王占東

（太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司礦業(yè)分公司東山石灰石礦， 山西 太原 030009）

太原鋼鐵集團(tuán)有限公司礦業(yè)分公司（以下簡稱公司）東山石灰石礦作為太鋼的輔料生產(chǎn)基地之一，東山石灰石礦豎窯作業(yè)區(qū)現(xiàn)場位于太原市太鋼廠區(qū)五降壓路，二十世紀(jì)七八十年代開始生產(chǎn)冶金白灰，2002 年拆除1970 年建成投產(chǎn)的兩座250 m3的圓窯，并于2003 年1 月份在原址建成投產(chǎn)500 t 煤氣豎窯，直徑4 m，原料、成品系統(tǒng)使用舊系統(tǒng)，后由于公司整體規(guī)劃，停止生產(chǎn)冶金白灰，目前現(xiàn)場共運(yùn)行運(yùn)行皮帶13 條，分為原料皮帶和成品皮帶，4 臺提升機(jī)，4 臺破碎機(jī)。主要用皮帶輸送為第二煉鋼廠原料和冶金石灰，由于設(shè)備建于二十世紀(jì)七八十年代，現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施自動化程度不高，由于崗位員工年齡結(jié)構(gòu)偏大，在上下設(shè)備操作時危險性大，不利于安全生產(chǎn)。

1 電液動四通分料器的安全技術(shù)改造前的情況

東山礦豎窯作業(yè)區(qū)成品塊灰1～6 號料倉布料需通過2 臺400 mm×400 mm 手動三通分料器切換3個位置，1 處為14 號皮帶通過移動式小車向1～4 號料倉布料，另外2 處直接向5 號和6 號料倉下料口布料，三個導(dǎo)料槽占用了原本狹窄的過道，14 號皮帶與3 號皮帶之間間隔不足1 m，由于兩臺小車2條皮帶移動，在狹窄的通道內(nèi)行走及每次切換料倉崗位工需爬上1.6 m 高的平臺操作翻板，操作危險性大，安全系數(shù)低，不易檢修，多次修補(bǔ)效果不好。兩個翻板使用年代較長，屬于非標(biāo)自制備件，修補(bǔ)次數(shù)較多，破損漏灰嚴(yán)重。且操作時需要繞到兩條皮帶輸送機(jī)中間，每次切換往返時間需要大約6～7 min。加之作業(yè)現(xiàn)場崗位員工年齡偏大，并且人員身體素質(zhì)不高，在進(jìn)行設(shè)備操作時存在安全隱患（見圖1）。

圖1 改造前現(xiàn)場狀況

2 電液動四通分料器的安全技術(shù)改造技術(shù)要點(diǎn)

電液動四通分料器是物料輸送系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)物料快速轉(zhuǎn)向的理想設(shè)備，應(yīng)用于建材、冶金、礦山、輕工、電力、糧食等行業(yè)固體顆粒和粉狀物料的輸送。電液動四通分料器又稱為多路換向閥，多通閥，它的設(shè)計(jì)制造是根據(jù)實(shí)際工況物料的特性以及所使用的基本條件及安裝場合來進(jìn)行設(shè)計(jì)的一般情況都是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。啟動裝置有手動、電動、電液動，各種結(jié)構(gòu)的電液動四通分料器分流都具體有物料走向暢通，物料沒有殘留的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定性強(qiáng)、平穩(wěn)可靠、定位精度高的特點(diǎn)。分流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的四通分料器可用于散裝固體的自由落料過程使用，也可在各種氣力輸送現(xiàn)場使用。一般安裝在貯斗下部或氣送管線上，縱向結(jié)構(gòu)形式的四通分料器在常壓下使用，用于散裝固體物料的重力自由落料過程中由主輸管到支管的多為分流切換。它配置在重力落料場合。一般安裝在貯斗下部，也可安裝在流管上。

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)備的特點(diǎn)，對此處改造最安全快捷有效的辦法是實(shí)現(xiàn)電動控制，成熟產(chǎn)品有三通分料器和四通分料器，此處從原理上可以通過1 臺45°四通分料器或1 臺45°三通分料器配合1 臺60°三通分料器實(shí)現(xiàn)功能，但由于安裝高度和空間限制，前一種45°四通分料器水平空間距離過大三處導(dǎo)料槽不能完全對接，后一種上下法蘭凈高度需1 300 mm，導(dǎo)料槽角度小于30°下料不暢容易堵塞，市面上的分料器均無法滿足安裝要求，有鑒于此，需設(shè)計(jì)制作一款夾角45°、轉(zhuǎn)角90°短節(jié)距四通封料器以滿足設(shè)備安裝需求，改造方案見圖2。

圖2 改造方案圖紙?jiān)O(shè)計(jì)（mm）

1）首先設(shè)計(jì)一款導(dǎo)料槽為400 mm×400 mm 四通分料器，上下法蘭距離為800 mm,其次2 塊內(nèi)部翻板錯位重疊安裝，采用2 臺電液推桿驅(qū)動。翻板及側(cè)板加耐磨襯板見圖3。

圖3 四通分料器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2）安裝四通分料器，導(dǎo)料槽拼接施焊，每處翻板上方均留有檢查孔，便于故障處置，見圖4。

圖4 四通分料器安裝及結(jié)構(gòu)

3）兩個翻板必須是先開到位后關(guān)到位或兩個翻板都開到位實(shí)現(xiàn)三個布料位置的轉(zhuǎn)換，經(jīng)過傳感器反饋位置信號，根據(jù)翻板動作規(guī)律設(shè)計(jì)電氣原理圖，電氣安裝調(diào)試。

4）通過分料器機(jī)旁操作完成翻板位置切換和PLC控制實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連鎖分料器翻板位置切換（見圖5）。

圖5 四通分料器改造后現(xiàn)場

此次四通分料器技改獨(dú)到之處在于翻板首次采用錯位重疊設(shè)計(jì)，法蘭節(jié)距短，節(jié)省空間，屬創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；比市場上同類產(chǎn)品體積減小30%以上，完美實(shí)現(xiàn)向非同一平面三個方向輸送物料。此項(xiàng)改造可廣泛應(yīng)用于安裝空間狹窄輸送散狀物料區(qū)域，特別適合老舊系統(tǒng)改造，便于工序優(yōu)化。

3 電液動四通分料器的安全技術(shù)實(shí)施效果

經(jīng)過九個月的使用觀察，卡料故障時間不足0.1%，優(yōu)于市場同類產(chǎn)品，改造后通過遠(yuǎn)程操作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離，安全系數(shù)大大提高，實(shí)現(xiàn)安全本質(zhì)化。同時每次切換節(jié)省時間0.1 h，每日2 班切換6 次，每日減少系統(tǒng)設(shè)備（裝機(jī)設(shè)備總功率1 060 kW）開動時間0.6 h，每年節(jié)約電費(fèi)10 萬元以上。

隨著鋼鐵行業(yè)的微利時代的到來，生產(chǎn)現(xiàn)場崗位員工年齡結(jié)構(gòu)偏大，在廠、礦企業(yè)的老化設(shè)備同樣也存在類似的問題，僅僅靠管理和培訓(xùn)教育措施不能從根本上解決問題，只有通過設(shè)備的安全技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離、設(shè)備自動化，最終能夠?qū)崿F(xiàn)本質(zhì)安全化。