何木光，萬 江，崔慶爽，張遠在，郭 剛，蔣大均

(攀鋼釩煉鐵廠，四川 攀枝花 617024)

0 引言

目前，國內(nèi)成品燒結礦輸送系統(tǒng)轉(zhuǎn)運站的設計方案基本上是參考行業(yè)規(guī)范來確定的，與國外的設計理念差別很大。國內(nèi)現(xiàn)有燒結礦轉(zhuǎn)運站的設計僅僅滿足于物料能較好轉(zhuǎn)運，存在結構設計不合理及計算結果不準確的問題，沒有充分考慮物料流動與空氣流動的特點，普遍存在破碎、揚塵、撒料、磨損、堵料等問題。

目前，攀鋼釩公司釩鈦燒結礦輸送轉(zhuǎn)運站采用的是階梯式溜槽，是在原設計的基礎上進行了改造優(yōu)化，通過料磨料、料打料的方式降低物料的沖擊力，現(xiàn)場仍產(chǎn)生大量的粉塵。為此，選用較為先進的轉(zhuǎn)運技術對燒結礦的成品運輸漏斗進行改造非常有必要。

1 釩鈦燒結礦成品運輸漏斗的問題

設計階梯式溜槽，通過料磨料、料打料的方式降低物料直接下落的高度和速度，這種方式的主要問題：一是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)運站周圍粉塵四溢，燒結礦破碎率高；二是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)運站存在堵料；三是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)運站存在皮帶跑偏。

2 釩鈦燒結礦成品運輸漏斗的改進

2.1 初始條件

需改造的轉(zhuǎn)運站輸送物料為燒結礦。新3號燒結機的成3-P101/201溜槽(見圖1)，皮帶機帶寬B=1 000 mm，皮帶機帶速1.6 m/s，高度落差9 m左右，結構形式為1對2，改造選用換向擺桶。

圖1 新3號燒結機的成3-P101/201溜槽現(xiàn)場布置圖示

2.2 預計目標

以綜合治理粉塵污染，提高設備及皮帶機使用壽命，減少除塵風量，防止皮帶機撕裂、跑偏，防止回程帶料，降低物料沖擊力，減少碎化率為目的，對皮帶的輸送系統(tǒng)設備進行改造。降破碎抑塵溜槽的改造包括頭部漏斗集流導流裝置、流線型溜槽、集流和抑制誘導風產(chǎn)生的集流阻尼裝置、落料點平衡支撐的緩沖床、提高密封等級的組合式模塊化全密封(或雙密封)導料槽、確保膠帶對中運行的追蹤糾偏托輥、粉塵控制無動力除塵單元、小型高效的尾氣回流裝置、專業(yè)的膠帶清掃系統(tǒng)、防止物料堵塞的專利柔性振動控制系統(tǒng)。實施如此改造后可以達到的目的：一是進行降低物料破碎率及抑塵溜槽應用于物料粉塵治理的技術研究與應用；二是開展用于散裝物料堵料治理的降破碎抑塵溜槽技術研究與應用；三是研究降破碎抑塵溜槽物料皮帶跑偏治理技術。通過系統(tǒng)的優(yōu)化解決轉(zhuǎn)運點目前存在的粉塵大、堵料嚴重、膠帶跑偏以及雜物處理難等問題，實現(xiàn)物料轉(zhuǎn)運高效順暢，達到轉(zhuǎn)運站點的清潔，提高了系統(tǒng)運行的安全。

2.2.1 項目研究的具體內(nèi)容

1)進行現(xiàn)場測量、分析，開展理論分析，建立應用模型。測量、分析新3號燒結機成品運輸皮帶成3到P101/201溜槽的設備現(xiàn)狀及建立系統(tǒng)柔性轉(zhuǎn)運模型，根據(jù)現(xiàn)場實際工況進行多次測量，反復進行數(shù)據(jù)分析、驗算及應用“分散物料集流技術”對溜槽結構開展研究工作并建立應用模型。

