許世同

1 前言

為防止鐵質(zhì)物料進(jìn)入輥磨或輥壓機(jī)損壞粉磨設(shè)備，水泥企業(yè)的粉磨設(shè)備基本都配有除鐵器，同時，在除鐵器之后一般都配有金屬探測儀，用于檢測除鐵器未能除去的非鐵質(zhì)金屬，防止其進(jìn)入粉磨系統(tǒng)。

我公司在出物料大棚膠帶輸送機(jī)和出配料站膠帶輸送機(jī)處各配置了一臺除鐵器。原設(shè)計在水泥調(diào)配站斗式提升機(jī)出料口與膠帶輸送機(jī)連接處配置一臺金屬探測儀，金屬探測儀探測到金屬后，觸發(fā)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將此部分物料排出。但因金屬探測儀“誤報”率高導(dǎo)致物料頻繁排出，現(xiàn)已棄用多年，導(dǎo)致一些非鐵質(zhì)金屬進(jìn)入粉磨系統(tǒng)，造成設(shè)備故障或輥壓機(jī)輥面損傷。

2 粉磨系統(tǒng)基本情況

我公司水泥粉磨車間采用輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)，主機(jī)設(shè)備為“?1.7m×1.2m輥壓機(jī)+?4.2m×13m球磨機(jī)”。主要工藝流程是：進(jìn)廠原材料（熟料、碎石、電渣等）在物料大棚內(nèi)，經(jīng)膠帶輸送機(jī)送入配料站物料庫，計量后由出配料站膠帶輸送機(jī)送至出料提升機(jī)，經(jīng)提升機(jī)輸送至輥壓機(jī)穩(wěn)流倉，物料經(jīng)輥壓機(jī)擠壓后送入循環(huán)提升機(jī)，由循環(huán)提升機(jī)將物料送入V型選粉機(jī)分選，較粗顆粒返回穩(wěn)流倉送至輥壓機(jī)繼續(xù)擠壓，較細(xì)顆粒與脫硫石膏、粉煤灰混合入球磨機(jī)進(jìn)行粉磨，粉磨后的物料由出磨提升機(jī)送入高效選粉機(jī)分選，合格物料與礦粉混合，作為成品由入庫提升機(jī)送入水泥庫，不合格物料送回球磨機(jī)繼續(xù)粉磨。

3 非鐵質(zhì)金屬造成事故回顧

2021年3月10 日，水泥磨正常運行時，配料站斗式提升機(jī)突然跳停，軟啟動柜報警電流超限跳停。經(jīng)檢查，電氣系統(tǒng)未見異常，提升機(jī)上部也工作正常，地坑底部有少許積料。再次開機(jī)時，輔助傳動設(shè)備不工作。再次打開地坑底部檢查門，清理積料后發(fā)現(xiàn)，在提升機(jī)尾輪處有一根篦冷機(jī)密封條卡住了提升機(jī)鏈條，如圖1所示。將密封條取出后，再次開機(jī)，設(shè)備工作正常。本次故障影響系統(tǒng)生產(chǎn)4.5h。

圖1 篦冷機(jī)密封條卡住提升機(jī)鏈條

提升機(jī)卡異物對提升機(jī)的穩(wěn)定運行危害很大，嚴(yán)重的卡異物有可能導(dǎo)致提升機(jī)鏈條斷裂，進(jìn)而造成提升機(jī)斗子落架事故，或減速機(jī)斷齒事故。

2021年4月5 日，水泥磨正常運行時，輥壓機(jī)突然跳停，檢查高壓柜綜合保護(hù)系統(tǒng)報電流速斷，檢查輥壓機(jī)發(fā)現(xiàn)輥面被硌傷，如圖2所示。檢查輥壓機(jī)下部及溜子未見異物，檢查循環(huán)斗式提升機(jī)正常，懷疑異物已進(jìn)入輥壓機(jī)穩(wěn)流倉。將穩(wěn)流倉物料經(jīng)循環(huán)斗式提升機(jī)全部放出，在物料中發(fā)現(xiàn)一根篦冷機(jī)密封條。檢查發(fā)現(xiàn)，輥壓機(jī)輥面硌傷面積較大，深度較深。作堆焊處理，刨去50mm后仍有裂紋，堆焊人員不能保證焊接后輥壓機(jī)輥面不再出現(xiàn)問題。本次故障影響生產(chǎn)23h，直接損失3萬元（堆焊費用）。為保證受傷輥面不再擴(kuò)大，我公司對輥壓機(jī)降負(fù)荷運行，運行壓力由10.5MPa調(diào)至8.5MPa，P·O42.5水泥產(chǎn)量由255t/h降至210t/h。

