現(xiàn)代水泥行業(yè)的生產(chǎn)工藝中，原料粉磨及水泥粉磨的配料環(huán)節(jié)，關(guān)系到入窯生料及出廠水泥質(zhì)量的穩(wěn)定。而配料秤的選型對(duì)整個(gè)水泥廠生產(chǎn)過(guò)程的工藝狀況、運(yùn)行過(guò)程控制、成本控制、產(chǎn)品質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)率等方面起著至關(guān)重要的作用。
一、水泥行業(yè)固體物料配料工藝的現(xiàn)狀
膠帶式定量給料機(jī)在水泥、冶金、礦山、電力、化工、煤炭、糧食、食品等工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)輸送及動(dòng)態(tài)計(jì)量稱(chēng)重控制中。然而，對(duì)于一些直徑較大的物料儲(chǔ)庫(kù)(如：石灰石、熟料、砂巖、骨料、礦石等)和流動(dòng)性較差的物料儲(chǔ)庫(kù)(如粘土、硫酸渣、脫硫石膏、磷石膏、原煤、電石渣、紅土鎳礦等)而言，由于物料的特性及生產(chǎn)工藝的要求，料倉(cāng)底部出料口必須設(shè)計(jì)較大的開(kāi)口尺寸，才能滿(mǎn)足大流量物料、高濕高粘物料順暢下料的生產(chǎn)要求。這種大型料口在滿(mǎn)足下料暢通的同時(shí)對(duì)下級(jí)輸送設(shè)備的倉(cāng)壓也較大，普通的膠帶式定量給料機(jī)因無(wú)法承受較大倉(cāng)壓下的拖料要求，通常需要在庫(kù)底增加一臺(tái)板喂機(jī)作為預(yù)給料設(shè)備，先將物料從庫(kù)底拖出，進(jìn)入一個(gè)中間小料斗，下級(jí)再增加一臺(tái)定量給料機(jī)計(jì)量，靠?jī)杉?jí)設(shè)備連鎖控制來(lái)完成定量給料與計(jì)量的要求。
該系統(tǒng)由于板喂機(jī)與膠帶式定量給料機(jī)必須安裝在不同的安裝平臺(tái)上，因此兩臺(tái)設(shè)備安裝空間位置的高度較高，設(shè)備投資及料庫(kù)土建的投資也較大。
由于板喂機(jī)正常的工作狀態(tài)是高料層低速供料，而膠帶式定量給料機(jī)的控制流量通常是實(shí)時(shí)快速調(diào)節(jié)狀態(tài)，往往造成板喂機(jī)至定量給料機(jī)中間料斗內(nèi)的物料或多或少，易造成堵料或斷料，有的單位甚至單獨(dú)設(shè)置崗位工專(zhuān)人看守，是連續(xù)生產(chǎn)工藝控制環(huán)節(jié)的堵點(diǎn)和難點(diǎn)。
對(duì)于溫度較高的水泥熟料的配料現(xiàn)狀，目前普遍采用的是在定量給料機(jī)上裝配高溫皮帶，以適應(yīng)高溫熟料對(duì)環(huán)型膠帶的燙傷和碳化。然而國(guó)產(chǎn)橡膠帶在長(zhǎng)期高溫狀態(tài)下的受熱伸長(zhǎng)、碳化、龜裂、跑偏等是橡膠產(chǎn)品的固有特性，無(wú)法通過(guò)在皮帶表面的一層耐熱涂層來(lái)徹底解決問(wèn)題。給生產(chǎn)中熟料的精確摻加和長(zhǎng)期穩(wěn)定的調(diào)配帶來(lái)困難。
二、新型板喂秤計(jì)量產(chǎn)品對(duì)傳統(tǒng)配料工藝的改善
針對(duì)水泥行業(yè)配料工藝中存在的上述問(wèn)題，若能將上述板式喂料機(jī)與皮帶計(jì)量秤合二為一，做成真正意義上的一體化高精度鏈板秤，不僅能夠解決膠帶式定量給料機(jī)無(wú)法承受較大倉(cāng)壓的難題，還能有效降低原材料儲(chǔ)庫(kù)土建的費(fèi)用，避免了板喂機(jī)和定量給料機(jī)難以同步調(diào)節(jié)的問(wèn)題，同時(shí)為高溫熟料的配料環(huán)節(jié)也帶來(lái)了徹底的解決方案。
