氣墊帶式輸送機(jī)在氧化鋁粉的輸送中皮帶跑偏問題探討

趙毅

(內(nèi)蒙古華云新材料有限公司合金鋁項(xiàng)目部 內(nèi)蒙古包頭 014046)

氣墊式皮帶輸送機(jī)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?zhèn)鹘y(tǒng)的托輥帶式輸送機(jī)的托輥進(jìn)行物料輸送的帶式輸送設(shè)備。

在氧化鋁或鋁電解生產(chǎn)企業(yè)的氧化鋁粉的遠(yuǎn)距離輸送中，一般采用液壓翻車機(jī)或拆包的方式，將氧化鋁粉灌裝到經(jīng)漏斗中，通過(guò)漏斗漏到氣墊帶式輸送機(jī)皮帶上，再通過(guò)氣墊帶式輸送機(jī)輸送至遠(yuǎn)距離的各儲(chǔ)倉(cāng)。氣墊皮帶機(jī)的輸送能力達(dá)到數(shù)百噸每小時(shí)，其最大爬升的角度可以達(dá)到15°，單機(jī)輸送最長(zhǎng)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(fēng)雪以及風(fēng)沙的入侵，且在輸送過(guò)程中，氧化鋁顆粒間相對(duì)運(yùn)動(dòng)少，顆粒破損程度也相對(duì)較小，最大程度保持了原氧化鋁的粒度，流動(dòng)性、熔解性的好性狀，對(duì)電解生產(chǎn)工藝是非常有利。

1 氣墊皮帶機(jī)皮帶跑偏原因分析

在確立主要問題之初，筆者曾對(duì)鋁電解企業(yè)所使用的氣墊皮帶機(jī)進(jìn)行了故障的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)時(shí)間區(qū)間為2017年8月到2018年7月期間皮帶機(jī)所出現(xiàn)的主要故障，通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)皮帶跑偏故障占所有故障的50%～60%，氣墊皮帶機(jī)在回程過(guò)程中皮帶漏料占總體故障的22%～25%，這兩項(xiàng)故障就占據(jù)所有故障的大約80%，且回程皮帶粘料，最終也會(huì)對(duì)皮帶的跑偏產(chǎn)生一定程度的不利影響，下面筆者主要對(duì)皮帶跑偏的原因進(jìn)行了分析。

1.1 人為因素

人為因素是氣墊皮帶機(jī)發(fā)生跑偏的一個(gè)重要的原因之一。首先，員工的培訓(xùn)不到位，不熟悉皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作原理和操作知識(shí)，那么在對(duì)其進(jìn)行日常操作、點(diǎn)巡檢以及維修中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理皮帶機(jī)出現(xiàn)的諸如旋轉(zhuǎn)部件機(jī)械磨損、或緊固件螺栓的松動(dòng)、機(jī)架微小變形、傳動(dòng)滾筒菱形膠面不均勻磨損、壓帶輪軸承損害變成滑動(dòng)摩擦等細(xì)小的問題和隱患，或者處理不恰當(dāng)都會(huì)導(dǎo)致皮帶的跑偏的現(xiàn)象或加重，最終造成皮帶嚴(yán)重磨損。

1.2 氧化鋁粉的原因

氣墊皮帶機(jī)所輸送的氧化鋁本身的物理性狀的差異也是發(fā)生皮帶跑偏因素之一。一般氧化鋁粉粒度在-45μm的含量≤15%時(shí)，皮帶的跑偏現(xiàn)象比較輕微，如果氧化鋁粉粒度在-45μm的含量≥20%時(shí)，皮帶的跑偏現(xiàn)象就會(huì)明顯發(fā)生，需要進(jìn)行及時(shí)維護(hù)和糾正。否則，故障就可能累疊加，最終表現(xiàn)在皮帶的傳輸中發(fā)生嚴(yán)重偏移的故障；其次在給皮帶機(jī)灌裝料時(shí)，不能有效控制皮帶的受料量，導(dǎo)致皮帶承重不均勻，皮帶在運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)部位的受力不一致也會(huì)導(dǎo)致皮帶偏離中心線，不能及時(shí)調(diào)整，造成部分機(jī)械部件的異常磨損，日久天長(zhǎng)的“帶病運(yùn)行”，更加重了皮帶的跑偏程度，最終導(dǎo)致更為嚴(yán)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(guò)程中會(huì)產(chǎn)生靜電，這些帶有靜電的皮帶會(huì)對(duì)氧化鋁顆粒產(chǎn)生不同程度的吸附，回程時(shí)皮帶工作面會(huì)粘有較多氧化鋁的現(xiàn)象的原因，這些附著的氧化鋁顆粒，主要靠在皮帶機(jī)機(jī)頭部位清掃器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，也就是當(dāng)前所使用的吹掃器無(wú)法很好地將殘留在皮帶上的氧化鋁吹掃干凈，導(dǎo)致其粘滯在皮帶的工作面，皮帶回程時(shí)由于表面附著著氧化鋁粉，使得該部分皮帶摩擦系數(shù)降低，在改向滾筒處皮帶受力不均勻，皮帶受到側(cè)向力的作用而發(fā)生跑偏。因此，必須改進(jìn)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(jī)一般都在皮帶回程時(shí)安裝有可調(diào)整的托輥，依靠人為經(jīng)驗(yàn)式調(diào)整多組的托輥的角度來(lái)糾正皮帶的跑偏，這種方式不能精準(zhǔn)調(diào)整偏離量，往往導(dǎo)致要不沒有效果，要不皮帶反而從另一側(cè)偏離，操作維修人員費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難進(jìn)行皮帶糾偏的調(diào)整。

