摘要：由于物料的内摩擦、潮解、带电、成分偏析等原因，引起的料仓“堵塞”、“架拱”、“搭桥”、“粘连”等现象，在料仓中应用超高分子量聚乙烯板起到决定性作用，解决了柳钢矿石物流站因料仓堵料、悬料而引起输送不顺畅、职工劳动强度大、设备利用率低的问题。
关健词：超高分子量聚乙烯板、料仓、堵料
1 引言
柳钢矿石物流站2016年11月建成投入使用，设计输送能力1000吨/小时，设计输送物料主要为原生矿石。而为了减少厂内汽车转运成本和道路污染，矿石物流站开始输送除尘灰占25%～30%的配成矿，但在输送过程中料仓经常出现堵料的现象，全靠人工进行清理作业，劳动强度大效率低，安全保障不稳定。如何解决料仓堵料现象，如何降低职工劳动强度，如何提高设备使用效率等，是柳钢矿石物流站生产中一直在研究实践的课题。
2料仓堵料的原因分析
柳钢矿石物流站设计输送物料主要为原生矿石，而随着生产经营的变化，需要输送除尘灰占25%～30%的配成矿，而配成矿含硅铝较高，有大量结晶水，粘性较大，在输送过程中料仓经常出现堵料的现象。形成堵料的原因有以下几点：
料仓主视图料仓俯视图
2.1 料仓结构影响
料仓采用矩形截面斜锥的结构型式，其特点是仓壁夹角附近料受“双面摩擦”和挤压的作用,首先黏附在夹角处形成积料，逐渐积累成拱；物料附着在仓壁上，成为日益增厚的物料壁，从而减小了料仓的有效容积，缩小了出口面积，最终形成结拱堵料。
料仓的参数:
2.2 物料影响
不同的物料，其团聚性不同，由于物料含水、吸潮或静电作用而增强了物料与仓壁的粘附力，形成自然平衡的料拱，特别是有黏性物质的细粒状物料以及流动性差的粉状物料，在水分、静电、温度等因素的影响下，使物料的流动就从整体流流动状态转变成漏斗流流动，导致物料粘结紧密并保持静止状态，形成粘结附拱堵料现象。
2.3 仓振器的影响
我们的物料为瞬时流动函数高的颗粒，在振动时特别容易因物料的密集而引起流动的中断。在送料过程中，操作人员发现料仓卸料口有堵塞或下料不畅现象后，在没有正确分析料仓堵塞的真正原因的情况下，盲目采用仓振器振动，反而增加了结拱处的固结强度，结果却适得其反。
3 多种解决堵料办法的尝试
从2017年3月到2018年2月一直在尝试着解决料仓堵料的现象，试用过仓壁振动器、高压水冲洗、空气炮、超声波清堵器等防堵技术，均不能彻底解决料仓堵料的现象。2018年3月在料仓粘贴超高分子量聚乙烯板衬板，送料过程中料仓没有出现堵料、悬料的现象，且送料结束后物料没有在料仓壁粘结，解决了料仓堵料、悬料的问题，达到降低职工的劳动强度、提高设备使用效率的效果。
3.1 仓壁振动器振动的试用
2016年12月-2017年2月尝试着在料仓四周分别悬挂1个1.1kw仓壁振动器，利用仓壁振动器的高频振动和冲击力，来消除物料在料仓内的架桥、搭拱、堵塞现象，从而使物从料仓口顺利排出。但试用后效果不是很理想，刚堵料时还能带出部分堵料，但随着作业时间的加长，在料仓四周的结料越来越多，仓壁振动器的作用就越来越小，反而是越振动结料越结实，到最后只能是停机采用人工清理，此方案尝试最终失败。
3.2 高压水冲洗的试用
2017年3月-4月尝试采用高压水冲洗的方法，利用空气压缩机提供0.5Mpa气源带动工业用水，形成高压水来直接冲洗料仓堵料和悬料点。但效果不是很明显，只能是发生堵料后再冲洗，冲洗后料仓底板干净但输送不到两车料又粘结，导致整个作业过程效率低，若连续冲洗，物料湿度大，难以输送，因此，此方案最终失败。
3.3 空气炮的试用
空气炮是利用气压传动方式，由一差压装置和快速排气阀，瞬间将空气压力能转变成射流动力能，产生强大的冲击力，是以突然喷出压缩气体的强烈气流，超过音速的速度直接冲入储存散装物料的阻塞滞留区，这种突然释放的膨胀冲击波，克服了物料因静摩擦而形成的起拱或粘壁的装置。2017年6月，了解到有单位在使用空气炮来解决堵料、悬料的问题，我们组织力量去现场考察。经了解，空气炮适合在密闭仓内使用，不能达到预期效果，该单位使用后每月仍然需要人工去清理堵料点。而我们的料仓是敞开式的，因此放弃试用此防堵技术。
3.4 声波清堵器的试用