2)進行方案設計。進行運輸系統(tǒng)柔性轉(zhuǎn)運技術在新3號燒結機成品運輸皮帶成3到P101/201溜槽的應用方案及施工圖設計。

3)開展設備設計、制造，進行現(xiàn)場實施。拆除原有系統(tǒng)，進行運輸系統(tǒng)柔性轉(zhuǎn)運技術相關設備的設計、制造、工程安裝和調(diào)試。

2.2.2 預期目標

1)減小新3號燒結機成品運輸皮帶燒結礦的摔打粉化，實現(xiàn)燒結礦的平均粒度運輸粉化率降低3%。

2)溜槽頭罩部位除塵器取消，主體設備(頭罩漏斗、導料槽)看不到粉塵外泄，進料漏斗周圍粉塵濃度降低90%以上。

2.3 降破碎抑塵溜槽的技術方案研究

2.3.1 降破碎抑塵溜槽的設計原理

降破碎抑塵溜槽的設計采用國外先進的三維設計和立體建模技術，借助于先進的物料顆粒學仿真軟件，對散狀物料輸送過程中顆粒體系的行為特征進行模擬，讓流動物料“被控制”并以能量損失最小的方式經(jīng)過分流裝置、換向裝置、落料管等有序的方向“滑”到下級皮帶，降低物料對皮帶及設備的沖擊。所有物料(包括細散料)的速度和方向均可預測并加以控制，保證物料最終落在皮帶的中間，防止因物料偏向?qū)е缕芷员M可能低的沖擊力柔性卸料，避免了粉塵的揚起，保護了皮帶，降低了噪音。

模擬預測誘導風正負氣流產(chǎn)生的位置并通過內(nèi)循環(huán)機理控制粉塵，有效抑制揚塵產(chǎn)生。物料在高速運動時如流體一樣流動，根據(jù)流體動力學原理，利用某公司研發(fā)的設計方式及軟硬件，優(yōu)化了物料輸送過程中的落點和流動面的控制。

2.3.2 降破碎抑塵溜槽的改造方案

1)降破碎抑塵溜槽應用于物料粉塵治理，降低物料破碎率。轉(zhuǎn)運點除塵治理的關鍵是首先運用“分散物料集流技術”對落料管進行實物模擬設計，通過物料的匯集，在一定程度上延緩物料下落的速度，通過減少物料和設備間的沖擊從源頭上減少粉塵的產(chǎn)生，降低物料的碎化，通過設計阻尼系統(tǒng)減少誘導風的產(chǎn)生，通過提高導料槽的密封特性并在導料槽中通過設置無動力慣性除塵單元，保證在導料槽出口誘導風速降低到2.5 m/s以下時，出口的粉塵就非常的少了，從而達到“標本兼治”。改造后只需要保留出料口側的原有除塵器，取消頭罩和出料口尾部除塵器。

其設備構成如下：①匯集：落料管設計保證物料匯集輸送，減少攜帶空氣，延緩下落速度，落料管采用流線型設計，物料在轉(zhuǎn)運過程中對設備的沖擊和物料間的相互擠壓大幅減少；②鎖氣：設置阻尼裝置，大幅降低物料下落時產(chǎn)生的誘導風；③密封：提高系統(tǒng)密封等級，特別是導料槽的密封；④擴容降速吸塵：通過導料槽擴容，設置無動力慣性集塵單元降速吸塵。

2)降破碎抑塵溜槽用于散裝物料堵料治理。在膠帶機頭部漏斗處，結合不同的帶速、膠帶傾角和頭部滾筒的大小設計頭部集流導流裝置，保證物料以近似拋物線的形式匯集下落，減小沖擊，避免物料發(fā)生堆積堵塞。

從頭部接料到尾部出料，溜槽內(nèi)部設計為流線型，物料接料下滑無任何阻礙，即使有異物進入溜槽，也會順利下滑到接料皮帶，不會出現(xiàn)卡物堵料現(xiàn)象。

