新型破拱装置在大型骨料生产线中的研发与应用

申宏栋,刘冠楠,张传迪

（焦作千业新材料有限公司，河南省焦作市，邮编 454000）

摘要：近年来，由于大型骨料生产线中的设计不当，缓冲料棚下料口极易出现原料起拱、停滞在下料口，严重时将导致下料口完全堵塞，最终造成骨料线全线停产。本文通过分析原料在下料口的起拱原因；研发和应用一种新型破拱装置处理下料斗堵料问题，从而达到骨料线节能减排、经济运行的效果。

关键字：骨料线；破拱装置；堵料；节能减排

Research and application of new arch breaking device in large aggregate production line

Shen Hongdong, Liu Guannan, Zhang Chuandi

(Jiaozuo Qianye new materials company, Jiaozuo City, Henan Province, 454000)

Key words: aggregate; secondary damping device; industrial plant; resonanceKeywords: aggregate line; arch breaking device; blocking;Energy saving and emission reduction

1.引言

目前，玩滚球的十大平台替代天然砂已成为砂石骨料行业发展的必然[1]。但大型骨料生产线不同于传统的电力、水泥行业，有规范的国家设计标准，成熟的设计经验，设计院在设计骨料线工艺时仍存在大量问题，尤其是在非标下料口转载部位。随着砂石骨料行业的迅速发展，规模日益增大[2]，原料下料口起拱堵料问题已变得越来越突出。常见的破拱装置如空气炮、振打器等装置在处理下料斗上部棚料、大块石料挤压堵塞时效果甚微。采用一种新型破拱装置既可以解决下料斗上部棚料问题，又可以预防下料斗内部因大块石料挤压造成的堵料现象，从而可有效减少骨料生产线的设备空转率、节约电费、降低工人劳动强度，使骨料生产线安全、稳定、经济运行。

2.骨料线下料口起拱、堵料原因分析及传统处理方式

2.1骨料线下料口起拱、堵料原因分析

由于颚式破碎机的破碎原理为横向挤压式破碎，当部分岩性及纹路特殊的石料以纵向进行破碎时，部分石料将会以片状进入下级下料仓。目前，大型骨料线的缓冲料棚储量为2-3万吨，且石料处于静止状态。随着这类石料在下料口的叠压堆积，将极易引发下料斗起拱、堵料现象（如图1），从而影响骨料线的连续运行，严重时将导致生产线全线停机。

图1 骨料线下料斗起拱、堵料现象

2.2骨料线下料口起拱、堵料传统处理方式

2.2.1振打器处理法

振打电机处理法是在下料斗受料一侧安装振打器。随着原料下料同步运行振打器，通过不停的振打下料斗，可防止下料斗因石料瞬时堆叠所造成的轻微堵料现象，为骨料生产线的连续供料提供较为有效的保障。

缺点分析：该方法只能起到预防作用，一旦出现石料量瞬时增大，下料斗内部石料挤压拥堵时，其疏通作用将十分有限。且长时间的振打将对下料斗上的设备加固螺栓产生极其不利的影响，大部分螺栓都出现过松动现象，需经常检查、加固，占用人工情况严重。

2.2.2.空气炮处理法

空气炮处理法是在下料斗受料一侧安装空气炮。当下料斗发生堵料时，通过操作空气炮喷射的压缩空气疏通堵料，该方法可较为快速解决部门堵料现象，可在一定程度上保证骨料生产线的供料需求。

缺点分析：一是该方法只能在堵料发生后进行疏通处理，没有起到预防作用，生产线仍会发生断料现象；二是在处理堵料时，下料斗受压缩空气的冲击易造成较大的损伤，增加下料斗的检修成本；三是该方法仅能解决情况一、情况二出现的堵料问题，对于情况三出现的堵料现象无明显效果。

3.一种新型破拱装置在骨料生产线中的研发与应用

为有效解决采用振打器、空气炮在处理骨料线下料斗堵料时所存在的不足与缺陷，同时规避采用人工处理时所存在的安全风险，本文提出通过一种新型破拱装置在骨料生产线中的研发与应用以解决上述问题。

3.1改造方案

在下料斗后侧安装两条直径为60mm，长为2100mm的圆钢（以下料口深1850mm为例），外部配有两个内径为70mm的钢管作为轨道，圆钢下侧焊接在振动给料机给料板对应的后侧角处（如图2）。通过振动给料机的振动运行，带动两条圆钢上下运动，及时疏通起拱的石料。该方法既可在处理下料斗上部棚料问题，使石料在下料口时无法形成堆积状态；又可以有效利用振动给料机的振动及时疏通堵料，同时由于不用增加动力源，改造成本低。

图2 新型破拱装置

3.2改造效果

经改造后，以运行10天观察改造效果。在相同工艺参数下，经过改造的下料斗不再发生堵料现象，而未改造的下料口仍有堵塞现象发生。

4.实例分析

焦煤千业新材料年产1000万t/a的骨料生产企业由于经常出现下料斗堵料现象，为保证生产效率，经分析讨论：采用振打器、空气炮无法达到预期效果，经过多次研究，采用本文了新型破拱装置处理堵料问题。经生产线全线改造，其效益分析如下。

4.1经济效益分析

在改造前，该企业平均每次人工处理下料斗棚料、堵料的时间约2小时，以单条生产线时产1250t为计，预计可产生如下经济效益：

4.1.1增加利润收入

经统计，平均每次出现堵料影响每班产量2500t，以每班出现堵料1次为计，每天两班共减少产量约5000t。按每月25天生产时间，每月将影响骨料产量12.5万t；以每吨骨料利润3元为计，采用该新型破拱装置每月将增加利润收入37.5万元；每年按10个月生产计算，预计可增加利润收入375万元。

4.1.2降低生产成本

下料斗每次堵料都将导致生产系统出现空载运行，从而造成用电浪费。以全线设备空转每小时消耗电量0.25万kW?h为计，每年将造成250万kW?h的用电浪费，每度电按0.53元/kW?h计算，全年将增加132.5万元的生产成本。采用该破拱装置将有效降低骨料生产线的设备空载率，进而降低生产成本。

综上，在大型骨料生产线中应用该破拱装置，每年可为企业增加利润收入375万元，降低生产成本132.5万元，每年共计为企业带来507.5万元的经济效益。

4.2安全效益分析

该破拱装置投入生产线后，可从根源上解决了人工处理堵料时的安全隐患，有效降低了整个骨料生产线在处理事故时所存在的安全风险，具有较高的安全效益。

5结论

1）骨料生产线料斗堵料的主要原因为料斗内存在破碎不彻底的片状石料；

2）采用新型破拱装置既可以预防料斗堵料，又可在第一时间处理棚料、堵料；

3）通过实例分析，该新型破拱装置在应用中具有较高的经济效益及安全效益。

参考文献：

[1]  王晨光． 机制骨料生产线设计浅谈[J]．水泥技术．2013．（2）84．

[2]  李云卿． 砂石骨料生产线设计中的体会[J]．建材世界．2011．32，（6）53．

来源：中国砂石协会