基于玻璃原料集料皮帶工藝優(yōu)化研究

劉子飛 劉心潔 梅浩棟 張凱

（秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司 秦皇島 066001）

0 引言

玻璃是一種化學(xué)組成既定而又勻質(zhì)化的材料。在連續(xù)化生產(chǎn)中，配合料均勻、穩(wěn)定是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)玻璃的先決條件［1］。為了獲得最佳的玻璃化學(xué)組成和使用性能，在優(yōu)化配合料方面進(jìn)行了很多研究。影響配合料指標(biāo)的因素包括：原料的質(zhì)量、稱量的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定輸送、混合均勻度、含水量、料溫等。其中集料皮帶穩(wěn)定可靠輸送是配料稱量系統(tǒng)中十分重要的一環(huán)，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配合料的必備條件。

1 集料皮帶及其工藝污染

集料皮帶是指排庫玻璃生產(chǎn)工藝中電子秤下的皮帶機(jī)，收集電子秤精確稱量好的原料，集中輸送進(jìn)混合機(jī)或中間倉復(fù)核秤。集料皮帶輸送的原料未經(jīng)過混合，任何形式的原料輸送損失和成分波動(dòng)都會影響該批配合料的成分比例，導(dǎo)致送入窯爐的配合料成分不穩(wěn)定，影響玻璃質(zhì)量。從理論上講，集料皮帶輸送是玻璃原料系統(tǒng)中的工藝污染環(huán)節(jié)，只能采取相應(yīng)措施，降低工藝污染程度。

集料皮帶工藝污染主要有4個(gè)方面：物料飛灑、皮帶機(jī)導(dǎo)料槽積料、收塵器收走有效原料成分、機(jī)械鐵增加。本文針對這4個(gè)方面進(jìn)行研究，優(yōu)化改進(jìn)相關(guān)生產(chǎn)工藝，有效降低集料皮帶工藝污染程度，提高配料生產(chǎn)穩(wěn)定性。

2 物料飛灑問題研究及優(yōu)化措施

物料飛灑主要是由于輸送帶表面粘料、工藝設(shè)計(jì)落差過大和皮帶跑偏三種原因造成的。

（1）輸送帶表面粘料。集料皮帶輸送物料過程中，皮帶表面會粘物料，并跟隨皮帶反向返回，粘結(jié)物料導(dǎo)致該批物料成分不均勻損失，改向滾筒和反向托輥位置下端積料明顯。例：某800 t/d生產(chǎn)線，集料皮帶未使用有效清掃裝置時(shí)，以每個(gè)配料班8 h為統(tǒng)計(jì)周期，采集10組皮帶返回積料重量數(shù)據(jù)，取平均值，見圖1中數(shù)據(jù)1。從圖1數(shù)據(jù)1可以看出，越靠近皮帶機(jī)頭輪位置漏料積料越多，會導(dǎo)致配合料不合格，必須采取措施解決。經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明，皮帶加裝清掃器能有效解決粘料問題。

集料皮帶是非常重要的輸送環(huán)節(jié)，應(yīng)該配置三級清掃：聚氨酯刮板清掃器、彈簧刮板清掃器、毛刷清掃器。啟用每一種清掃裝置，都能一定程度地減少皮帶粘料。三種清掃器全部啟用，并且調(diào)整到最佳狀態(tài)后，皮帶機(jī)漏料明顯減少。在同種統(tǒng)計(jì)條件下，啟用清掃器粘料導(dǎo)致皮帶返回積料統(tǒng)計(jì)重量見圖1數(shù)據(jù)2。

圖1 集料皮帶積料趨勢

對比數(shù)據(jù)1和數(shù)據(jù)2發(fā)現(xiàn)，合理正確的配置集料皮帶清掃裝置，有效降低了粘料導(dǎo)致的物料損失。

在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，硅砂含水量也會明顯影響皮帶粘料，硅砂水分越大，皮帶粘料越多。物料排料順序也是影響粘料程度的因素，大宗物料硅砂鋪底，其他物料依次均勻地覆蓋，既能減少粉塵的產(chǎn)生，也能減少關(guān)鍵小宗物料的損失。

