Винтовой конвейер для цемента

Когда говорят 'винтовой конвейер для цемента', многие представляют себе просто вращающийся шнек в желобе. На деле, если работать с цементом, особенно на объектах, где важна бесперебойная подача в смесительные узлы или при фасовке, понимаешь, что это целая система с массой нюансов. Ошибка в подборе — и вместо равномерной подачи получаешь сегрегацию, износ или просто 'затык' на линии. Сам через это проходил.

Где кроются основные проблемы в эксплуатации

Первое, с чем сталкиваешься — это истирание. Цемент, особенно свежемолотый, абразивен как наждак. Берешь стандартный шнек с толщиной витка 4-5 мм из обычной стали — через сезон, а то и меньше, в зоне загрузки уже виден просвет. Теряешь производительность, начинается перегрузка привода. Приходилось увеличивать толщину витка в зоне максимального износа, иногда ставить сменные накладки из износостойкой стали. Но это уже не серийное изделие, а доработка под конкретный случай.

Вторая головная боль — уплотнения. Пыль цемента мельче 10 микрон найдет любую щель. Недостаточно герметичный торцевой сальник на подшипниковом узле — и через месяц подшипник заклинивает от затвердевшей смазки, смешанной с цементной пылью. Переходили на лабиринтные уплотнения с инерционными отбойниками и камерой для подачи инертного газа (типа азота) под небольшим давлением. Решение дорогое, но на критичных участках, где простой стоит огромных денег, оно окупается.

И третье — это 'зависание' материала в желобе. Казалось бы, цемент сыпучий. Но при определенной влажности или из-за электростатики он начинает налипать на стенки, особенно в 'мертвых зонах' за витком шнека. Образуются своды, которые потом обрушаются неравномерными порциями, что убивает дозировку. Решение — правильная геометрия желоба (полукруглое дно предпочтительнее плоского), вибрационные демпферы или, в крайнем случае, ручная 'пробивка' ломом, что, конечно, не есть хорошо.

Опыт с подачей в окрасочные линии

Здесь история интересная. Мы как-то сотрудничали с компанией ООО Циндао Синьаохуа Окрасочное Оборудование (их сайт — https://www.xinaohua.ru). Они, как известно, делают полные комплексы для нанесения покрытий. В одном из их проектов нужна была подача сухих порошковых компонентов (не совсем цемент, но близко по поведению) в подготовительный смеситель перед диспергированием. Стандартный винтовой конвейер не подошел — требовалась высокая точность малых доз и абсолютная чистота, без малейшего риска загрязнения от смазки или износа.

Пришлось глубоко погрузиться в тему. Их инженеры делали ставку на герметичность и простоту санитарной обработки. В итоге, после нескольких проб, остановились на конвейере с трубчатой герметичной конструкцией, где шнек был из полированного сплава, а приводной узел вынесен за пределы зоны контакта с продуктом через магнитную муфту. Это убирало сальники вообще. Но и цена, соответственно, была в разы выше. Для их задач — создания высокоинтеллектуальных окрасочных линий — такой подход был оправдан. Это показало мне, что даже для, казалось бы, простого оборудования, контекст применения решает все. Их подход к интеграции R&D, производства и сервиса, о котором говорится в описании компании, здесь реально чувствовался — они не просто продавали конвейер, а искали решение для всей технологической цепочки.

Этот опыт заставил пересмотреть взгляд на 'стандартные' решения. Теперь, когда слышу про винтовой конвейер для цемента, первым делом спрашиваю: а куда именно подаете, в каких условиях, какая точность нужна, что стоит рядом? Потому что соседство с виброситом или сушилкой может диктовать требования к жесткости конструкции, о которых в каталогах не пишут.

Про подбор привода и контроль потока

С приводом тоже не все однозначно. Мотор-редуктор — это сердце. Для цемента часто нужен запас по моменту, особенно в момент пуска под завалом. Ставишь ровно по расчетной мощности — и он может 'заглохнуть' при случайном уплотнении материала. Поэтому хорошая практика — запас в 1.5-1.7 раза. Но и это не панацея. Частотный преобразователь сейчас почти стандарт, он позволяет плавно запускать и, что важнее, тонко регулировать скорость вращения, а значит, и производительность.

Но вот с регулировкой есть тонкость. Если просто снизить скорость для уменьшения подачи, в случае с цементом может нарушиться режим транспортировки. Материал начнет 'буксовать' вдоль витков, а не перемещаться. Поэтому регулировка должна идти в паре с датчиками контроля — например, датчиками загрузки на подшипниковых опорах или тензометрическими датчиками на самом приводном валу, которые отслеживают крутящий момент. Видел системы, где по резкому падению момента понимали, что желоб опустел, а по резкому росту — что началось забивание.

В одном из наших старых проектов попробовали сделать систему аварийного отключения по току двигателя. Вроде логично: перегрузка — срабатывает защита. На практике оказалось, что инерция массы цемента в желобе такова, что к моменту срабатывания защиты механическая часть уже получала ударную нагрузку. Пришлось переделывать на превентивную сигнализацию по тенденции роста тока. Мелкая деталь, но именно такие детали и отличают работающую систему от проблемной.

Материалы: от стали до покрытий

Материал шнека и желоба — это отдельная наука. Углеродистая сталь — дешево, но для длительной работы с цементом не годится. Нержавеющая сталь, например, AISI 304 или 316, — лучше с точки зрения коррозии и чистоты, но мягковата против абразива. Компромиссом часто бывает конструкционная сталь с упрочняющей наплавкой витков или с наварными пластинами из карбида вольфрама. Но это дорого и сложно в ремонте.

Пробовали полиуретановые покрытия желобов. Идея была в снижении адгезии и шума. На первых порах работало отлично, цемент не лип. Но через полгода-год активной работы в зоне загрузки покрытие стиралось до металла. Для ремонта нужно было останавливать линию надолго. Сейчас чаще вижу решение в виде сменных вставок из износостойкой стали или даже керамических плиток в критичных точках. Их можно заменить быстрее, не демонтируя весь конвейер.

Еще один момент, о котором часто забывают, — это сварные швы внутри желоба. Они должны быть абсолютно гладкими, заполированными. Любой наплыв или раковина становится центром налипания и образования пробки. При приемке оборудования теперь всегда лезу с фонариком внутрь и проверяю именно швы. Найдешь дефект — требуешь зачистки сразу, иначе потом будешь мучиться.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, возвращаясь к началу. Винтовой конвейер для цемента — это далеко не примитивный агрегат. Это баланс между производительностью, износостойкостью, герметичностью и управляемостью. Его нельзя просто 'выбрать из каталога' по таблице производительности. Нужно смотреть на всю цепочку, на свойства конкретной партии цемента (они ведь тоже разнятся), на условия в цеху.

Работа с такими компаниями, как ООО Циндао Синьаохуа Окрасочное Оборудование, которые мыслят категориями комплексных решений, только подтверждает это. Их подход — интегрировать оборудование в процесс — должен быть образцом и для более 'простых' сфер вроде цементной логистики. Ведь в конечном счете, надежность всей линии часто зависит от самого, казалось бы, простого звена. А опыт, как обычно, состоит из множества мелких неудач и последующих доработок, которые в учебниках не опишешь. Вот и получается, что идеального конвейера нет, есть правильно подобранный и адаптированный под задачу. И это, пожалуй, главный вывод.