攀宏五氧化二钒车间布料刮板长寿化改进

1攀宏五氧化二钒车间浸出布料刮板改造贾琨（攀枝花新钢钒股份有限公司攀宏钒制品厂攀枝花617023）摘要针对熟料输送过程中的主要设备刮板输送机在现场运行中存在的问题，根据现场条件进行了改造，从根本上解决了浸出槽布料死角问题，提高了设备产能。同时通过改变刮板、链条结构，增大机身强度，优化了整机受力，为其他同类型刮板输送机的国产化、长寿化改造以及备件制作提供了具有现实意义的成果。关键词布料刮板滑道改造AbstractInviewofthechamottetransportationprocessinmainequipmentscraperconveyerthequestionwhichexistsinthescenemovement,hascarriedonthetransformationaccordingtothefieldcondition,fundamentallyhassolvedtheleachingchutecottonmaterialdeadangleproblem,enhancedtheequipmenttoproduceenergy.Meanwhilethroughchangesthescraper,thechainlinkstructure,increasesthefuselageintensity,optimizedthecompletemachinestress,forothersametypescraperconveyermanufacturedomestically,thelongevitytransformationaswellasthesparepartsmanufactureprovidedhadthepracticalsignificanceachievement.Keywords:Thecottonmaterialscraperchutetransformation1现状攀宏钒制品厂五氧化二钒车间浸出用布料刮板共有2台，主要作用是运输焙烧后的熟料进入布料斗，再均匀地布满16个浸出斗，确保均衡、稳定、连续生产。该套设备为2002年三氧化二钒扩能改造时新增，由于输送物料性质特殊，使用过程中不能完全适应现场生产需要，故障频繁，备件消耗巨大。经过几年的运行，目前存在的问题主要是：（1）原刮板为FU270型，即槽宽为270mm，而浸出斗宽度为450mm，布料时存在死角，不但使结料清理极为不便，而且严重影响产能，输送能力长期徘徊在30-35吨/小时左右；（2）设备故障率较高：受槽宽限制，执行机构刮板、链条强度不够，极易磨损；同时由2于滑道居中只有一条，承受粉料磨损强度较大且几乎没有承受冲击载荷，致使高锰钢滑道的耐磨性能不能有效发挥，磨损速度快，消耗巨大；由于该设备安装在钢结构平台上，在设计安装时又未能将其主要载荷机构如头尾辊座、减速机安置在承重钢梁及立柱上，导致传动性能不良，设备运行中振动剧烈。（3）受槽宽制约，设备机壳强度不够，在高温、潮湿环境下变形严重，熟料在输送过程中飞扬和泄漏情况比较突出，因此，急需对此设备进行改造。根据生产需要，该设备改造后，必须达到以下要求：a送能力：50吨/小时；b,设备运行稳定、可靠，确保生产顺行；c.备件消耗降至5万元/台·年；d.解决设备泄漏问题，改善现场作业环境。2相关问题分析2.1布料刮板结构分析浸出工序现有布料刮板工作位置及结构如图1所示。熟料进入浸出槽后加入热水和蒸汽升温，经多次抽滤洗出合格液后浸出槽倾倒出尾渣，又开始新的布料操作。图1五氧化二钒车间布料刮板结构简图1）-进料口(feedhead)；2）-出料口(exithead))；3）-浸出槽(leachingchute)；4）-链板(linkjoint)刮板机分为进出料口、传动装置和执行机构三部分，其中出料口在刮板机下部开孔，共有8个，物料依次布满其下的浸出斗。