（2）工藝設(shè)計(jì)落差。工藝設(shè)計(jì)落差是指電子秤排料機(jī)出口和集料皮帶導(dǎo)料槽之間的高度空間。電子秤向集料皮帶排料時(shí)會有沖擊，如果設(shè)計(jì)落差過大，沖擊力大，導(dǎo)致皮帶和導(dǎo)料槽出現(xiàn)縫隙，造成物料噴灑。為了解決工藝設(shè)計(jì)落差造成的物料飛灑外溢，原料工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小電子秤排料設(shè)備與集料皮帶的設(shè)計(jì)落差。如果設(shè)計(jì)落差過大并且不能減小，應(yīng)使下料溜子與皮帶機(jī)有一定的傾斜角度，減小物料沖擊。在落料點(diǎn)處，托輥加密布置，選用緩沖托輥，也能有效降低工藝設(shè)計(jì)落差沖擊造成的影響。

（3）皮帶跑偏。皮帶輸送過程中一旦發(fā)生跑偏，輕則造成撒料、皮帶磨損，重則由于皮帶與機(jī)架劇烈摩擦引起皮帶撕裂，造成整個(gè)系統(tǒng)停轉(zhuǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，皮帶跑偏撒料造成的原料偏差要遠(yuǎn)高于電子秤的稱量誤差。因此，解決好皮帶運(yùn)行的跑偏問題直接關(guān)系到配料輸送過程中原料的完整性［2］。引起皮帶跑偏的因素有很多，如膠帶不直、硫化接頭處理不水平、機(jī)架托輥不水平、頭輪尾輪不垂直、受力不均勻、滾筒粘料等。要解決以上問題，首先要保證設(shè)備主要部件質(zhì)量過關(guān)，膠帶整根線性度良好，調(diào)心托輥合理配置；要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行安裝，對車間設(shè)備基礎(chǔ)和預(yù)埋件進(jìn)行找平，保證水平度和垂直度；運(yùn)行過程中的維護(hù)也很重要，滾筒和托輥軸承需要保持潤滑，使皮帶兩側(cè)受力均勻，以減少跑偏現(xiàn)象的發(fā)生。皮帶機(jī)加裝跑偏檢測裝置，一旦發(fā)生跑偏現(xiàn)象，PLC系統(tǒng)有報(bào)警輸出，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，最大程度減小設(shè)備損壞，增加系統(tǒng)安全性。

3 皮帶導(dǎo)料槽造成的污染及優(yōu)化措施

導(dǎo)料槽是帶式輸送機(jī)的受料設(shè)備，使漏斗落下的物料在達(dá)到帶速之前集中到輸送帶中部，其設(shè)計(jì)的合理性直接關(guān)系到整個(gè)輸送系統(tǒng)的運(yùn)行［3］。導(dǎo)料槽和輸送帶接觸的位置是擋皮，起到擋料密封作用，減少粉塵外溢漏料。傳統(tǒng)的擋皮是柔性彎曲伸入式結(jié)構(gòu)（圖2），此結(jié)構(gòu)的擋皮接觸面積大，摩擦阻力大，彎曲位置容易積料，并且此種積料不穩(wěn)定，會隨機(jī)的流入其他批次，使某些批次配合料成分波動(dòng)，不利于穩(wěn)定生產(chǎn)。積料區(qū)的物料容易結(jié)塊，結(jié)塊物料進(jìn)入窯爐會引起嚴(yán)重的污染，導(dǎo)致融化不均勻，成品有氣泡。因此，生產(chǎn)過程中必須盡量避免積料現(xiàn)象發(fā)生。裙邊擋皮是硬線性結(jié)構(gòu)，與輸送帶線接觸，摩擦力小，受力均勻，不容易積料，裙邊結(jié)構(gòu)為二次密封，使導(dǎo)料槽密封更好，把粉塵外溢漏料現(xiàn)象降到最低，見圖3。

圖2 傳統(tǒng)擋皮導(dǎo)料槽

圖3 裙邊擋皮導(dǎo)料槽

經(jīng)過工藝優(yōu)化，集料皮帶環(huán)節(jié)減少了粉塵排放和有害垃圾的產(chǎn)生，按800 t/d生產(chǎn)線，集料皮帶生產(chǎn)環(huán)節(jié)每天能減排160～210 kg有害物，設(shè)備周邊粉塵含量降低18～35 mg/m3，有效地降低了對環(huán)境的影響。

