斗式提升機(jī)在電熱前床撈渣作業(yè)的應(yīng)用與故障分析

杜進(jìn)毅，張文昌，趙廣華

（1.白銀有色集團(tuán)股份有限公司第三冶煉廠，甘肅 白銀 730900；2.白銀高技術(shù)產(chǎn)業(yè)園中昱熱力有限公司，甘肅 白銀 730900）

1 前言

在冶煉行業(yè)電熱前床沖渣生產(chǎn)中，需將電熱前床含鐵爐渣用水沖散冷卻，沖渣水和水淬渣同時(shí)進(jìn)入沖渣池冷卻，冷卻后的水淬渣需和沖渣水分離，沖渣水循環(huán)利用，水淬渣由車輛運(yùn)輸至渣場(chǎng)處理。

我廠使用的水渣垂直提升設(shè)備有橋式抓斗起重機(jī)、橡膠帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)和環(huán)鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)3 種。橋式抓斗起重機(jī)提升水渣具有沖渣池占地面積大、提升高度受限、操作環(huán)境差、抓斗長(zhǎng)期在高溫沖渣水中運(yùn)行易缺油損壞等缺點(diǎn)。斗式提升機(jī)則相反，具有提升高度高、沖渣池占地面積小和提升連續(xù)、高效、不需要人力直接操作等優(yōu)點(diǎn)。因此，我廠對(duì)一些生產(chǎn)場(chǎng)地受限、沖渣量小的撈渣系統(tǒng)采用斗式提升機(jī)。

斗式提升機(jī)將沖渣水池里的渣水混合物料通過(guò)料斗掏取，自動(dòng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，垂直向上運(yùn)送。通過(guò)控制料斗大小、間距和傳動(dòng)比來(lái)調(diào)節(jié)提升量，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用條件和實(shí)際需求選擇提升高度。料斗由制作模具折彎焊接[1]，把固液比為1:10 的渣水混合物從下面的沖渣池中舀起，通過(guò)橡膠輸送帶或傳動(dòng)鏈條垂直向上運(yùn)輸，通過(guò)頭部滾筒或鏈輪的離心力，將物料甩入頭部卸料溜槽后進(jìn)入水渣倉(cāng)內(nèi)，水從料倉(cāng)底部縫隙流出，回到水渣池中，實(shí)現(xiàn)渣水分離。

2 斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)、提升原理及特點(diǎn)

2.1 撈渣斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)、提升原理

撈渣專用的斗式提升機(jī)由底部殼體、進(jìn)料口、配重、料斗、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈輪（橡膠運(yùn)輸帶）、頭部架體、傳動(dòng)裝置、傳動(dòng)鏈輪（滾筒）、頭部罩體、卸料溜槽、中部殼體等部分組成，見(jiàn)圖1。在撈渣作業(yè)中應(yīng)用的斗式提升機(jī)對(duì)底部進(jìn)行了改造，取消了底部殼體和進(jìn)料口，便于水渣流入撈渣區(qū)域。

圖1 斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

我廠使用的斗式提升機(jī)分為兩種，分別為帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)與鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)。帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)采用耐熱橡膠輸送帶，裝在上面的頭部滾筒和下面的尾部滾筒上。鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)裝有兩條平行的傳動(dòng)鏈，上面有一對(duì)頭部鏈輪，下面是一對(duì)尾部鏈輪[2]，頭、尾部鏈輪直徑相同。撈渣專用斗式提升機(jī)一般都裝有中部殼體，以防止提升帶水物料時(shí)物料亂灑。

2.2 斗式提升機(jī)的特點(diǎn)

2.2.1 帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)特點(diǎn)

帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)具有重量輕、占地面積小、運(yùn)行成本低、運(yùn)行速度快等特點(diǎn)，可以利用離心力將物料拋出，適用于比重低、溫度不高的粒狀帶水物料的運(yùn)輸。

帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)的頭部傳動(dòng)有電動(dòng)滾筒和電機(jī)配套圓柱形減速器兩種形式，電動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行穩(wěn)定，但故障率高。圓柱形減速器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，電機(jī)和減速機(jī)采用聯(lián)軸器連接，對(duì)電機(jī)和減速機(jī)都能起到保護(hù)作用。我廠使用的帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)尾部張緊裝置（頂桿）采用T 型絲杠螺母結(jié)構(gòu)調(diào)整滾筒架上下滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸帶的張緊和平衡，既能保持穩(wěn)定的張緊力，又能在運(yùn)輸帶磨損及受熱伸長(zhǎng)的時(shí)候調(diào)整絲杠來(lái)避免皮帶打滑，滾筒架的兩端各設(shè)計(jì)一對(duì)調(diào)整絲杠，同時(shí)調(diào)整滾筒兩面兩對(duì)絲杠來(lái)保證尾部滾筒兩邊的平衡，確保皮帶在滾筒中間運(yùn)行，不出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象。帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)尾部軸承座采用骨架油封和氈圈密封的組合密封方式（見(jiàn)圖2），以保證軸承座在水中的密封性。

圖2 帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)軸承座密封方式

2.2.2 鏈斗提升機(jī)特點(diǎn)

鏈斗提升機(jī)輸送量大、運(yùn)行平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)、安裝維修方便、壽命長(zhǎng)，輸送溫度可達(dá)250℃。鏈斗提升機(jī)采用鑄造式一體鏈輪，輪體和輪緣一體鑄造加工而成。鏈輪磨損量小，使用壽命長(zhǎng)，延長(zhǎng)了更換周期，降低了備件成本及維修費(fèi)用。牽引構(gòu)件材料采用16Mn，經(jīng)熱處理后，具有抗拉強(qiáng)度高、耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。

我廠使用的鏈斗提升機(jī)的頭部傳動(dòng)采用圓柱形減速器（配逆止裝置），逆止器使設(shè)備在停機(jī)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。鏈斗提升機(jī)下部采用分離式配重張緊裝置，調(diào)整兩邊配重塊的數(shù)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊，在鏈條伸長(zhǎng)的時(shí)候能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，避免出現(xiàn)鏈條脫齒的現(xiàn)象，同時(shí)料斗遇到大塊物料時(shí)有一定的彈性，能夠有效地保護(hù)斗子、鏈條等部件。兩邊的配重塊重量、數(shù)量的多少根據(jù)底輪兩邊是否平衡和保證提升機(jī)的提升鏈條是否張緊而確定[3]。鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)尾部軸承座采用迷宮密封和骨架油封加盤根密封的組合密封方式（見(jiàn)圖3），以保證軸承座在水中的密封性。

圖3 鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)軸承座密封方式

3 斗式提升機(jī)在撈渣作業(yè)中的常見(jiàn)故障及分析

3.1 帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)常見(jiàn)故障

（1）料斗帶跑偏。主要是橡膠運(yùn)輸帶粘接或用皮帶卡子連接后，運(yùn)輸帶邊緣線不在同一直線上。待料運(yùn)行時(shí)運(yùn)輸帶一邊緊一邊松，使運(yùn)輸帶向張緊的一側(cè)移動(dòng)，產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象[4]。此時(shí)應(yīng)停機(jī)，修正接頭使運(yùn)輸帶邊緣線在同一直線上并接好，同時(shí)在尾部架體加裝兩組擋輪限制運(yùn)輸帶跑偏。

（2）運(yùn)輸帶打滑。①帶斗提升機(jī)利用運(yùn)輸帶與頭部滾筒間的摩擦力來(lái)帶動(dòng)斗子提升，張緊力不夠?qū)е逻\(yùn)輸帶打滑。此時(shí)應(yīng)停機(jī)，調(diào)節(jié)尾部張緊裝置以拉緊運(yùn)輸帶。②提升機(jī)超載或底部卡料時(shí)，阻力增大，導(dǎo)致料斗帶打滑。此時(shí)應(yīng)調(diào)整放渣量和沖渣水量。若調(diào)整放渣量和沖渣水量后仍不能改善打滑現(xiàn)象，可能是底部水渣沉積太多或料斗被大塊料卡住，應(yīng)停機(jī)檢查，排除故障。③頭部滾筒和運(yùn)輸帶接觸面過(guò)于光滑，導(dǎo)致運(yùn)輸帶打滑。處理方法：在傳動(dòng)滾筒外表面包一層膠，以增大摩擦力。④尾部滾筒軸承長(zhǎng)期在高溫、水下運(yùn)行，密封破壞進(jìn)水，運(yùn)行阻力增大，引起運(yùn)輸帶打滑。這時(shí)可拆洗加油或更換軸承，并檢查軸承座動(dòng)密封的可靠性。

