Барабанный реклаймер: редкая птица в мире усреднения

В мире складирования сыпучих материалов большинство специалистов знает роторные реклаймеры с ковшовым колесом и скребковые кратцер-краны. Но есть конструкция, которую можно встретить нечасто — барабанный реклаймер, он же Drum Reclaimer или Barrel Reclaimer. В России я таких не встречал вообще. Видел только четыре штуки в Казахстане на угольных разрезах. Расскажу, как устроена эта редкая машина, где применяется и в чём её преимущества.

Как работает барабанный реклаймер

Барабанный реклаймер — это мостовой усреднитель, у которого рабочий орган не ковшовое колесо и не скребковая цепь, а вращающийся барабан с ковшами. Он обеспечивает высокую степень гомогенизации за счёт того, что забирает материал одновременно со всего поперечного сечения штабеля.

Технические параметры, которые я встречал в литературе и видел на реальных объектах: диаметр барабана от 5 до 8 метров, ширина колеи моста до 58 метров, производительность до 6000 тонн в час.

Конструкция барабанного реклаймера включает мост, перекрывающий штабель, который опирается на две А-образные опоры по краям. Опоры установлены на ходовые тележки, движущиеся по рельсам, проложенным с обеих сторон штабеля. К мосту подвешен вращающийся барабан — сердце всей машины.

На поверхности барабана по всей его длине и окружности закреплены ковши. Они подхватывают материал, который осыпается к основанию штабеля. Борона движется поперёк сечения кучи и своей осциллирующей системой разрыхляет материал по всей ширине штабеля, вызывая его осыпание вниз по откосу прямо под вращающиеся ковши.

Ковши собирают слой материала и выгружают его на ленточный конвейер, расположенный внутри барабана. Далее материал поступает на складской конвейер, идущий вдоль штабеля, и направляется в технологию или на погрузку.

Главное преимущество такой схемы — непрерывный забор материала со всего поперечного сечения штабеля, что даёт максимально возможную гомогенизацию по свойствам материала и гранулометрическому составу. Коэффициент смешивания достигает 1:10.

Конструктивные особенности

Основные узлы барабанного реклаймера:

1. Мост — сварная решётчатая балка, перекрывающая штабель
2. Две А-образные опоры с ходовыми тележками
3. Вращающийся барабан с ковшами
4. Борона с осциллирующей системой
5. Ленточный конвейер внутри барабана
6. Кабина оператора и электрооборудование
7. Барабан приводится во вращение через приводную шестерню и опорные ролики

Система управления потоком материала

Для точной регулировки потока материала в конструкции предусмотрены дополнительные механизмы. Регулировка угла наклона бороны позволяет подстроиться под свойства конкретного материала. Мокрая или липкая руда требует более крутого угла, сухой уголь будет сыпаться при меньшем наклоне. Регулировка осуществляется через механическую систему с гидравлическим приводом.

Дополнительно используется регулируемая пятка, расположенная под бороной и непосредственно над барабаном. Она позволяет тонко настраивать объём материала, захватываемого ковшами барабана и сбрасываемого на ленту внутри него.

Система натяжения конвейерной ленты

Одна из самых интересных инженерных находок — гидравлическая система непрерывного натяжения ленты. Вместо ручной регулировки используются два параллельных гидроцилиндра по бокам ленты, соединённых с валом натяжного барабана. Встроенные датчики положения на штоках цилиндров обеспечивают синхронную регулировку с точностью до 3 мм, благодаря чему лента всегда идёт ровно, без уводов.

Ход цилиндров достигает 1,5 метра, что даёт отличную гибкость регулировки и позволяет легко ослабить ленту, когда требуется, например, сделать стык. Натяжение поддерживается автоматически — система держит заданное гидравлическое давление, соответствующее нужному усилию. Кроме того, она способна заранее предупредить о разрыве ленты, перегрузке или других проблемах.

Такое решение полностью исключает необходимость ручной натяжки и выравнивания ленты, резко сокращая простои.

Двунаправленные барабанные реклаймеры

Если планировка завода требует линейного расположения штабелей, применяют двунаправленные машины. В такой конструкции:

- привод барабана делается реверсивным
- ковши ориентированы для работы в обоих направлениях вращения
- на машине установлены две бороны — по одной с каждой стороны

Это позволяет реклаймеру работать с двумя штабелями.

Перемещение между параллельными штабелями

При параллельном расположении штабелей возникает задача: как переставить машину с одного штабеля на другой. Есть три решения.

Первое и самое очевидное — просто иметь свой реклаймер на каждый штабель. Чаще всего так и происходит.