季節(jié)氣溫的變化也會(huì)使皮帶發(fā)生跑偏，主要是因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致皮帶或松或緊，皮帶與傳動(dòng)滾筒、改向滾筒的摩擦力的降低或升高，導(dǎo)致皮帶各部受力不同而發(fā)生偏離。

2 氣墊皮帶機(jī)皮帶跑偏的應(yīng)對(duì)措施

2.1 加強(qiáng)員工對(duì)皮帶機(jī)理論與操作、技能培訓(xùn)

針對(duì)人為因素所導(dǎo)致皮帶跑偏問題，主要采用培訓(xùn)的手段來(lái)解決上述問題。培訓(xùn)的內(nèi)容主要包括皮帶機(jī)運(yùn)行的相關(guān)的理論、皮帶機(jī)經(jīng)常發(fā)生的故障以及由不同因素導(dǎo)致的皮帶機(jī)故障。皮帶機(jī)的運(yùn)行操作實(shí)踐，必須要對(duì)相關(guān)工作人員針對(duì)皮帶機(jī)操作實(shí)踐的相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行培訓(xùn)，讓其掌握最為基本的操作的常識(shí)。

2.2 針對(duì)氧化鋁形狀不同采取的應(yīng)對(duì)措施

采購(gòu)和使用粒度均勻的沙狀氧化鋁當(dāng)然是根本之策，但是國(guó)內(nèi)大多數(shù)生產(chǎn)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(jī)前設(shè)計(jì)一些針對(duì)性裝置予以消除氧化鋁形狀不同導(dǎo)致的皮帶跑偏因素。比如筆者對(duì)原普錐型漏斗改進(jìn)為靴形料斗、受料點(diǎn)增設(shè)雙層導(dǎo)料槽設(shè)計(jì)等措施，不僅具有緩沖料流動(dòng)能的沖擊力，而且可以大大提高落料時(shí)的料流居中，均勻的性能，大大改善了不同氧化鋁對(duì)皮帶跑偏的影響，而且明顯減少了輸送中二次揚(yáng)塵現(xiàn)象。

2.3 改進(jìn)糾偏裝置

為了有效的避免皮帶跑偏，重點(diǎn)要改進(jìn)傳統(tǒng)的依靠人工調(diào)整返程托輥組或在皮帶機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾的皮帶兩側(cè)安裝豎向檔輥來(lái)強(qiáng)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(huì)造成皮帶兩側(cè)邊緣卷邊、劃傷的嚴(yán)重問題，造成皮帶的嚴(yán)重?fù)p傷。經(jīng)過(guò)與相關(guān)單位多次的改進(jìn)試實(shí)驗(yàn)，托輥采用復(fù)合橡膠的雙向螺旋結(jié)構(gòu)托輥，托輥設(shè)計(jì)為凹弧外形，實(shí)現(xiàn)與輸送帶充分貼合，增加作用面積以保證自動(dòng)糾偏效果；另外在機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置的前方和機(jī)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(qū)動(dòng)滾筒部位的輸送帶跑偏。采取以上的主動(dòng)糾偏措施后，通過(guò)半年的運(yùn)行跟蹤統(tǒng)計(jì)，皮帶跑偏造成停機(jī)故障下降87%，皮帶兩側(cè)沒有在出現(xiàn)嚴(yán)重磨損和劃傷情況的發(fā)生，皮帶機(jī)的使用壽命會(huì)大大延長(zhǎng)。

2.4 改進(jìn)吹掃器

針對(duì)當(dāng)前設(shè)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(jìn)措施：針對(duì)皮帶兩側(cè)吹掃的干凈，而中間吹掃不干凈的現(xiàn)象，我們進(jìn)行了研究分析，發(fā)現(xiàn)了主要是皮帶中間受料多、磨損大、靜電多，而兩側(cè)相對(duì)少的特點(diǎn)，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(cè)孔徑大小采用遞減型設(shè)計(jì)排列，吹掃效果明顯提升；另外我們皮帶機(jī)機(jī)頭內(nèi)部和外部采用空氣吹掃+彈簧清掃器的組合清掃系統(tǒng)，對(duì)回程皮帶上的物料進(jìn)行進(jìn)一步的清掃，最大程度的減少回程帶料對(duì)皮帶跑偏的影響。同時(shí)也消除了現(xiàn)場(chǎng)粉塵泄露飛揚(yáng)問題，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到治理，降低設(shè)備維修工作量和成本，減少飛揚(yáng)損失浪費(fèi)，經(jīng)過(guò)初步的估算，僅每年減少浪費(fèi)的氧化鋁就可以達(dá)到幾十萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電解鋁和氧化鋁企業(yè)氣墊皮帶機(jī)跑偏問題的研究，可以為相關(guān)企業(yè)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(yè)自身一定要結(jié)合企業(yè)自身的特點(diǎn)來(lái)采用相應(yīng)的措施來(lái)解決皮帶跑偏問題，比如通過(guò)新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用，有效提升控料閥門自動(dòng)化控制的均勻性、穩(wěn)定性，由自動(dòng)糾偏改為智能糾偏、單氣墊改為雙氣墊等等技術(shù)手段，有效的消除皮帶跑偏的現(xiàn)象。