Манипулятор гидравлический для замены футеровок барабанных мельниц через монтажный люк

В.Е. Костевич, заместитель генерального директора ООО «ХК «ИНТРА ТУЛ»

Н.Н. Наилов, руководитель направления горно"обогатительного оборудования ООО «ХК «ИНТРА ТУЛ»

Речь пойдет о способе замены футеровки в барабанных мельницах, эксплуатируемых в горнодобывающей, строительной, металлургической и иных отраслях промышленности и спроектированных еще в советские времена. Проблема заключается в отсутствии свободных площадей вокруг оборудования, в основном отечественного производства, которое уже отработало не один десяток лет и, как правило, на многих предприятиях требует как минимум проведения реконструкции или технического перевооружения.

Мельницы – это основное оборудование в технологической цепочке, одно из самых затратных и трудоемких в проведении ремонтов (рис. 1).

050 1

Зачастую замена футеровки при проведении планово-предупредительных ремонтов (ППР) определяет время простоя всей технологической секции. Следовательно, актуальной становится задача по сокращению времени простоя мельниц при перефутеровке, тем самым увеличения коэффициента использования оборудования (КИО), а значит и роста производства. И каждое предприятие достигает этих целей своими путями.

В настоящее время перефутеровка мельниц производится в основном либо на специально оборудованных стендах, что тоже было заложено при проектировании фабрик и далеко не везде, либо зачастую в технологической цепи обычно штатными мостовыми кранами, либо с применением балок с тельфером. Работа кропотливая и небезопасная, требует приложения достаточной физической силы, а потому – неэффективная. Можно пересчитать по пальцам компании, которые используют в России для замены футеровки в мельницах различного рода устройства или манипуляторы, массовому внедрению которых во многом препятствует их цена.

050 4

050 5

В основном внедрение манипуляторов в ремонтном производстве на мельницах стало возможным на немногих вновь построенных или реконструированных производствах, где предусмотрены площадки для размещения этих крупногабаритных механизмов рядом с мельницами (рис. 2а, 2б). Как же решить задачу перефутеровки мельниц в столь стесненных условиях, при этом сократить время проведения работ и обеспечить соответствующее качество?

И мы стали искать варианты применения механических манипуляторов в различных вариациях. И остановились на одном: гидравлический манипулятор, который монтируется мостовым краном внутри мельницы через монтажный люк и крепится штатными болтами к наружному фланцу люка. На барабанах мельниц в зависимости от типоразмера присутствует от двух до четырех монтажных люков, расположенных в основном диаметрально. Из соображений окупаемости манипулятор имеет три линейки грузоподъемности по массе элементов футеровки, рассчитанные на мельницы диаметром от 2,7 до 9,5 м отечественного производства. В зависимости от массы применяемых футеровок и диаметров мельниц приняты следующие типоразмеры перефутеровщиков: для мельниц до 4,5 м в диаметре – грузоподъемностью до 0,8 т, для мельниц до 7,0 м в диаметре – грузоподъемностью до 1,2 т и для мельниц в диаметре до 9,5 м – грузоподъемностью до 2,0 т. В связи с большой линейкой по диаметрам различных типоразмеров мельниц принято решение о применении переходных фланцев между фланцем манипулятора в своей линейке и размерами фланца монтажного люка конкретной мельницы. Благодаря такому решению манипулятор стал универсальным.

050 2

050 3

Схематично манипулятор, названный «механической рукой», изображен на рис. 3а. Обращаем внимание – схематично! Фактически манипулятор будет выглядеть мощнее, и конструктивно при проработке конкретного технического задания (ТЗ) возможен вариант седлового поворотного подшипника, как более жесткого.