（3）運(yùn)行效率下降。提升機(jī)回料指物料在出料口位置沒(méi)有完全甩到出料溜槽，有部分水渣沿返回斗回到提升機(jī)尾部[5]。造成回料多的原因有以下幾點(diǎn)：①運(yùn)輸帶運(yùn)行速度過(guò)慢。斗式提升機(jī)提升不同的物料時(shí)，料斗運(yùn)行的速度是不同的，速度過(guò)小，物料甩不出去。這時(shí)應(yīng)根據(jù)提升的物料比重和固液比，適當(dāng)增加料斗的速度，避免回料。②料斗的選型問(wèn)題。對(duì)我廠提升的水渣物料，應(yīng)選用淺斗（斗口與后壁一般成45°角）。③機(jī)頭出口的接料板安裝位置不合適，接料板距卸料位置太遠(yuǎn)，物料無(wú)法全部從出口流出，部分物料會(huì)順著殼體回料。

（4）料斗脫落。①前床放渣量大，水淬時(shí)形成塊狀渣，或者沖渣水量太小，物料固液比過(guò)高，造成物料在機(jī)座內(nèi)堆積，導(dǎo)致運(yùn)輸帶運(yùn)行阻力增大，料斗運(yùn)行不暢，產(chǎn)生料斗脫落、變形。此時(shí)應(yīng)立即停機(jī)，排除機(jī)座內(nèi)的積存物料并更換新料斗[5]。②大塊物料、磚頭或吹氧管進(jìn)入掏料區(qū)，使料斗受到過(guò)大沖擊，造成料斗脫落或運(yùn)輸帶撕裂。③斗子與運(yùn)輸帶連接的皮帶螺絲松動(dòng)或掉落。應(yīng)定期檢查料斗與運(yùn)輸帶連接是否牢固，發(fā)現(xiàn)螺栓松動(dòng)、脫落和料斗歪斜、破損等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢修或更換[5]。

3.2 鏈傳動(dòng)斗式提升機(jī)常見(jiàn)故障

（1）鏈條脫軌、斷裂。產(chǎn)生原因：①兩邊鏈條磨損不均，節(jié)距、總長(zhǎng)不相等，運(yùn)行時(shí)會(huì)造成鏈條脫軌，應(yīng)停機(jī)檢查鏈條磨損或更換鏈條。當(dāng)鏈環(huán)、鏈鉤截面磨去1/3 時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換。②張緊輪兩側(cè)張緊不一致，或兩側(cè)配重有偏差，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。

（2）下鏈輪軸承過(guò)快損壞，軸頸磨損。產(chǎn)生原因：①密封失效。斗式提升機(jī)在撈渣作業(yè)時(shí)尾部鏈輪及軸承座斗浸沒(méi)在水渣中，因此對(duì)軸承座密封的要求高，要定期檢查軸承座的密封情況，并定期更換軸承座密封盤根，定期對(duì)軸承清洗、加潤(rùn)滑脂。②下部物料堵塞，渣子對(duì)軸磨損較大。改變鏈輪的轉(zhuǎn)速，防止下部物料堆積過(guò)多，磨損尾軸和破壞尾部密封結(jié)構(gòu)。

（3）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)異響。產(chǎn)生原因：①基座底板與鏈斗相碰，應(yīng)調(diào)整鏈條的松緊，使鏈條張緊。②鏈斗連接螺絲松動(dòng)，應(yīng)經(jīng)常緊固檢查鏈斗螺絲。

4 小結(jié)

我廠撈渣作業(yè)時(shí)用的帶傳動(dòng)斗式提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本低，缺點(diǎn)是沖渣水量小，容易燒壞皮帶；提升量小，操作不當(dāng)容易引起料斗脫落、皮帶撕裂等故障；頭尾部滾筒磨損大，尾部密封容易損壞，更換滾筒及軸承較頻繁，且皮帶容易跑偏。它適用于沖渣量小、冷卻效果好的環(huán)境。鏈斗提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是提升量大，使用壽命長(zhǎng)，承受溫度高，鏈輪有卡槽，不易脫鏈、打滑，鏈條和鏈輪磨損時(shí)更換方便，缺點(diǎn)是運(yùn)行成本高，對(duì)材質(zhì)的要求高，尾部密封及鏈輪軸容易磨損，備件成本高，適用于沖渣量大，水溫高的環(huán)境。