這無(wú)疑將是動(dòng)態(tài)稱(chēng)重領(lǐng)域的一場(chǎng)革命。經(jīng)過(guò)技術(shù)人員多年的研究，一種全鋼結(jié)構(gòu)的新型板喂秤應(yīng)運(yùn)而生了。
由于板喂機(jī)是通過(guò)鏈輪、鏈條、鏈板、凸輪、輕軌、傳動(dòng)等一系列全鋼結(jié)構(gòu)的剛性機(jī)架將物料拖出庫(kù)底的。傳統(tǒng)的作用是用于庫(kù)底拖料。如何將其制造成高精度計(jì)量產(chǎn)品，一直是工業(yè)控制領(lǐng)域中的難題。而如何精確地將鏈板機(jī)鏈板上的物料重量有效地傳遞到軌道下部的荷重傳感器上，是能否制造出高精度板喂秤關(guān)鍵。因此，如何設(shè)計(jì)精妙的傳力機(jī)構(gòu)就成了制造板喂秤的核心。
目前，國(guó)內(nèi)一些嘗試制造板喂秤的廠家是將鏈板機(jī)的軌道截?cái)啵谲壍老旅姘惭b四只荷重傳感器用于傳力和計(jì)量。然而，由于主動(dòng)鏈輪對(duì)鏈條的牽引力是水平向前的，而鏈板上承載物料的重力是垂直向下的，且前者的水平牽引力遠(yuǎn)大于物料向下的重力，二者的綜合作用使得物料的重力無(wú)法有效地傳遞到傳感器上，其傳力機(jī)構(gòu)的有效性和穩(wěn)定性無(wú)法保證，難以保證計(jì)量精度。
因此，如何消除主動(dòng)鏈輪鏈條的水平牽引力對(duì)物料向下重力的相互影響是板喂秤制造工藝中的關(guān)鍵。
通過(guò)科技人員多年的潛心鉆研，結(jié)合國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的應(yīng)用成果，已經(jīng)完善地解決了鏈板、鏈條、輕軌的有效傳力問(wèn)題。其大致原理是：將運(yùn)行軌道截?cái)酁樗亩危渲型鈧?cè)兩段為承力導(dǎo)向軌道，外側(cè)兩段軌道只參與輸送不參與計(jì)量。中間兩段為稱(chēng)量軌道。就中間兩段稱(chēng)量軌道而言，其兩段軌道的外側(cè)分別固定在阻尼式回轉(zhuǎn)裝置上。由于鏈條通過(guò)回轉(zhuǎn)阻尼裝置的水平牽引力通過(guò)受力支點(diǎn)，因此相對(duì)水平牽引力而言，是不會(huì)產(chǎn)生力矩的。兩段軌道的內(nèi)側(cè)用高精度的簧片結(jié)構(gòu)連接疊加在一起，使得稱(chēng)量段的物料重量以力矩形式集中作用于荷重傳感器上。相對(duì)于回轉(zhuǎn)式阻尼裝置而言，疊加后的重力不僅有效地傳遞到了荷重傳感器上，同時(shí)也消除了鏈條水平牽引力對(duì)物料向下方向重力的影響，從而保證了傳力機(jī)構(gòu)重量信號(hào)的精確傳遞和測(cè)量，是真正意義上的板喂秤。
而速度的測(cè)量由于不存在像皮帶秤那樣皮帶打滑，而高強(qiáng)度的全鋼鏈板也不像皮帶容易受溫度變化而延展、拉伸等產(chǎn)生影響，其測(cè)速精度也優(yōu)于皮帶秤。基于重量、速度兩大因素的高精度檢測(cè)，從而確保計(jì)量結(jié)果的高精度。該計(jì)量形式的獨(dú)特設(shè)計(jì)是新型板喂秤的一大亮點(diǎn)，該設(shè)計(jì)取得了國(guó)家專(zhuān)利。
三、板喂秤計(jì)量產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)案例