Недопустимость значительных упругих деформаций обусловлена необходимостью достижения требуемой точности позиционирования рабочего органа в различных точках монтажа футеровки. На опорной плите «мехруки», прикрепленной к фланцу люка мельницы, который при необходимости усиливается дополнительно косынками, расположена система гидравлики с быстросъемными штуцерами для подсоединения с помощью гибких рукавов высокого давления к маслостанции, расположенной на любой площадке снаружи мельницы. За счет специальной подвески гидравлических рукавов мельница приобретает возможность вращаться на 180° в обе стороны: по часовой стрелке и против, что существенно ускоряет процесс перефутеровки. Как видно на рис. 3б манипулятор может свободно производить монтаж футеровки при любом положении барабана: и «на 6 часах», и «на 12 часах» или в ином другом удобном для монтажа футеровки положении. Манипулятор свободно укладывает футеровку и вокруг себя.

При данном способе замены футеровки работы выполняются следующим образом. При перефутеровке без шаров для ускорения процесса старая футеровка предварительно может быть обрушена и выгружена из мельницы. Для этого отворачиваются или срезаются болты крепления футеровки снаружи и выбиваются внутрь болтовыбивающей машиной или любым доступным ударным способом. Далее мостовым краном с помощью стропов или специальных захватов отработанная футеровка удаляется из барабана через монтажные люки. Мельница очищается от остатков руды и после проведения восстановительных работ по ремонту изношенных базовых узлов барабана, передается под монтаж футеровки с применением манипулятора. Подготовленная мельница выставляется таким образом, чтобы один из монтажных люков находился в верхнем положении. Далее манипулятор для перефутеровки опускается в монтажный люк барабана мельницы мостовым краном в сборе так, чтобы внутренняя поверхность опорной плиты манипулятора совместилась с фланцем монтажного люка. После совмещения отверстий опорная плита «мехруки» крепится к фланцу люка штатными болтами. С наружной стороны плиты с помощью быстросъемных разъемов подсоединяются рукава гидравлики высокого давления от маслостанции. Манипулятор готов к работе.

Новая футеровка подается внутрь барабана мостовым краном либо мобильным стреловым механизмом через другие свободные открытые монтажные люки, повернув барабан мельницы ремонтным приводом таким образом, чтобы свободный люк оказался сверху. При необходимости возможна подача футеровки через цапфы, с помощью расположенных внутри цапф специальных подающих тележек. Далее оператор, находящийся внутри мельницы или цапфы, захватом манипулятора или крюком захватывает футеровку, фиксирует ее и перемещает к месту монтажа. После проведения позиционирования по совмещению отверстий крепления футеровки с отверстиями в барабане мельницы помощник оператора изнутри мельницы устанавливает болты, а рабочий снаружи фиксирует их гайками с помощью гайковерта. Позиционирование может производиться как визуально, так и с помощью датчика контроля, закрепленного на захвате. Далее операции по монтажу повторяются.

Управляется манипулятор с помощью портативного пульта радиосигналом или через переносной кабель напряжением не более 12 В.

В шаровых или рудногалечных мельницах длиной до 7,5 м требуется разовая перестановка краном манипулятора в другой монтажный люк для покрытия объемов работ во второй половине длинного барабана мельницы. Для узких мельниц мокрого самоизмельчения и полусамоизмельчения перестановка манипулятора не требуется. При рассмотренном выше способе замены футеровки, то есть с полной выгрузкой шаров и материала из мельницы, мы рекомендуем проводить работы, не применяя захват для футеровки с целью удешевления. В данном случае разумнее применить крюк с гидравлическим толкателем для позиционирования торцевой футеровки стенок барабана мельницы в пространстве. И производить позиционирование броней при монтаже на «6 часах» в вертикальной плоскости. Это нисколько не замедлит процесс в сравнении с применением захвата.

