分析了非洲某工廠原料系統(tǒng)提產(chǎn)改造，通過理論計算找出主要設(shè)備瓶頸及改造方向，通過提高板喂機輸送速度使能力提高至1?200t/h，降低破碎比提高破碎機能力至1?100t/h，更換大容積帶齒刮板及料耙系統(tǒng)提高取料機能力至800t/h，提高皮帶機帶速、更換大尺寸頭輪及大功率電機可相應(yīng)提高皮帶機輸送能力。通過改造，原料系統(tǒng)運行整體平穩(wěn)，提產(chǎn)效果明顯，實現(xiàn)投資小、收益大的目的。1、改造前系統(tǒng)情況該原料系統(tǒng)包括礦山破碎及輸送、預(yù)均化堆場及輸送2個系統(tǒng)，原料配料庫為新建項目不在改造范圍內(nèi)；破碎機及輸送皮帶、堆料機能力800t/h左右，取料機及輸送皮帶能力600t/h左右，現(xiàn)各設(shè)備運行能力均未超過設(shè)計最大能力。主要設(shè)備配置及參數(shù)見表1，工藝流程見圖1。表1原料系統(tǒng)主要設(shè)備配置情況圖1原料系統(tǒng)工藝流程示意為了滿足2條4?000t/d熟料生產(chǎn)線的石灰石供應(yīng)，每天需要約10?600t石灰石（生料料耗1.56，石灰石配比0.85）；礦山供應(yīng)每天約10h，石灰石破碎設(shè)備能力需達到1?100t/h才能滿足要求，同時石灰石輸送及堆料機設(shè)備能力不能低于1?100t/h。生料磨設(shè)計每天運行約20h（每天4h用于檢修），石灰石配料庫儲期約4h，因此取料機每天運行時間不小于16h，能力不低于663t/h，考慮運行損耗等因素，取料機能力取800t/h。根據(jù)上面參數(shù)確定改造目標(biāo)，板喂機喂料能力由850t/h升級到1?200t/h，石灰石破碎機生產(chǎn)能力由800t/h升級到1?100t/h，1009及1010皮帶機輸送能力由900t/h升級到1?200t/h，堆料機能力由900t/h提高到1?100t/h，取料機能力由600t/h提高到800t/h，1045、1050及1060皮帶機輸送能力由660t/h提高到850t/h。2、提產(chǎn)改造方案根據(jù)改造目標(biāo)每個設(shè)備能力需提升約33%，按照常規(guī)設(shè)計設(shè)備富余約20%，同時現(xiàn)場對設(shè)備滿轉(zhuǎn)試驗，各設(shè)備能力均達不到目標(biāo)能力，因此需要對設(shè)備進行提產(chǎn)改造。2.1板喂機改造方案原板喂機帶寬2?250mm，實際料寬2?150mm，長度8?000mm，設(shè)計最高料層高度950mm，傾斜度20°，最大運行速度0.1m/s，喂料能力850t/h，功率45kW。根據(jù)公式（1）可知，板喂機喂料能力與運行速度成正比，要想能力提升到1?200t/h，經(jīng)過理論計算需要運行速度提升到0.139m/s。板喂機喂料能力計算公式：Q=3?600BHVγ/1.15（1）式中：Q——板喂機喂料能力，t/h；B——板喂機裙板寬度，m；H——料面厚度，m；V——運行速度，m/s；γ——物料松散密度，t/m3。電機軸功率按照P=kμLg1.15Q/3?600可知，功率與喂料能力成正比，通過理論計算當(dāng)板喂機能力提升后電機功率需要約63kW，根據(jù)電機樣板應(yīng)選電機功率75kW。通過如上計算，板喂機改造方案為更換大功率電機，由45kW變更至75kW，運行速度提高到0.14m/s。2.2破碎機改造方案原破碎機為上下雙轉(zhuǎn)子錘式破碎機，生產(chǎn)能力800t/h，出料粒度不大于40mm，功率700+1?000kW。破碎機示意圖見圖2。破碎機生產(chǎn)能力計算公式：Q=60（h+e）Ldynkγ（2）式中：Q——生產(chǎn)能力，t/h；h——板錘升出寬度，m；e——最后一段反擊板與板錘的徑向間隙，m；L——轉(zhuǎn)子體長度，m；d——最大排料粒度，m；y——板錘個數(shù)；n——轉(zhuǎn)子速度，m/s；k——修正系數(shù)；γ——物料松散密度，t/m3。圖2破碎機示意圖破碎機生產(chǎn)能力與破碎比有關(guān)，破碎比越大，生產(chǎn)能力越小，反之越大。因此進料粒度越小，需要的破碎比越小，破碎機生產(chǎn)能力越大。根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)情況，礦山石灰石進料粒度大部分1m左右，可以適當(dāng)減小放炮間距，同時采用液壓車碎石錘二次破碎后入破碎機。根據(jù)公式（2）可知，破碎機生產(chǎn)能力與最大排料粒度成正比，現(xiàn)破碎機出料粒度控制在40mm，新增生料立磨采用華新自主設(shè)計生產(chǎn)，入磨粒度最大可以控制到75mm以內(nèi)。