气垫带式输送机在氧化铝粉的输送中皮带跑偏问题探讨

赵毅

(内蒙古华云新材料有限公司合金铝项目部 内蒙古包头 014046)

气垫式皮带输送机是利用带孔的气室盘槽形成薄气膜支承输送带及其上物料，代替传统的托辊带式输送机的托辊进行物料输送的带式输送设备。

在氧化铝或铝电解生产企业的氧化铝粉的远距离输送中，一般采用液压翻车机或拆包的方式，将氧化铝粉灌装到经漏斗中，通过漏斗漏到气垫带式输送机皮带上，再通过气垫带式输送机输送至远距离的各储仓。气垫皮带机的输送能力达到数百吨每小时，其最大爬升的角度可以达到15°，单机输送最长距离可接近几公里，且整体密闭性好，不仅能够有效的防止风雪以及风沙的入侵，且在输送过程中，氧化铝颗粒间相对运动少，颗粒破损程度也相对较小，最大程度保持了原氧化铝的粒度，流动性、熔解性的好性状，对电解生产工艺是非常有利。

1 气垫皮带机皮带跑偏原因分析

在确立主要问题之初，笔者曾对铝电解企业所使用的气垫皮带机进行了故障的调查统计，统计时间区间为2017年8月到2018年7月期间皮带机所出现的主要故障，通过调查统计发现皮带跑偏故障占所有故障的50%～60%，气垫皮带机在回程过程中皮带漏料占总体故障的22%～25%，这两项故障就占据所有故障的大约80%，且回程皮带粘料，最终也会对皮带的跑偏产生一定程度的不利影响，下面笔者主要对皮带跑偏的原因进行了分析。

1.1 人为因素

人为因素是气垫皮带机发生跑偏的一个重要的原因之一。首先，员工的培训不到位，不熟悉皮带运输机的工作原理和操作知识，那么在对其进行日常操作、点巡检以及维修中不能及时发现和处理皮带机出现的诸如旋转部件机械磨损、或紧固件螺栓的松动、机架微小变形、传动滚筒菱形胶面不均匀磨损、压带轮轴承损害变成滑动摩擦等细小的问题和隐患，或者处理不恰当都会导致皮带的跑偏的现象或加重，最终造成皮带严重磨损。

1.2 氧化铝粉的原因

气垫皮带机所输送的氧化铝本身的物理性状的差异也是发生皮带跑偏因素之一。一般氧化铝粉粒度在-45μm的含量≤15%时，皮带的跑偏现象比较轻微，如果氧化铝粉粒度在-45μm的含量≥20%时，皮带的跑偏现象就会明显发生，需要进行及时维护和纠正。否则，故障就可能累叠加，最终表现在皮带的传输中发生严重偏移的故障；其次在给皮带机灌装料时，不能有效控制皮带的受料量，导致皮带承重不均匀，皮带在运行过程中各个部位的受力不一致也会导致皮带偏离中心线，不能及时调整，造成部分机械部件的异常磨损，日久天长的“带病运行”，更加重了皮带的跑偏程度，最终导致更为严重的皮带损坏事故。

1.3 返程皮带清扫器的原因

皮带在与滚筒摩擦的过程中会产生静电，这些带有静电的皮带会对氧化铝颗粒产生不同程度的吸附，回程时皮带工作面会粘有较多氧化铝的现象的原因，这些附着的氧化铝颗粒，主要靠在皮带机机头部位清扫器进行优化改进，也就是当前所使用的吹扫器无法很好地将残留在皮带上的氧化铝吹扫干净，导致其粘滞在皮带的工作面，皮带回程时由于表面附着着氧化铝粉，使得该部分皮带摩擦系数降低，在改向滚筒处皮带受力不均匀，皮带受到侧向力的作用而发生跑偏。因此，必须改进皮带清扫器的清扫效果，消除干净皮带粘连氧化铝粉，保持回程皮带的表面附着力。

1.4 其他原因

目前，气垫式皮带输送机一般都在皮带回程时安装有可调整的托辊，依靠人为经验式调整多组的托辊的角度来纠正皮带的跑偏，这种方式不能精准调整偏离量，往往导致要不没有效果，要不皮带反而从另一侧偏离，操作维修人员费时费力，很难进行皮带纠偏的调整。