声波清堵技术是国际和国内清堵领域的一项前沿技术，它以0.3～0.7Mpa的压缩空气为动力源,使声能器内部的高强度钛合金膜片自激振荡，并在谐振腔内产生振动，将压缩空气的势能转换成低频声能,发出低频、高能的声波，通过扩声筒放大，由空气介质把声能传递到相应的膨料点，直接作用于物料的分子结构内，使物料分子间积聚力由紧密变为疏松，在重力或流体介质媒体的作用下脱离附着体表面，达到有效清堵的目的。
2017年10月-12月分别在料仓四周安装4套声波清堵器，安装成功后，试运行了1个多月，发现仍不能完全解决物料在料仓中悬料的问题，在离安装位置上方1米多高的悬料无法振落，仍然需要人工清理，因此试用此技术失败。
4超高分子量聚乙烯板的应用
4.1 超高分子量聚乙烯板的特点
超高分子量聚乙烯板是分子量100万以上的聚乙烯，密度：0.936～0.964g/cm3，热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃。具有极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、低吸水率等特点，因其所具有的优越性能，目前已在国民工业的各个部门得到了广泛应用。
4.1.1 摩擦系数
从列表数据可以看出：超高分子量聚乙烯板有较低的摩擦系数，其摩擦系数仅为普通钢板的1/3、陶瓷衬板的1/2左右。
4.1.2 吸水率
从列表数据可以看出：超高分子量聚乙烯板有较低的吸水率，其吸水率为普通钢板的1/3、陶瓷衬板的1/10左右。
4.1.3 耐磨性能
从列表数据可以看出：超高分子量聚乙烯板有极高的耐磨性能，其磨损率为普通钢板的1/20、陶瓷衬板的1/4左右。
4.1.4 抗冲击性能
从列表数据可以看出：超高分子量聚乙烯板有较高的抗冲击性能，其抗冲击性能约为陶瓷衬板的60倍，但仅为普通钢板的1/3左右。
综合以上比较分析：个人认为:从摩擦系数、吸水率、耐磨性能三个方面看，输送系统积料仓、料斗、溜槽的部位选择超高分子量聚乙烯板是可行的。
4.2 超高分子量聚乙烯板的安装
4.2.1 安装方法
首先要铲除原有的内壁衬材料，安装时想办法将超高分子量聚乙烯板固定在钢板上，然后确定安装孔位用电钻将两者分别钻通孔，再在超高分子量聚乙烯板上锪螺栓沉头孔窝，以沉头螺栓紧固（见图1）。.
4.2.2 安装注意事项
⑴每m2衬板使用螺栓不应少于10棵。
⑵螺栓沉头平面应低于衬板的板面。
⑶衬板之间的缝隙不应大于5mm。另外，还要根据衬板使用环境温度给予适当调整。
4.2.3 衬板使用注意事项
在使用超高分子量聚乙烯衬板时，要遵守以下使用说明及注意事项。
⑴初次使用时要待料仓物料储存至安装有UHMW-PE衬板部分仓容量的三分之二后，再进行卸料。
⑵运行中要保持物料的进仓落料点在仓内物料堆上，并保持仓内物料储存量是所装衬板仓容量的二分之一以上。
⑶严禁物料直接冲击UHMW-PE衬板。
⑷各种物料的颗粒硬度不同，不得随意更换物料和流量，若需改变则不得大于设计能力的12％，否则将影响衬板的使用寿命。
⑸使用环境温度一般不宜高于45℃。
⑹不得破坏其结构和松动紧固件。
5应用效果
运行9个月，输送配成矿约130万吨，超高分子量聚乙烯板仍完好，送料过程中料仓没有出现堵料、悬料的现象，且送料结束后物料没有在料仓壁粘结，解决了柳钢矿石物流站料仓堵料、悬料的问题，达到降低职工的劳动强度、提高设备使用效率的效果。
图一 未安装衬板物料流动情况
图二 安装衬板后物料流动情况
6结束语
超高分子量聚乙烯板衬板在柳钢矿石物流站于2018年3月开始应用后，用于替换矿石物流站料仓中的铸石、陶瓷衬板，为柳钢矿石物流站在输送除尘灰占25%～30%的配成矿过程中起到了关健的作用，该技术的应用达到了预期的效果，解决了料仓堵料、悬料的问题。
参考文献
1李城.粉体料仓下料不畅的原因及解决方法.化工设备与管道,2002：39
2 晋纪岩.浅谈煤仓堵塞原因及处理.煤矿机电,2010：104-105
3 石海涛.浅谈料仓防堵措施.唐钢科技，1997：22～25
论文作者:李来兴1,汤振宏2,冯登秋3
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/28
标签：物料论文; 衬板论文; 超高分子量聚乙烯论文; 矿石论文; 振动器论文; 吸水率论文; 现象论文; 《基层建设》2019年第6期论文;