After the implementation, the system runs safely and reliably, and the dust concentration of the post meets the requirements of the national standard, the labor intensity is low, and the working personnel are few.

foundry powder material; storage ;distribution;bulk machine; spontaneous combustion

TG231；

B；

1006-9658（2017）04-0070-04

10.3969/j.issn.1006-9658.2017.04.021

2017-01-17

稿件編號(hào):1701-1651

黃江斌(1962—），男，研究員級(jí)高工，機(jī)械首席工程師，長(zhǎng)期從事機(jī)械設(shè)備技術(shù)工作.