平面弯曲带式输送机的设计选型及应用

贺西平，黄德立，董宝利

（济钢集团国际工程技术有限公司炼铁事业部，山东济南250101）

平面弯曲带式输送机的设计选型及应用

贺西平，黄德立，董宝利

（济钢集团国际工程技术有限公司炼铁事业部，山东济南250101）

平面弯曲带式输送机运送物料的基本原理是将水平转弯段输送带的内曲线抬高，同时将两侧托辊前倾安装，以平衡输送带张力的分力与离心力。根据物料输送要求，结合现场实际情况，综合考虑运量及成本等，确定输送机的主要参数：带宽1 200 mm，带速1.6 m/s，运输量800 t/h，弯曲段曲率半径500 m，提升高度10.95 m，电机功率250 kW。同时确定了输送机转弯处的托辊变位、可变槽角和内曲线抬高角。应用后，输送机运行良好，各项性能指标与设计值基本吻合。

烧结矿输送；带式输送机；平面弯曲；设计选型

1 前言

通常情况下，在冶金行业物料的运输均是采用DTⅡ（A）型直线带式输送机，这种运输设备广泛、高效、经济。但是，在对物料的粒度保护有要求的情况下，其缺点便显现出来，其多次转运的特性，导致物料相互冲击、碰撞、破碎，从而改变了物料的物理属性。另一方面，转运必须建设转运站，有转运就有扬尘。转运站的建立既增加项目投资又增加占地和岗位定员，同时增加了扬尘点。因此，平面带式输送机在冶金行业的应用将成为一种趋势。

2 平面弯曲带式输送机的基本原理

平面弯曲带式输送机运送物料的基本原理是将水平转弯段输送带的内曲线抬高，即转弯段托辊内侧抬高安装，同时将两侧托辊前倾安装，使输送机在运行时产生向外的力来平衡输送带张力的分力与离心力，从而保证输送带的稳定运行。

输送带在转弯处运行比直线运行受力复杂。为确保输送带在曲线段的正常稳定运行，转弯处的托辊应具有安装支撑角及可变槽角。回程输送带采用V形托辊组支承，并且在两回程托辊之间的输送带上添加压辊，以减小回程需要的转弯半径。安装支撑角及可变槽角改变了普通输送机的受力特性，使其对输送带产生向外的推力，从而平衡输送带张力产生的向心分力。

3 平面弯曲带式输送机的设计选型

3.1 设计选型方案对比

高炉对成品烧结矿的粒度有一定的要求，均匀的烧结矿粒度有利于强化高炉冶炼［1］。烧结矿在入炉之前还有一次筛分过程，不合格的烧结矿成为返粉返至烧结厂。烧结矿的返粉主要是由于物料在转运时的落差摔碎造成的，减少烧结矿在输送过程中的落差可降低返粉率。因此，减少转运站就成为减少烧结矿返粉率的主要措施之一。

由于济钢新建400 m2烧结机与3 200 m3高炉中间为原有综合原料场，地面建筑物分布复杂，使得成品烧结矿的运输线路布置较为困难。有3种方案可供选择：方案一，采用两条直线带式输送机输送。该方案中间需要建设1个转运站，转运站的增加将对烧结矿的粒度产生一定程度的损坏并提高工程造价。方案二，采用管带式输送机。目前，济钢320 m2烧结机生产的烧结矿送往高炉的途径便是管带式输送机。管带式输送机可灵活对输送线路进行曲线布置，但其输送量较小，造价较高，检修维护较为困难。方案三，采用平面弯曲带式输送机。烧结矿输送线路中，仅需1处弯曲段，其余直线段皆为普通的直线带式输送机，相对方案一而言，设备费用增加较小，且去掉了中间的转运站，总体造价相对较低。相对方案二而言，设备建造、维护、备件等费用大大减少。

平面弯曲带式输送机在煤炭、轻工等行业中得到了较为成熟的应用，在冶金行业的运输主线路上使用案例较少，但从原理上分析是完全可行的。综合考虑后，本次设计选用了平面弯曲带式输送机。

3.2 输送机主要设计参数

输送机输送物料为烧结矿，露天工作。烧结矿堆积密度1 700～2 000 kg/m3，输送机允许最大倾角16°～18°，静堆积角为40°，在带速为1.6 m/s时，运行堆积角为25°［2］。