圖2 輥壓機(jī)輥面被硌傷

2021年5月2 日，設(shè)備正常運行時，輥壓機(jī)突然發(fā)出異常聲響，振動亦出現(xiàn)異常，輥縫波動大，中控操作員立即停機(jī)，崗位工檢查發(fā)現(xiàn)輥面大面積（長×寬×厚=1 500×1 000×60mm）剝落，如圖3所示，輥面基本報廢。隨后在輥壓機(jī)下部、下料溜子、循環(huán)斗式提升機(jī)底部、V型選粉機(jī)處發(fā)現(xiàn)大量輥面碎塊，后將輥壓機(jī)穩(wěn)流倉物料全部放出，在物料中再次發(fā)現(xiàn)一根篦冷機(jī)密封條。經(jīng)分析認(rèn)定，由于原硌傷輥面內(nèi)部裂紋在后續(xù)運行期間發(fā)生了擴(kuò)展，當(dāng)異物再次進(jìn)入，將受傷輥面整體硌掉。此次事故通過更換提前準(zhǔn)備好的輥壓機(jī)備用輥，將受損輥返廠維修解決。本次事故粉磨系統(tǒng)停機(jī)10d（若無備用輥，將停機(jī)3個多月），直接經(jīng)濟(jì)損失50萬元（更換輥子勞務(wù)費10萬元，輥子大修費40萬元）。

圖3 輥面大面積剝落

4 金屬探測儀使用情況分析

面對非鐵質(zhì)金屬異物進(jìn)入，影響粉磨系統(tǒng)生產(chǎn)這一難題，公司形成兩方面意見，一方主張恢復(fù)使用金屬探測儀；另一方的意見是考慮到其他企業(yè)尚無金屬探測儀成功使用的先例，及其“誤報”率太高所造成的不利影響，不主張使用。

結(jié)合金屬探測儀實際使用情況，筆者認(rèn)為，“誤報”率高和動作頻繁可能是由于金屬探測儀靈敏度過高和現(xiàn)場使用對講機(jī)所致。金屬探測儀靈敏度太高導(dǎo)致即便只有紐扣大小的金屬物體進(jìn)入探測區(qū)，也會造成報警、設(shè)備跳停或物料外排，而這種小金屬塊混在物料中，崗位工難以肉眼檢查出來，往往被認(rèn)為是“誤報”；另外，金屬探測儀是通過檢測磁場變化來判斷是否有金屬通過，而崗位工在現(xiàn)場使用的對講機(jī)會形成較強(qiáng)的磁場干擾，也會造成金屬探測儀“誤判”。通過調(diào)低金屬探測儀靈敏度，使其“抓大放小”，就有可能達(dá)到生產(chǎn)使用的基本要求。我公司輥壓機(jī)工作輥縫在30mm左右，只要這些被“放過”的非鐵質(zhì)小金屬的最大尺寸<25mm，對輥面的影響就會大大降低。

根據(jù)上述設(shè)想方案，我們對膠帶輸送機(jī)運行進(jìn)行了模擬試驗，使用不同大小金屬物體，反復(fù)調(diào)整金屬探測儀靈敏度。結(jié)果表明，金屬探測儀可以實現(xiàn)對金屬件的“抓大放小”，達(dá)到了預(yù)期要求。

2021年6 月，我公司在物料大棚地坑出料膠帶輸送機(jī)上安裝了金屬探測儀，使其在探測出金屬物體時發(fā)出報警，并聯(lián)鎖膠帶輸送機(jī)跳停。為避免金屬探測儀頻繁報警造成膠帶輸送機(jī)跳停而影響生產(chǎn)，我們適當(dāng)調(diào)低了其靈敏度，“放過”對輥壓機(jī)影響不大的小體積金屬物體。金屬探測儀使用一個月內(nèi)，膠帶輸送機(jī)僅跳停三次，分別檢出兩根篦冷機(jī)密封條和一個空氣炮炮頭，如圖4所示。如果這種尺寸的金屬物件不能被及時撿出，將會對設(shè)備造成很大損害。

圖4 探測出的非鐵質(zhì)金屬

2021年11月11 日，熟料車間反映，輥式破碎機(jī)1號、2號輥先后跳停，系統(tǒng)停產(chǎn)1.5h，檢查未發(fā)現(xiàn)故障原因，懷疑是窯上掉金屬材料或澆筑料，需密切觀察。13日晚到14日早，金屬探測儀先后探測出非鐵質(zhì)金屬6塊，經(jīng)檢驗認(rèn)定為窯尾舌板，避免了一次重大事故的發(fā)生，如圖5所示。

圖5 探測出的窯尾舌板

金屬探測儀發(fā)出報警時，崗位工僅需將膠帶輸送機(jī)停機(jī)2~3min進(jìn)行處理，對生產(chǎn)的影響不是很大。同時，為防止膠帶輸送機(jī)跳停造成堵料灑料，將膠帶輸送機(jī)上方下料口處的棒條閥門更換為了電動插板閥，使膠帶輸送機(jī)跳停時，電動插板閥聯(lián)鎖關(guān)閉，有效防止了膠帶輸送機(jī)跳停造成的灑料。從金屬探測儀探測到金屬物體，再到膠帶輸送機(jī)跳停有一段延遲時間，在膠帶輸送機(jī)上標(biāo)記出膠帶輸送機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)后金屬物體到達(dá)的大致位置，有利于崗位工快速撿出金屬異物。另有明確規(guī)定，除特殊情況外，設(shè)備運行時，不能在金屬探測儀附近使用對講機(jī)，以防較強(qiáng)的磁場干擾導(dǎo)致誤動作。

5 結(jié)語

鑒于目前大多水泥廠都已棄用金屬探測儀的實際情況，有必要再次強(qiáng)調(diào)金屬探測儀的重要性，金屬探測儀的有效使用將會大大降低粉磨設(shè)備故障率，延長粉磨設(shè)備使用壽命，從而降低維修工作量和生產(chǎn)成本。