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技术 | 石灰石预均化系统堆取料机提产改造

发布时间：2024-11-04

摘要

基于水泥企业进军机制骨料行业的优势，多年前我公司水泥企业就已经大规模涉足机制骨料，在生产中堆取料机得到了广泛的应用，但是随着公司业务的发展，斗轮堆取料机的装卸作业能力不能满足整体提升的需要。为了满足新的生产要求，同时考虑经济性，根据公司生产实际情况，对石灰石输送系统进行改造升级，以此来满足雨季期间骨料的正常生产，适应骨料市场需求，改造后可一定程度上提升公司的盈利能力。堆取料机是散货料场专用堆取设备。我国从二十世纪六十年代中期开始设计斗轮堆取料机，到目前已有三十多年的历史。这些堆取料机主要用在大型散货港口、火力发电厂的储煤场、大型钢铁公司的矿石煤炭原料场、大型水泥厂等大型企业。所以针对我公司雨季期间骨料生产的问题，可以通过对堆取料机进行改造来提升其生产能力，解决系统提产的瓶颈问题。

1　项目概况

公司利用自有的石灰石矿山资源，已建设完成一条完整的机制骨料生产线，规模为年生产120万吨骨料机制砂。该骨料生产线已于2020年5月顺利投运，在雨季（6~9月）期间，由于矿山竖井来料水分太高，骨料以及机制砂水分过高，无法正常通过选粉机选粉，机制砂质量不合格，影响骨料在雨季期间的正常生产，导致骨料停机待料，断供，严重影响骨料的正常生产经营。针对骨料生产线存在的问题，现根据公司生产实际情况对石灰石输送系统进行改造升级，将一线石灰石预均化圆堆作为骨料项目的中转库，以此来满足雨季期间骨料的正常生产，适应骨料市场需求，将原二线石灰石预均化圆堆作为一、二线水泥窑石灰石供应均化库，该项目改造完成后可一定程度上提升公司的盈利能力。

2　项目改造原因

（1）骨料生产没有原料中间存储库，不能储存晴天时含水率低石灰石，一场大雨导致3~4天无法正常骨料生产。

（2）大雨过后，当天倒入竖井含水率较低石灰石，破碎输送至除泥筛分时已经18:00后，有时到20:00，致使当天骨料生产时间缩短，影响骨料产量。

（3）两台窑错峰停产期间，骨料生产筛下物将两座石灰石圆堆堆满后，骨料无法生产，导致停产。

（4）骨料销售与生产品种不均衡问题，导致部分产品库满无法生产，部分产品没货断供问题（需要修建骨料成品堆棚，另方案解决）。

3　改造目标及思路

3.1　改造目标

在保证2#圆堆储量不变，均化方式及效果不变的原则下，2#Φ80 m圆堆取料能力达到750 t/h以上，满足2条熟料生产线石灰石消耗需要（6 500 t/d+4 200 t/d），且设备可靠性达到99%。

3.2　改造思路

现有Ф80 m石灰石圆形堆取料机由溧阳中材生产，料堆总储量为28 000 t，堆料方式为连续复合式，堆料能力为1 000~1 100 t/h，取料能力550 t/h，改造方向及思路：

（1）堆料机整体不做大的变动，中心柱、回转、悬臂、俯仰装置不变，只对中心柱集电器、布料皮带等局部进行配套优化。

（2）继续提高布料时料堆高度，旨在进一步增加刮板有效行程距离，使物料逐步填满刮板载料容积，并再一次优化物料的均化。

（3）改变料耙系统的结构、安装位置及料耙行走驱动力，增加耙齿扰动料堆面积及深度，提高耙料率。

（4）提高取料系统的刮板填充率，确保物料有效瞬间顺畅进入刮板空间容积，迅速填满刮板载料容积，提高刮板运行速度。

（5）增大刮板空间容积及载料容积，进一步确保刮板运行平稳，改进链条张紧装置来保证2根链条张紧力一样、平衡。采用独立的液压张紧装置。

（6）提高主车取料行走速度及功率，配合料耙系统的耙料率及取料系统的填充率的提高。

（7）减速机仍然选用原弗兰德品牌，保证可靠性。

4　石灰石预均化系统各输送设备能力核算

4.1　两条熟料生产线石灰石供应分析

两条熟料生产线每天石灰石需求量约14 064 t/d，一线水泥窑熟料产量按4 200 t/d计，二线水泥窑产量按6 500 t/d计。

两条线石灰石输送系统提产至750 t/h后，每天正常取料时长约为14 064/750=18.75 h，日利用率约78.13%，满足两条生产线正常运行。若遇检修或故障等异常情况，供料不足时可使用一线圆堆补充进料，保持水泥线正常生产。

