鐵法煤業(yè)集團(tuán)鐵強(qiáng)環(huán)保材料股份有限公司自制滾軸篩研究

岳興宇

（鐵法煤業(yè)集團(tuán)鐵強(qiáng)環(huán)保材料股份有限公司，遼寧 調(diào)兵山 112700）

1 緣起

鐵法煤業(yè)集團(tuán)鐵強(qiáng)環(huán)保材料股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鐵強(qiáng)環(huán)保公司）隸屬于鐵法能源公司，位于遼寧省鐵嶺市調(diào)兵山市。為充分利用鐵法礦區(qū)煤矸石資源，先后建成4 座現(xiàn)代化煤矸石制磚廠，其中大興磚廠坐落在鐵法煤業(yè)集團(tuán)大興煤礦東側(cè)，與傳統(tǒng)紅磚不同的是，該廠全部生產(chǎn)空心磚，設(shè)計(jì)年產(chǎn)1.6 億萬(wàn)塊折標(biāo)磚，是一個(gè)自動(dòng)化程度較高的環(huán)保型企業(yè)，生產(chǎn)的空心磚具有強(qiáng)度高、耐火、抗風(fēng)化、抗凍性能強(qiáng)的特點(diǎn)，深受廣大用戶(hù)的青睞。隨著國(guó)內(nèi)房地產(chǎn)市場(chǎng)的快速發(fā)展，煤矸石空心磚供不應(yīng)求，在增加產(chǎn)量的同時(shí)，作為生產(chǎn)第一步的煤矸石初選效率也需提高。

因煤矸石大小不一，鐵強(qiáng)環(huán)保公司大興磚廠初選煤矸石采用人工篩選，首先在板式給料機(jī)上方制作一個(gè)鋼制料斗，在鋼制料斗上方使用16 號(hào)工字鋼制作2.1 m×1.9 m 的篦子板，中間橫豎間距均為200 mm。矸石上料時(shí)，使用鏟車(chē)將煤矸石倒至篦子板上方后，由兩名工人用撬棍、鍬或鎬等工具將直徑小于200 mm 的煤矸石逐漸透到料斗內(nèi)，再經(jīng)板式給料機(jī)向錘石破碎機(jī)均勻喂料，實(shí)現(xiàn)煤矸石原料的破碎過(guò)程。人工將直徑大于200 mm 的大塊煤矸石搬運(yùn)清走，積累一定數(shù)量后，使用鏟車(chē)再清運(yùn)至廢矸石堆處。整個(gè)工作過(guò)程中，工人勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，煤矸石供應(yīng)效率非常低，錘式破碎機(jī)因無(wú)料經(jīng)常空運(yùn)轉(zhuǎn)，造成電能浪費(fèi)。其次，透料過(guò)程中有被滑落的大塊煤矸石砸傷的重大安全隱患，磕手碰腳事件時(shí)有發(fā)生。針對(duì)以上問(wèn)題，鐵強(qiáng)環(huán)保公司大興磚廠研究決定自制一臺(tái)滾軸篩，由廠內(nèi)技術(shù)人員繪制圖紙，采購(gòu)鋼材、軸承等材料，利用3 個(gè)多月的時(shí)間自制加工了軸承瓦盒座、滾軸篩片、箱體等部件，利用廠內(nèi)閑置的電機(jī)、減速機(jī)，于2017 年9 月將自制滾軸篩在生產(chǎn)線上安裝完畢并投入使用。