季节气温的变化也会使皮带发生跑偏，主要是因为温度变化导致皮带或松或紧，皮带与传动滚筒、改向滚筒的摩擦力的降低或升高，导致皮带各部受力不同而发生偏离。

2 气垫皮带机皮带跑偏的应对措施

2.1 加强员工对皮带机理论与操作、技能培训

针对人为因素所导致皮带跑偏问题，主要采用培训的手段来解决上述问题。培训的内容主要包括皮带机运行的相关的理论、皮带机经常发生的故障以及由不同因素导致的皮带机故障。皮带机的运行操作实践，必须要对相关工作人员针对皮带机操作实践的相关的技术进行培训，让其掌握最为基本的操作的常识。

2.2 针对氧化铝形状不同采取的应对措施

采购和使用粒度均匀的沙状氧化铝当然是根本之策，但是国内大多数生产氧化铝属于比表面积低于60m2/g的中间状氧化铝，那么我们可以在氧化铝灌入皮带机前设计一些针对性装置予以消除氧化铝形状不同导致的皮带跑偏因素。比如笔者对原普锥型漏斗改进为靴形料斗、受料点增设双层导料槽设计等措施，不仅具有缓冲料流动能的冲击力，而且可以大大提高落料时的料流居中，均匀的性能，大大改善了不同氧化铝对皮带跑偏的影响，而且明显减少了输送中二次扬尘现象。

2.3 改进纠偏装置

为了有效的避免皮带跑偏，重点要改进传统的依靠人工调整返程托辊组或在皮带机的机头和机尾的皮带两侧安装竖向档辊来强行阻挡皮带跑偏的办法。这种办法往往纠偏效果不明显，而且还会造成皮带两侧边缘卷边、划伤的严重问题，造成皮带的严重损伤。经过与相关单位多次的改进试实验，托辊采用复合橡胶的双向螺旋结构托辊，托辊设计为凹弧外形，实现与输送带充分贴合，增加作用面积以保证自动纠偏效果；另外在机头驱动装置的前方和机尾的底皮带下方，各安装一套中线追踪装置，始终跟踪输送带的中心，防止接近驱动滚筒部位的输送带跑偏。采取以上的主动纠偏措施后，通过半年的运行跟踪统计，皮带跑偏造成停机故障下降87%，皮带两侧没有在出现严重磨损和划伤情况的发生，皮带机的使用寿命会大大延长。

2.4 改进吹扫器

针对当前设备吹扫器所存在的吹扫不干净的情况，我们主要采取以下改进措施：针对皮带两侧吹扫的干净，而中间吹扫不干净的现象，我们进行了研究分析，发现了主要是皮带中间受料多、磨损大、静电多，而两侧相对少的特点，而原有的空气清扫器的喷吹口孔径大小一律是均匀布置的，不能有效吹扫皮带中间工作面粘附的氧化铝，因此我们将喷吹口孔径从皮带中间到皮带两侧孔径大小采用递减型设计排列，吹扫效果明显提升；另外我们皮带机机头内部和外部采用空气吹扫+弹簧清扫器的组合清扫系统，对回程皮带上的物料进行进一步的清扫，最大程度的减少回程带料对皮带跑偏的影响。同时也消除了现场粉尘泄露飞扬问题，现场环境得到治理，降低设备维修工作量和成本，减少飞扬损失浪费，经过初步的估算，仅每年减少浪费的氧化铝就可以达到几十万元。

3 结语

通过对电解铝和氧化铝企业气垫皮带机跑偏问题的研究，可以为相关企业提供皮跑偏问题的有效的解决方案，作为氧化铝和电解铝企业自身一定要结合企业自身的特点来采用相应的措施来解决皮带跑偏问题，比如通过新技术、新设备的运用，有效提升控料阀门自动化控制的均匀性、稳定性，由自动纠偏改为智能纠偏、单气垫改为双气垫等等技术手段，有效的消除皮带跑偏的现象。