3)降破碎抑塵溜槽物料皮帶跑偏治理。通過落料管技術對落料管落料系統(tǒng)進行優(yōu)化，在出料口安裝有出口調(diào)節(jié)裝置，可不停機在線調(diào)整物料的落料點，從根本上消除偏載跑偏現(xiàn)象。

為此，進行了新3號燒結機的成3-P101/201溜槽改造模擬圖設計(見圖2)以及系統(tǒng)改造的設備組成配置(見表1)。

表1 新3號燒結機成3-P101/201溜槽及溜槽抑塵系統(tǒng)設備組成

圖2 新3號燒結機的成3-P101/201溜槽改造模擬示意圖(以1對2改造示意圖)

3 新3號燒結機成3-P101/201溜槽柔性轉(zhuǎn)運改造后的實施效果

3.1 改造后系統(tǒng)運行情況

新3號燒結機的成3皮帶對P101/P201帶負荷運行供料，系統(tǒng)運行順暢，轉(zhuǎn)運整體配套裝置(成3皮帶機頭罩、換向擺斗、改向裝置、出料勺、密封組件、堵料報警裝置，物料對中裝置等)無卡料、堵料、皮帶跑偏現(xiàn)象，環(huán)境粉塵污染有較大改善。

3.2 改造前后現(xiàn)場效果對比圖

新3號燒結機的成3皮帶對P101/P201卸料溜槽改造的效果圖見圖3，系統(tǒng)運行圖見圖4。視覺感官其現(xiàn)場環(huán)境改善，物料轉(zhuǎn)運順暢。

圖3 新3#成3柔性轉(zhuǎn)運溜槽完成后從上到下及運輸出料的整體現(xiàn)場效果圖

圖4 新3#成3柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造完成后實際運行圖

3.3 改造前后數(shù)據(jù)對比

開展了新3#燒結機成3的柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造實施前后的進出燒結礦粒度對比檢測，其檢測結果見表2。

表2 新3#燒結機成3的柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造前后進出燒結礦粒度檢測對比

從表2看出，新3#燒結機成3的柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造完成后，通過4個月的成3皮帶對P101/P201負荷運行供料。實施后檢測結果表明，成-3皮帶轉(zhuǎn)運站下料至P101/201的燒結礦粒度改善，粗粒級增加，細粒級減少，檢測對比前后的平均粒度粉碎率降低3.36個百分點。

從表3看出，新3#燒結機成3的柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造完成后，成-3頭部在未安裝除塵管下的粉塵濃度降低73.09%，達到了2.47 mg/m3；成3到P101/201的漏斗處粉塵濃度降低91.43%，達到了2.87 mg/m3。溜槽頭罩部位除塵器取消，主體設備(頭罩漏斗、導料槽)看不到粉塵外泄，進料漏斗周圍粉塵濃度達到降低70%以上的目標，此成3頭部除塵點已停用，管道已拆除。

表3 新3#燒結機成3的柔性轉(zhuǎn)運溜槽改造前后相關點的粉塵檢測對比

4 結語

新3#燒結機的成3皮帶對P101/P201的漏斗進行了柔性轉(zhuǎn)運技術的研究與應用，改造為降破碎抑塵溜槽后系統(tǒng)帶負荷運行供料，其系統(tǒng)運行順暢、正常，系統(tǒng)整體配套裝置轉(zhuǎn)運時無卡料、堵料、皮帶跑偏現(xiàn)象，環(huán)境粉塵污染有較大改善。實施后檢測結果表明，成-3皮帶轉(zhuǎn)運站下料至P101/201的燒結礦粒度改善，粗粒級增加，細粒級減少，平均粒度的粉碎率降低3.36個百分點，成-3頭部粉塵濃度降低73.09%，達到了2.47 mg/m3；成3到P101/201的漏斗處粉塵濃度降低91.43%，達到了2.87 mg/m3，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益與社會效益。