4 收塵造成的工藝污染及解決措施

集料皮帶粉料落料點(diǎn)會產(chǎn)生大量粉塵，必須設(shè)置收塵。收塵系統(tǒng)分為集中收塵和單機(jī)收塵兩種方式。

集中收塵是指一臺大型收塵器，通過收塵管道，對皮帶機(jī)上每一個(gè)粉料落料揚(yáng)塵點(diǎn)進(jìn)行收塵，把集中收集的粉塵倒掉或者倒回集料皮帶，兩種處理粉塵方式都存在嚴(yán)重的污染問題。收集的粉塵是不成比例的物料成分，并且小宗物料成分多，易揚(yáng)塵，導(dǎo)致稱量好的物料不均勻的損失，使電子秤的精確稱量失去意義。粉塵倒回集料皮帶造成大量不確定比例成分的粉塵對下一批配合料造成工藝污染，使配合料均勻度出現(xiàn)較大波動(dòng)，影響成品質(zhì)量。

單機(jī)收塵方式是指在集料皮帶導(dǎo)料槽上落料揚(yáng)塵點(diǎn)設(shè)置單機(jī)收塵器。單機(jī)收塵器采用分室停風(fēng)脈沖噴吹清灰技術(shù)，克服了常規(guī)脈沖除塵器和分室反吹除塵器的缺點(diǎn)，清灰能力強(qiáng)，除塵效率高，排放濃度低，漏風(fēng)率小，能耗少，鋼耗少，占地面積少，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，經(jīng)濟(jì)效益好［4］。單機(jī)收塵器體積小，能夠直接安裝在揚(yáng)塵點(diǎn)，不需要收塵風(fēng)管，避免了收塵風(fēng)管積塵堵塞的問題。單機(jī)收塵器不需要人工處理粉塵，脈沖反吹功能會把濾材表面的粉塵吹落回皮帶。單機(jī)收塵器設(shè)置正確的安裝方式和控制方式，能保證本批料的粉塵落回本批次，最大程度地減少有效成分的損失。對比集中收塵，單機(jī)收塵雖然也存在工藝污染問題，但是能夠通過有效手段降低污染程度，達(dá)到合理使用范圍。

5 機(jī)械鐵增加問題研究及優(yōu)化措施

配合料中的鐵含量是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，為了生產(chǎn)出高質(zhì)量玻璃，鐵含量必須控制在一個(gè)相對較低的范圍?？刂圃翔F含量，應(yīng)該盡量減少生產(chǎn)過程中鐵含量的增加。機(jī)械鐵是指生產(chǎn)過程中，工藝設(shè)備引入的雜質(zhì)鐵。集料皮帶輸送環(huán)節(jié)，導(dǎo)致機(jī)械鐵增加的因素有：銜接溜子磨損、設(shè)備固定鐵件掉落、設(shè)備銹蝕脫落、托輥機(jī)架磨損等。解決方案主要是控制機(jī)械鐵增加和除鐵。為了控制機(jī)械鐵增加，可以在與物料接觸的鐵質(zhì)設(shè)備表面，加裝高分子襯板，固定螺絲表面包塑處理。非直接接觸位置，按照規(guī)范除銹、刷漆，最大程度地避免產(chǎn)生銹蝕。為了減少原料中的鐵含量，可以合理設(shè)置除鐵器。集料皮帶料層厚，應(yīng)該設(shè)置強(qiáng)磁除鐵器，磁場強(qiáng)度不小于90豪特，安裝高度不高于料層150 mm，以保證最好的除鐵效果。

通過工藝優(yōu)化，減少了配合料成分波動(dòng)，機(jī)械鐵增量降低（30～45）×10-6，為生產(chǎn)高質(zhì)量玻璃成品提供了優(yōu)質(zhì)原料，減少了原料損失，成品合格率提高3%～6%。

6 結(jié)語

集料皮帶存在著工藝污染，可從多方面優(yōu)化，以有效降低集料皮帶工藝污染程度。從環(huán)保角度看，經(jīng)過工藝優(yōu)化，集料皮帶環(huán)節(jié)減少了粉塵排放和有害垃圾的產(chǎn)生，有效地降低了對環(huán)境的影響。從生產(chǎn)方面看，減少了配合料成分波動(dòng)，保證配合料合格率，為生產(chǎn)高質(zhì)量玻璃成品提供了優(yōu)質(zhì)原料，既減少了原料損失，又提高了成品質(zhì)量，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。