Но есть и альтернативные варианты. По мне, они достаточно сложны, но в мире они существуют, поэтому не могу о них не написать.

Второе решение — перегружательная тележка, которая движется в траншее поперёк открытых торцов штабелей. Реклаймер заезжает на тележку, та перемещает его к нужному штабелю. Этот вариант дёшев, но требует строительства траншеи и дополнительного оборудования.

Третье решение — поворотные тележки с гидравлическими домкратами. Машину поднимают домкратами, поворачивают тележки на 90 градусов и опускают на рельсы, проложенные на уровне земли поперёк штабелей. После перемещения к другому штабелю операцию повторяют в обратном порядке. Это решение дороже, но не требует траншеи и перегружательной тележки.

Отличие от мостового роторного реклаймера

Функционально барабанный реклаймер близок к мостовому роторному реклаймеру. Оба работают с торца штабеля и обеспечивают усреднение. Но есть принципиальные отличия.

Роторный реклаймер использует одно или два ковшовых колеса на тележках, движущихся вдоль моста. Его копающее действие более агрессивное и подходит для более сложного груза с большой фракцией, например. Степень гомогенизации при этом ниже.

Барабанный реклаймер использует вращающийся барабан с ковшами по всей длине. Борона работает по всей ширине забоя одновременно, за счёт чего усреднение более полное.

Как правило, барабанные реклаймеры выбирают там, где нужна особо высокая степень смешивания, особенно для твёрдых и полутвёрдых материалов. Роторные мостовые предпочитают для тяжёлого режима, когда требуется более активное режущее действие.

Реальные проекты

Где работают барабанные реклаймеры в мире?

Я знаю про четыре машины в Казахстане на угольных разрезах — видел их своими глазами.

Кроме того, в технической литературе и проектных отчётах встречаются следующие объекты:

- Две барабанные машины для угольной электростанции Medupi (Южная Африка)
- Три машины для угольной электростанции Kusile (Южная Африка)
- Барабанный реклаймер № 3 на шахте Брукуту (Бразилия, штат Минас-Жерайс) — оборудование подаёт руду на обогатительную фабрику.
- Две машины на металлургическом комбинате в Таранто (Италия), работают с 2006 года, подают железорудную мелочь на сталелитейное производство.
- Одна машина для угольного склада сталелитейного завода Arcelor Mittal в Абоно (Астурия, Испания), проект завершён в 2017 году

Это подтверждает, что технология не канула в Лету, а продолжает работать на крупных промышленных объектах по всему миру. Позже я сделаю отдельную статью-каталог по всем барабанным реклаймерам, которые удалось найти — с локациями и краткими примечаниями, без глубоких технических деталей.

Где применяется

Основные сферы использования барабанных реклаймеров:

- Угольные электростанции — усреднение угля перед подачей в котлы
- Металлургия — гомогенизация железной руды и концентрата перед доменными печами
- Цементная промышленность (реже) — для усреднения сырьевой смеси

Основные материалы: железная руда, уголь, бокситы, известняк, другие сыпучие полезные ископаемые.

Преимущества:

- Высокая степень усреднения — за счёт забора по всей ширине штабеля и осциллирующей бороны
- Непрерывный поток материала — борона обеспечивает стабильное поступление ковшам
- Низкий износ — материал захватывается аккуратно, с минимальным пересыпанием
- Возможность полной автоматизации
- Современные гидравлические системы управления потоком и натяжения ленты резко снижают потребность в ручном обслуживании

Ограничения:

- Редкость в России
- Сложность конструкции
- Для параллельных штабелей нужно дополнительное оборудование
- Высокая стоимость по сравнению с более простыми типами реклаймеров

Подытожим

Барабанный реклаймер — одна из самых редких и технически изящных конструкций в мире перевалки сыпучих материалов. Он сочетает высокую степень усреднения с низким износом и энергопотреблением. В России такие машины практически не встречаются, но на Западе и в Китае они активно используются на угольных электростанциях и в металлургии для гомогенизации железной руды. Южноафриканские проекты Medupi и Kusile, европейские проекты в Испании и Италии, а также бразильский проект на шахте Брукуту — яркие примеры того, что технология жива и востребована.

Если вам нужно максимальное смешивание при стабильной производительности до 6000 тонн в час — возможно, стоит рассмотреть этот вариант. А если вы знаете о других работающих барабанных реклаймерах — напишите мне, пополним коллекцию.

 

Статья на Яндекс Дзен про мостовые реклаймеры барабанного типа