案例一：中鐵物資安徽鐵鵬水泥有限公司原砂巖定量給料皮帶秤由于無(wú)法承受較大的倉(cāng)壓，常常造成皮帶秤被壓死堵轉(zhuǎn)的情況，原先的進(jìn)料斗尺寸為B600mm×H200mm×L1500mm，下料暢通性差。更換板喂稱(chēng)后進(jìn)料斗尺寸擴(kuò)大為B900mm×H600mm×L2500mm，徹底解決了砂巖下料不暢、計(jì)量不準(zhǔn)的工藝情況。
案例二：華潤(rùn)水泥(武宣)有限公司原高硅粘土板喂稱(chēng)改造。
由于沒(méi)有配置原料烘干設(shè)備，黏土進(jìn)庫(kù)的水份高達(dá)24%，受原先的進(jìn)料斗尺寸的限制(B600mm×H150mm×L1500mm)，皮帶秤經(jīng)常出現(xiàn)斷軸、卡死、打滑等情況，頻繁停機(jī)。
自從設(shè)備更換板喂稱(chēng)后，進(jìn)料斗尺寸加大為B1200mm×H600mm×L3200mm，不僅滿(mǎn)足大倉(cāng)壓的條件，還徹底解決了粘土下料不暢、計(jì)量不穩(wěn)定的工藝情況，從未出現(xiàn)過(guò)因板喂稱(chēng)而停機(jī)的情況。
案例三：華潤(rùn)水泥(富川)有限公司石灰石板喂稱(chēng)改造。
原先石灰石生產(chǎn)工藝采用的是膠帶式定量給料機(jī)庫(kù)底配料模式。由于石灰石的大倉(cāng)壓、高硬度、大流量，經(jīng)常出現(xiàn)皮帶壓死、打滑、斷帶、磨損漏料等嚴(yán)重影響生產(chǎn)的情況。
更換為1600×5500mm的板喂稱(chēng)后，秤體的最大流量達(dá)到550t/h，工藝情況大為改善，配料的準(zhǔn)確性大大提高，從未出現(xiàn)過(guò)板喂秤發(fā)生故障的情況。
案例四：葛洲壩(宜城)水泥有限公司高溫熟料板喂稱(chēng)改造。
由于出庫(kù)熟料的溫度較高，原先采用的皮帶秤經(jīng)常出現(xiàn)受熱后拉長(zhǎng)，皮帶左右跑偏無(wú)法糾正;皮帶面出現(xiàn)龜裂、碳化的情況，故障頻發(fā)，皮帶更換維修率高，嚴(yán)重影響入磨熟料摻加量的穩(wěn)定性和水泥磨的運(yùn)轉(zhuǎn)率。
在更換全鋼結(jié)構(gòu)的板喂稱(chēng)后，可靠穩(wěn)定的計(jì)量，不僅精準(zhǔn)控制了入磨熟料的摻加量，且大大降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備維護(hù)率。為整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，提供了有力的保障。
上述板喂稱(chēng)在海螺、華潤(rùn)、亞泥、紅獅、金隅、同力、中建材、中材、塔牌等大型水泥集團(tuán)都有良好的使用業(yè)績(jī)，并在逐步推廣。
四、小結(jié)
由于現(xiàn)在水泥行業(yè)的產(chǎn)能過(guò)剩，減員增效、節(jié)能降耗、降低成本已成為生產(chǎn)企業(yè)管控的重要工作內(nèi)容。重點(diǎn)改進(jìn)穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝、追求精良高效的設(shè)備已成為行業(yè)共識(shí)。希望通過(guò)提高設(shè)備的適應(yīng)性來(lái)改善、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中的不足，從而有效把握生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性。