根据一、二线原料配料仓的储量及实际配料情况核算如下：

一线原料配料石灰石仓储量1 100 t（实际可装量为900 t），仓底石灰石配料秤能力240 t/h；二线原料配料石灰石仓储量2 500 t（实际可装量为2 000 t），仓底石灰石配料秤能力375 t/h。改造后两条线石灰石取料机能力750 t/h。根据以上情况核算两条线共用二线石灰石预均化时，石灰石输送系统在一、二线配料仓之间切换时间的合理性如下：

石灰石供料系统往一线供料时，石灰石配料仓满仓时间约为：h1=900 t/（750 t/h-240 t/h）=1.76 h；满仓至空仓时间约为：h2=900 t/240 t/h=3.75 h。

石灰石供料系统往二线供料时，石灰石配料仓满仓时间约为：h3=2 000 t/（750 t/h-375 t/h）=5.33 h；满仓至空仓时间约为：h2=2 000 t/375 t/h=5.33 h。

从以上数据以及两条生产线石灰石的供需关系可以看出，正常生产时，石灰石输送系统往二线配料站供料5.33 h后可切换至一线配料站供料1.76 h，之后取料机可停机3.57 h左右，再进行一次补料。也可用分料阀分料，同时向一、二线进料。

另外，一线石灰石预均化堆场在非雨季情况下，仍然可以往一线原料配料站正常供料，只是在雨季期间才作为临时石灰石中转库供骨料线生产使用。

故雨季期间二线石灰石取料机往一、二线原料配料站供料切换频率合理，提产改造能力选择合理。

4.2　骨料系统石灰石供应分析

骨料生产正常每天需要石灰石（筛上物）4 000 t，现有一线石灰石预均化堆场储量为24 500 t，储期为6.12 d，雨季骨料出厂量会有所下降，该项目改造完成，预计能够保证雨季7~10 d的骨料供应；两条水泥生产线同时错峰停产后，也能供应10 d左右骨料。

针对以上分析，二线石灰石预均化堆场能够满足两台窑生产线石灰石供应，一线石灰石预均化堆场作为骨料项目中转库，能够解决连续雨季的骨料生产和供应问题。总体评价，该项目具有可行性。

5　改造方案

（1）解决料堆堆位应该有的高度（即设计高度），经改造后，确保悬臂上仰+15°以上时，堆料胶带机皮带在传动滚筒处不打滑，不丢转，在导料槽内不滞料、不塞料，能自然正常运转，布料能力仍能达到1 100 t/h。

（2）增大料耙横扫料堆截面积，增加耙齿扰动料堆面积及深度，增加料耙行走驱动力。

（3）增加刮板空间容积，修正、调整、提高刮板运行速度，提高刮板填充率。

（4）由于料耙行走速度提高，刮板取料行走速度的提高，大车行走速度也必须提高，这样才能保证三者和谐运转，才能把料耙耙下来的物料畅通无阻地喂入刮板空间容积内。

（5）电控系统跟随相关部分的改造：①由于刮板驱动功率及料耙液压系统油泵电机功率的增加，已超过100 kW，需更新一台新的中心集电器；②相关的电缆及电气元件，也须更新增大容量。

6　效益分析

改造后既可以保证两条水泥生产线的石灰石供应，又可以保障在雨季期间骨料生产线能持续运行，每年雨季按照两个月计算，每个月受雨季影响按照20 d核算，产生的利润约为：（售价35元/t -成本价15元/t）×4 000 t/d×20 d=160万元，每年雨季持续生产可产生320万元利润，不到1年即可收回投资成本。因此本改造项目具有较好的经济效益。