根据物料输送要求、前后输送线路的衔接以及现场实际情况，确定输送机主要参数如下：带速1.6 m/s，胶带带宽1 200 mm，输送机弯曲段夹角10.3°，弯曲段曲率半径500 m，运输量800 t/h，水平投影运距699.3 m，提升高度10.95 m，局部倾角5.237°，电动机功率250 kW，减速机型号H3SH13+1风扇，速比50，传动滚筒直径Φ1 000 mm。

3.3 输送机转弯处的托辊变位确定

在输送机转弯处，托辊与输送机运行法线形成安装支撑角φ，如图1所示。由于φ角的存在，输送带相对托辊产生向内侧的相对滑移速度Δv，产生托辊给予输送带的摩擦力T′，与Δv方向相反。T′在离心力方向的分力T=T′cosφ，T′在切线方向的分力T″=T′sinφ。分力T″是由于φ而对输送带产生的附加运行阻力；分力T是托辊给予输送带离心力方向的横向推力，以平衡输送带张力产生的向心力。输送机转弯处安装尺寸结构见图2。

图1 输送机转弯处安装示意图

图2 输送机转弯处安装尺寸结构

本输送机转弯处φ的取值为0.5°。托辊安装螺栓孔设预留间隙（见图3），现场安装以及试车时可左右调整，以确保输送带正常运行。

3.4 可变槽角φ0和内曲线抬高角γ的确定

图3 托辊安装螺栓孔

如图2所示，φ0是侧托辊轴线与输送机机架平面形成的夹角。φ0愈大，不但使转弯半径减小，而且使输送带具有调偏功能，但应防止撒料。为了改善回程输送带的居中自动调节性能和减小转弯半径，输送带采用V形托辊组支撑。设置内曲线抬高角γ，目的是减小转弯半径。γ愈大转弯半径愈小，同样，过大会使物料向外滚动，理论与实践证明γ≤5°为宜。φ0与γ具体数据见表1。

表1 输送机φ0与γ分布（°）

4 应用效果及效益分析

400 m2烧结机投产使用以来，平面弯曲带式输送机运行良好，各项性能指标与设计值基本吻合。输送机无明显跑偏、打滑现象，确保了烧结矿粒度的均匀稳定，其日常维护量与直线带式输送机相当。

平面弯曲带式输送机代替直线皮带机后，降低了烧结矿返粉率，降低了设备维护及检修工作量，减少了除尘点，达到了预期效果。相对采用两套直线皮带机的布置，减少了1套皮带机驱动装置、1个转运站及其电气、除尘等配套设施，且该转运站正处于运输点的中间部位，除尘管道过长，除尘效果不太理想。减少除尘点，从根本上解决了除尘难的问题。工程直接费用减少约58万元。

［1］张惠宁.烧结设计手册［M］.北京：冶金工业出版社，1990.

［2］张尊敬，汪甦.DTⅡ（A）型带式输送机设计手册［M］.北京：冶金工业出版社，2003.

Design Selection and Application of Plane Bending Belt Conveyor

HE Xi-ping,HUANG De-li,DONG Bao-li
（The Ironmaking Department of Jigang International Engineering and Technology Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

The basic principle of plane bending belt conveyor to transporting materials is driving up the within curve which in the horizontal bend section of the conveyor,while leaning forward on both sides of roller installation,to get an external force in order to balance the force part of the tension and centrifugal force.According to material handling requirements,with the actual situation, considering the amount and cost of transportation,we selected the main parameters of conveyor:belt width 1 200 mm,belt speed 1.6 m/s,transport capacity 800 t/h,radius of curvature 500 m,lifting height 10.95 m,motor power 250 kW.We also determined the deflection/variable groove angle/elevation angle of within curve on conveyor which installed in the corner of the plane bending belt conveyor.After application,the conveyor operated well and every performance index was consistent with the design value almost.

sinter delivery;belt conveyor;plane bending;design selection

TF086；TH222

A

1004-4620（2010）03-0033-02

2010-03-12

贺西平，男，1982年生，2007年毕业于昆明理工大学机械工程及自动化专业。现为济钢集团国际工程技术有限公司助理工程师，从事冶金机械设计工作。