2 滾軸篩結(jié)構(gòu)及工作原理

自制的滾軸篩分上、下級(jí)，上級(jí)是鋼制儲(chǔ)料斗，下級(jí)是動(dòng)力篩分系統(tǒng)。上級(jí)儲(chǔ)料斗的殼體使用厚度6 mm 錳鋼板焊接而成，呈漏斗形，便于鏟車(chē)上料。同時(shí)使用錘式破碎機(jī)淘汰的廢舊襯板焊接在儲(chǔ)料斗內(nèi)壁，增加儲(chǔ)料斗耐磨壽命。下級(jí)動(dòng)力篩分系統(tǒng)中，動(dòng)力系統(tǒng)采用電機(jī)加二級(jí)圓柱齒輪減速器的驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)和減速器安裝在鏟車(chē)上料的另一側(cè)，水平布置，篩分系統(tǒng)中篩軸平行排列，同步轉(zhuǎn)動(dòng)推動(dòng)物料向一個(gè)方向移動(dòng)，逐漸將大塊矸石篩出，完成整個(gè)煤矸石篩分工作[1-3]?？紤]到篩分期間有大塊煤矸石卡住的情況，為保護(hù)動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)不被損壞，使用廢舊皮帶自制十字聯(lián)軸器進(jìn)行軟連接，使用三角帶將相鄰兩根篩軸進(jìn)行軟連接，具體工作原理是工人啟動(dòng)設(shè)備電源按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)十字聯(lián)軸器聯(lián)接減速機(jī)高速軸，經(jīng)減速機(jī)減速后，從減速機(jī)低速軸通過(guò)帶輪和三角帶聯(lián)接到瓦盒座Ⅰ軸處，瓦盒座上4根滾軸平行排列，每?jī)筛鶟L軸間由三角帶連接，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸為從動(dòng)軸（下頁(yè)圖1），每根滾軸上有5 個(gè)滾軸篩片（下頁(yè)圖2），相鄰兩根滾軸間的滾軸篩片交錯(cuò)排列，不同滾軸上的相鄰滾軸篩片的縱向間隙為160mm，橫向間隙為200 mm，此種尺寸設(shè)計(jì)可用來(lái)保證大于該尺寸的大塊物料順利篩出，直徑符合要求的物料落入板式給料機(jī)用于生產(chǎn)，不符合要求的大塊物料被滾軸篩篩出，積累一定數(shù)量后用鏟車(chē)清走。

圖1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖（單位：mm）

圖2 滾軸篩片圖（單位：mm）

3 滾軸篩使用注意事項(xiàng)

1）定期對(duì)滾軸篩各緊固件進(jìn)行檢查，如果有松動(dòng)應(yīng)及時(shí)緊固，對(duì)破損的角帶及時(shí)更換。

2）每10 d 對(duì)減速機(jī)進(jìn)行檢查注油，保證設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行。

3）設(shè)備啟動(dòng)前，必須打開(kāi)安全信號(hào)，確認(rèn)人員處于安全位置后，方可開(kāi)機(jī)。

4）設(shè)備啟動(dòng)時(shí)必須先開(kāi)啟滾軸篩，人員撤至安全位置后，再由鏟車(chē)進(jìn)行上料；停機(jī)之前，鏟車(chē)先停止上料，待料倉(cāng)內(nèi)物料轉(zhuǎn)空后停機(jī)。

5）設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾軸篩出料口正前方5 m 內(nèi)嚴(yán)禁站人，以免被蹦出的石塊砸傷。

6）鏟車(chē)上料時(shí)，與滾軸篩料斗保持約0.5 m 的距離，以免撞壞儲(chǔ)料斗。倒料時(shí)，將鏟斗內(nèi)的物料分3 次進(jìn)行傾倒，以免一次性料量過(guò)大造成設(shè)備跳停。

7）清理下料口、檢查檢修及處理故障時(shí)，必須在配電柜處切斷設(shè)備主電源，并掛牌加鎖、設(shè)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，嚴(yán)格執(zhí)行自停、自檢、自送電原則，嚴(yán)禁單人進(jìn)行檢修及清理工作。