通過對比計算，可通過控制入料粒度小于800mm、出料粒度50mm，破碎機生產(chǎn)能力可以達到1?100t/h，破碎機本體基本不用改造，只需擴大出料篩板間隙。國內(nèi)也有很多企業(yè)通過在破碎機及板喂機接口增加波動輥式給料機，篩分過濾小顆粒，破碎機只對大顆粒破碎，提高破碎效率，臺時產(chǎn)量可提高約30%。該類改造方案需要截短板喂機、拆除破碎機上殼體及兩側(cè)殼體，投資約100萬元，破碎機需要停產(chǎn)改造，對生產(chǎn)有一定影響。由于當(dāng)?shù)厥袌鲂枨笸ⅲ虼藘?yōu)先考慮調(diào)整入料和出料粒度、擴大出料篩板間隙的方案，后期再考慮停窯檢修期間實施增加波動輥式給料機方案。2.3堆取料機改造方案堆取料機原采用側(cè)式懸臂堆料機和橋式刮板取料機，堆料機能力800t/h，取料機能力600t/h。堆料機為2條皮帶機在后面分析，本節(jié)主要討論取料機改造方案。取料機生產(chǎn)能力計算公式：Q=3?600vμγρ/s（3）式中：Q——取料能力，t/h；v——刮板速度，m/s；μ——刮板有效容積，m3；γ——物料容重，t/m3；ρ——充滿度系數(shù)；s——刮板間距，m。根據(jù)公式（3）可知，取料機取料能力與刮板速度、刮板容積成正比，與刮板間距成反比。改變刮板間距需要更換所有鏈條，為了節(jié)省投資同時考慮現(xiàn)場刮板磨損比較嚴(yán)重，采用更換大容積（原1?700mm×350mm更換為1?750mm×380mm）、無襯板、小曲率帶齒刮板，以保證刮板不粘料，減少刮板運行阻力，降低功耗，刮板結(jié)構(gòu)見圖3。圖3改后刮板結(jié)構(gòu)示意影響料耙式刮板取料機取料能力的因素較多，料耙結(jié)構(gòu)、料耙位置及料耙速度等都會影響取料能力，其中原料耙耙齒結(jié)構(gòu)及副耙齒位置不合理，是影響取料能力的主要因素。因此改造方案是更換兩側(cè)料耙及驅(qū)動系統(tǒng)，料耙采用桁架結(jié)構(gòu)，耙齒采用獨立圓鋼耙齒，副耙齒采用板狀耙齒。改造后料耙結(jié)構(gòu)見圖4。圖4改造后料耙齒結(jié)構(gòu)示意綜上所述，取料機改造方案為更換大容積帶齒刮板，更換料耙系統(tǒng)，耙齒采用獨立圓鋼耙齒，副耙齒采用板狀耙齒。2.4皮帶機改造方案原料系統(tǒng)原設(shè)計有7條輸送皮帶，破碎機底部皮帶帶寬1?800mm，進堆場皮帶帶寬1?200mm，能力約900t/h，出堆場皮帶帶寬1?000mm，能力約660t/h。根據(jù)公式（4）可知，皮帶輸送能力與輸送速度成正比，因此皮帶改造方向是提高輸送速度，根據(jù)電機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換皮帶速度公式：v=電機轉(zhuǎn)速/減速機速比×頭輪滾筒直徑，可以增大頭輪滾筒直徑來通高輸送速度。同時隨著能力提高電機功率需要同步更換。皮帶機輸送能力計算公式：Q=3.6Svkρ（4）式中：Q——取料能力，t/h；S——輸送帶物料橫截面積，m2；v——輸送帶速度，m/s；k——傾斜輸送帶面積折損系數(shù)；ρ——物料容重，kg/m3。通過計算皮帶機的改造參數(shù)（見表2）可知，1009皮帶機運載率偏低，不超過50%，不需要改造即可滿足1?200t/h要求，其他6條皮帶機要達到目標(biāo)要求其運轉(zhuǎn)率均超過100%，因此需要提產(chǎn)改造。當(dāng)皮帶機輸送速度均提高到2m/s以上，運轉(zhuǎn)率均在80%左右，同時電機功率均提高一個檔次以上。表2皮帶機改造對比3、改造效果該工廠在2023年年中按照上述方案對原料系統(tǒng)進行提產(chǎn)改造，總用時約15d（主要是取料機改造內(nèi)容多），總花費約265萬元（堆取料機改造費用約214萬元），相比重建大大節(jié)約投資成本。調(diào)試期間，所有設(shè)備均能達到目標(biāo)能力，其中破碎機破碎比相比改造前下降，綜合電耗下降約0.1kWh/t。由于增加了車式液壓碎石錘二次破碎，需要專人操作，同時二次破碎粒度不好把控，導(dǎo)致破碎機破碎產(chǎn)能不是很穩(wěn)定，建議后期年修時增加波輥篩。1050皮帶機運行時頭輪打滑，現(xiàn)場觀察膠帶存在波浪，分析可能是重錘不夠?qū)е聫埦o力偏低，通過增加重錘后未再發(fā)生打滑。4、結(jié)論通過以上各方面的改造，原料系統(tǒng)整體運行比較平穩(wěn)，提產(chǎn)效果比較明顯，實現(xiàn)投資小收益大的目標(biāo)。（1）重型板喂機輸送速度由0.1m/s提高到0.14m/s，電機功率由45kW提高到75kW，產(chǎn)能可提高至1?200t/h以上。（2）礦山通