从图中可以看出，原有刮板的出料口宽度（250mm）比浸出斗宽度(450mm)还要窄，布料时即形成布料死角（如图2所示），又因熟料经水蒸3汽浸泡后极易板结，死角的出现使板结料无法清理，造成浸出槽有效容积减少（经测算，损失量约为0.12m×1.2m×（0.45-0.25）m=0.0288M3/个，则两条线16个浸出斗实际容量损失为0.0288M3/个×16个=0.4608M3）。图2布料刮板布料死角简图1）-刮板(scraperconveyer)；2）-死角(deadangle)；3）-浸出槽(leachingchute)；4）-熟料(grog)刮板结构如图3所示。FU型刮板机为典型的埋刮板机，即刮板及链条埋入物料之中，利用物料之间的摩擦力运输物料，具有结构简单、装卸方便、执行机构运行中冲击载荷小等特点[1]，缺点是物料加剧了构件磨损，冲击载荷全部传递至传动装置，不但加重传动装置振动，而且不能通过加工硬化发挥高锰钢材质滑道的耐磨性能。执行机构刮板以Φ16的钢筋作为翅板，翅板之间用链条连接，单节翅板、链条的重量仅为3Kg左右，滑道所受压力不足，不能发挥滑道的加工硬化特性，磨损极为明显，磨损现象与普通结构钢无异。同时由于是悬臂承重，造成运行不平稳，进一步加剧传动部位的振动。图3FU型刮板结构简图1）-翅板(fin)(Φ16钢筋)；2）-链条(linkchains)；3）-滑道(sliderail)2.2滑道及链条材质性能分析根据设备所处工作环境可知，滑道材质要求应主要以耐磨性能为主。目前普遍采用高锰钢作为简单结构耐磨零件的首选材质，常用高锰钢的牌号、化学成分、热处理性能1）2）4）3）2）4及用途见表1所示[2]。此外，高锰钢具有典型的加工硬化性能[3]，因此，滑道及链条不但在制作过程中需要进行水韧热处理，还需要通过改造结构和受力状态，在使用过程中承受一定的压力和冲击载荷，才能大幅提升滑道的耐磨性能，降低故障率，延长使用寿命。2.3改造的难点分析（1）结构设计难点：改造后的刮板作为V2O3生产线上一套全新设备，长度达到26米，进料口和出料口必须根据现场浸出斗的位置精确定位设计，才能保证与前后设备的连接，保证接口密封良好。而且该设备安装在钢结构平台上，对整机平稳运行极为不利，如果在现场临时开口，势必影响整机的强度计算，形成新的振动源。（2）链条设计难点：如前所述，只有改造滑道及链条的结构和受力状态，才能大幅提升滑道的耐磨性能；同时又不能过于增加传动部位的负荷，才能保证平稳可靠运行。（3）整机安装难点:该设备安装在钢平台上，钢平台长期处于蒸汽侵蚀之中，变形较为严重，设备安装时基础不平，给安装带来一定困难。一是传动装置（减速机、头尾辊）需要利用平台钢梁和立柱安装，才能保证稳固；二是出料口与浸出槽之间因钢板变形存在尺寸不一的缝隙，需要研究可靠简便的密封方法，才能保证熟料在运输过程中不泄漏飞扬，造成物料损失和环境污染。3.改造方案3.1整机改造设计方案经过与课题合作单位的研究，决定采用BL450型刮板机作为改造机型[3]。该机型槽宽450mm，最大运输长度为30米，采用双滑道设计，滑道座采用80mm角钢整体制作，分布在机壳下部两侧，成为开孔部位的加强筋，有效地解决了整机结构强度问题。同时，δσbαk（%）（Mpa)(J/cm2)不大于ZGMn13-2ZGMn13-3ZGMn13-4力学性能HBS不小于ZGMn13-1P淬火温度（℃）冷却介质牌号化学成分w（%）热处理CSiMnS1.00～1.500.30～1.0011～14.00≤0.050≤0.0901060～1100水20637——2291.00～1.400.30～1.0011～14.00≤0.050≤0.0901060～1100水20637147229水350.90～1.300.30～0.8011～14.00≤0.0502290.90～1.200.30～0.8011～14.00≤0.050≤0.0701060～1100水≤0.0801060～1100表1常用高锰钢的牌号、化学成分、热处理性能及用途用途举例用于结构简单、要求以耐磨为主的低冲击铸件，如衬板、齿板、辊套、铲齿等。