При замене футеровки мельницы, наполненной шарами, без их выгрузки, необходимо наличие трех или четырех монтажных люков в зависимости от длины барабана. Либо работы производятся с применением тележки для подачи футеровки через цапфы при наличии всего двух люков. Здесь демонтаж старой футеровки производится по мере проворота мельницы ремонтным приводом для освобождения футеровки из-под шаров. При этом при провороте барабана по мере продвижения фронта работ необходимо производить перемонтаж манипулятора в другой, свободный от шаров люк. И, конечно, в этом случае при проведении монтажа футеровки «на 3 часах» и выше просто необходимо применение захватного устройства. Захват манипулятора унифицирован под стальную отечественную футеровку. В том числе разработан съемный захват для перемещения отработанной футеровки. По желанию потребителя, манипулятор комплектуется захватами для индивидуальной, резиновой и резинометаллической футеровок. На торце захвата имеется крюк соответствующей грузоподъемности для перемещения грузов. По своим возможностям манипулятор «мехрука» способен выкладывать отработанную футеровку и забирать новую самостоятельно как с внутренних поверхностей обеих цапф, так и с внутренней поверхности барабана, куда футеровка подается мостовым краном через другой монтажный люк при провороте барабана.

Ускорение проведения работ происходит за счет того, что практически отсутствуют подготовительно-заключительные операции к монтажу футеровки. Не нужно монтировать балку с тельфером внутри барабана, не нужно демонтировать подбутарный желоб или другие металлоконструкции, чтобы подготовить место под огромный манипулятор для подачи его через разгрузочную цапфу. Манипулятор «мехрука» позволяет производить замену и перемещение футеровки внутри мельницы сразу после монтажа на люк барабана, без дальнейших подготовительных операций сборки, укрупнения и перестановки узлов.

Способ замены футеровки через монтажный люк в барабанных мельницах с применением гидравлического манипулятора «мехрука» имеет немало преимуществ в сравнении с существующими способами перефутеровки. Это в первую очередь сокращение времени простоя мельницы. Нет необходимости в демонтаже или монтаже дополнительных металлоконструкций при проведении работ по замене футеровки. И, конечно, сказывается высокая мобильность манипулятора в позиционировании элементов футеровки при способе его крепления непосредственно к барабану мельницы. Возможность монтажа коробов и элеваторов непосредственно манипулятором также играет существенную роль, так как сегодня при любых технологиях они монтируются мостовыми кранами.

Немаловажно отметить обеспечение более высокого уровня безопасности при проведении работ по замене футеровки манипулятором «мехрука». В первую очередь это связано с отсутствием необходимости в «сигнальщике», передающем сигналы стропальщика машинисту мостового крана. На данный момент компанией ООО «ХК «ИНТРА ТУЛ» проведены презентации нового способа перефутеровки в ряде горно-обогатительных предприятий. Определен изготовитель перефутеровщика «мехрука» – отечественная компания в Санкт-Петербурге, которая имеет опыт работы в отрасли. Определены сроки подготовки ТЗ манипуляторов для некоторых мельниц. Дальнейшее решение по изготовлению и проведению опытно-промышленных испытаний зависит от воли потенциальных потребителей. Вопрос цены будет определен после проработки ТЗ и первого эскизного проекта.

Однозначно, цена будет более доступной в сравнении с зарубежными манипуляторами.

Информационные источники:
1. Федотов К.В., Никольская Н.И. Проектирование обогатительных фабрик. Учебник для вузов. М.: Горная книга, 2012.
2. Андреев Е.Е. Тихонов О.Н. Дробление, измельчение и подготовка сырья к обогащению: Учебник. СПбГГТУ, 2007.
3. Муратов В.С., Давыдов О.В. Анализ материалов для футеровки мельниц измельчения // Современные наукоемкие технологии. 2008. 5.
4. Е.Ф. Чижик. Барабанные рудоизмельчительные мельницы с резиновой футеровкой: Днепро> петровск, 2005.
5. С.Е.Андреев, В.А. Петров, В.В. Зверевич. Дробление, измельчение и грохочение полезных иско> паемых. М.: Недра, 1980.
6. Kl.>G. Eriksson, Gunder Marklund, А.Л. Гребенешников, В.Ю Фищев. Развитие систем мельнич> ных футеровок // Горная промышленность. 2003. №1 (50).
Ключевые слова: манипулятор, барабанные мельницы, футеровка, изобретение, сокращение простоев, горнодобывающая промышленность.

Журнал "Горная Промышленность"№1 (131) 2017, стр.50