4 運(yùn)行情況

自制滾軸篩使用至今，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，操作簡(jiǎn)單，整機(jī)未出現(xiàn)較大故障。滾軸上的滾軸篩片使用廢舊的耐磨襯板自制加工，十分耐用。如果需更換，需拆下防護(hù)罩，卸下一側(cè)帶輪，抽出對(duì)應(yīng)滾軸，將滾軸篩片插入后重新安裝滾軸和帶輪即可。此外，為提高員工工作的安全系數(shù)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化程度，在上料口處搭設(shè)平臺(tái)并安設(shè)護(hù)欄，并制作多個(gè)防護(hù)罩，將各滾軸和三角帶罩住，不留安全隱患；同時(shí)對(duì)滾軸篩各部件噴涂防銹漆，一是進(jìn)行了美化，二是延緩了設(shè)備的銹蝕速度。

5 效益分析

5.1 材料費(fèi)

整機(jī)制作過(guò)程耗時(shí)約3 個(gè)月，除三角帶、軸承等部件采購(gòu)?fù)?，其余部件均是廠內(nèi)現(xiàn)有材料的利用，如廢舊鐵板、廢舊襯板、閑置的電機(jī)和減速機(jī)等，節(jié)約各項(xiàng)材料采購(gòu)資金總計(jì)約10 萬(wàn)元。

5.2 人工費(fèi)

通過(guò)使用了滾軸篩，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，提高了安全系數(shù)，人工費(fèi)用有所減少。原來(lái)原料車(chē)間篩選煤矸石需2 名工人，現(xiàn)只需1 名工人操作滾軸篩設(shè)備，減少了1 人，按每人每月3 000 元工資計(jì)算，每年降低人工費(fèi)：1 人×3 000 元×10 個(gè)月=3 萬(wàn)元。

5.3 產(chǎn)量

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，鏟車(chē)鏟斗容積3 m3，人工透一鏟煤矸石約需用時(shí)20 min，滾軸篩篩選一鏟煤矸石平均需10 min，磚廠按每年生產(chǎn)300 d，鏟車(chē)每班上料約3 h，折標(biāo)磚尺寸0.24 m×0.115 m×0.053 m，每塊折標(biāo)磚凈利潤(rùn)0.05 元計(jì)算如下：

每年人工透料：300 d×3 h×60 min/h×3 m3/20 min=8 100 m3；

滾軸篩篩料：300 d×3 h×60 min/h×3 m3/10 min=16 200 m3；

標(biāo)磚體積：0.24m×0.115m×0.053m=0.0014628m3；

每年增加產(chǎn)量為：（16200m3-8100m3）/0.001 462 8 m3=553.73 萬(wàn)塊；

每年增加收入：553.73 萬(wàn)塊×0.05 元/塊=27.69萬(wàn)元。

5.4 電耗

滾軸篩電機(jī)功率為22 kW，平均每天工作8 h，為節(jié)約成本，鐵強(qiáng)環(huán)保公司大興磚廠執(zhí)行“躲峰填谷”用電制度，原料車(chē)間在夜間谷時(shí)用電，電價(jià)約為0.4 元/kW·h，全年耗電費(fèi)：22 kW×0.4 元/kW·h×8 h×300 d=2.11 萬(wàn)元。

5.5 效益比較

每年增效：27.69 萬(wàn)元+3 萬(wàn)元-2.11 萬(wàn)元=28.58萬(wàn)元，通過(guò)效益分析可以看出，自制滾軸篩對(duì)煤矸石的篩選工藝改造后，是十分必要和成功的。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次自制滾軸篩，一方面減少了鐵強(qiáng)環(huán)保公司大興磚廠工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了安全系數(shù)；另一方面提高了煤矸石原料的供應(yīng)效率，進(jìn)而提高了產(chǎn)量，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該滾軸篩的自制加工，為鐵強(qiáng)環(huán)保公司其他磚廠和鐵法能源公司各生產(chǎn)礦井積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為進(jìn)一步篩分煤矸石和篩選煤提供了技術(shù)支持。科技是第一生產(chǎn)力，只有不斷提高技術(shù)水平，提高自動(dòng)化程度，才能將員工從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，才能給員工創(chuàng)造一個(gè)溫馨和諧的生產(chǎn)環(huán)境。