用于结构复杂、要求以韧性为主的高冲击铸件，如履带板等。357351472297351475整机分为11节机壳，每个下料口的位置均经过测量计算后设计在该节壳体的中部，大大提高了机壳强度。传动部件采用DLMR-147减速机，地脚螺栓由4只增至6只，通过调整滚子链可安装在钢平台钢梁上。3.2刮板及链条设计该机型为鳞板式刮板机[4]。鳞板通过销轴与链条连接，并可在运行过程中随受力情况绕销轴旋转，不仅随时避免链条与滑道的剧烈摩擦，链条也因鳞板的旋转起伏不断敲打滑道，在释放冲击载荷的同时不断对滑道和链条摩擦部位进行加工硬化，使材料的特性得以充分发挥，可大大延长滑道和链条使用寿命，降低故障率。3.3安装方案设计（1）整机安装：经过实地测量，整机共11节机壳的水平高差达到了200mm，需要增设槽钢支撑架取得一致的水平度（210mm），待安装完成后进行底部下料口与钢平台的密封。安装后，浸出斗实际容量将增大0.2m×1.2m×0.45m=0.11M3/个，则两条线16个浸出斗实际容量将增大0.11M3/个×16个=1.76M3。（2）传动装置安装：传动部必须牢固安装在支架上，确保运行平稳，支架应割开平台钢板焊接在平台钢梁和立柱上，在支架上制作安装基础座时应找平；头尾辊在安装时应找平找正，避免刮板运行中的跑偏；减速机安装时要保证输出轴与头辊的平行、大小链轮的对齐，安装好传动链条后调整减速机机座张紧链条，再拧紧地脚螺栓。（3）链条安装：安装时检查销轴转动是否灵活，如转动不灵应拆下用煤油清洗除锈；装入刮板链条之前应先将机头机尾部盖板打开，将尾辊调整至头尾轴最小轴距位置；将链条按15节一段进行组装，依次放入机壳内，拧上销轴螺栓进行连接，最后在刮板上部进行最后接头；组装完成后调整尾辊拉紧装置，保持链条适当的松紧度。（4）机壳底部密封：经过研究在机身下部与槽钢支架间先垫以石棉板，然后统一角钢密封高度（如图7所示），不仅大大降低了劳动强度，也收到了良好的密封效果。石棉板槽钢支架角钢机壳6图4BL型刮板底部密封结构简图4方案实施2006年8月，根据设备选型设计方案，我厂定制了江苏广能重工有限公司制造的BL450-26型刮板输送机。2006年11月，在我厂V2O5片区设备定修期间对V2O5车间1#、2#布料刮板进行了整体更换改造。改造设备的主要技术参数如下：表2BL450刮板机主要参数型号BL450-26输送能力（t/h）50槽宽（mm）450输送长度（m）26链速（m/s）0.11倾角（度）0减速机型号DLMR-147减速机参数转速=10rpm,N==11Kw5实施效果经过5个月的试用发现，操作性能得以较大程度改善，积料清理快捷方便；振动情况明显改善，滑道、链条耐磨性能大幅提高，设备运行平稳；备品备件的消耗明显降低，设备修理费用也得以降低。具体由以下两表可以说明。同时，增加产能约40%。经测算，该项目年度创效在260万元以上。表3设备改进前后故障统计情况单台刮板每月故障时间（h）单台刮板每季度故障时间（h）单台刮板每年故障时间（h）两台刮板每年故障时间（h）改进前2472288576改进后262448表4设备改进前后备件消耗统计情况单台刮板每月备件消耗（万元）单台刮板每季度备件消耗（万元）单台刮板每年备件消耗（万元）两台刮板每年备件消耗（万元）7改进前----------------------25改进后0.30.93.6（预计）7.2（预计）6结论通过对攀宏钒制品厂五氧化二钒车间浸出用布料刮板的工作环境、部件材质要求、结构上存在问题进行研究，制订了科学合理的改造方案，改埋刮板式FU270型刮板机为BL450型鳞板式刮板输送机，长度26m，从根本上解决了浸出槽布料死角问题，提高了设备产能。同时通过改变刮板、链条结构，增大机身强度，优化了整机受力，发挥出了高锰钢材质的加工硬化特性，为我厂其他同类型刮板输送机的国产化、长寿化改造以及备件制作提供了具有现实意义的成果。