一直以来，在水泥生产过程中，人们通过把混合料中的成分加热到尽可能高的温度来去除杂质。如今，人们在2000˚F（1000˚C）的窑中煅烧硅酸盐水泥的生料或原料，类似于将材料丢入活火山中心的效果。虽然物料随后会经过冷却过程，但轻质易碎的骨料仍然很热，足以烧穿普通输送带、耐高温个人防护设备（PPE）或它遇到的几乎所有其他东西。

长期以来，高温物料的存在使安全成为水泥厂经营者的头等大事。然而，不管采取了什么样的安全措施，在厂内高温区防止物料堆积和撒料以避免堵塞和停机的工作，仍是人们最不愿干的。

美国德克萨斯州一家水泥厂的安全人员提出要关注熟料经篦冷机传送到熟料库的卸料皮带机的一个转运点， 这个转运点有很多高温物料溢出，对工人安全构成了潜在风险。这是该厂一段时间以来一直试图解决的问题，目的是减少该区域内维修和清理所需的维护量。计划外停机、劳动力和熟料损失的增加都在使运营成本提高。厂里除了想提高系统效率，还希望使转运点周围更安全。

在熟料生产过程中，大约200吨/小时（181.4吨/小时）生料喂进烧成系统，高温熔融的熟料从窑中产出，装入链条传动的带有高温金属盘的盘式输送机中。冷空气使熟料迅速从约1400˚F（760˚C）降到350-800˚F（176-426˚C）的温度范围。

熟料冷却后将通过一个5英尺（1.5米）长的斜溜槽落到一条配有高温皮带的卸料输送机上，这台输送机悬停在飞机库大小的熟料库的料堆上方80英尺处。皮带长度为1100英尺（335m），带宽24英寸（610 mm），以260英尺/分钟（1.32 m/s）的速度将物料输送到卸料溜槽。

皮带机沿着熟料仓缓慢地来回移动，通过一个溜槽将粉状熟料排到高高的料堆上进行储存。库料根据需要由前端装载机快速输送到工厂的不同车间。

熟料自动卸料输送机的问题需要立即解决，否则这些问题可能会影响生产和工厂满足客户需求的能力。

原转运点存在严重的溢料问题。

工厂的安全问题由几个因素造成。从盘式输送机到卸料输送机的转运点有密封不严的问题。高温细粉料会从皮带机两边溢出，落在在两边的廊道上。此外，溜槽里物料堆积往往会导致停产，直到物料被清除之后才能恢复生产。

维护也是一大挑战。工人需要通过室外楼梯到达八层楼高处的操作平台，这个爬楼高度可能令人生畏，尤其是在德克萨斯州夏季的时候。工人到达转运点后就会马上感受到熟料带来的热浪。在人工清理溜槽的过程中，有可能与高温物料直接接触，因此经过培训的工作人员用空气枪或二氧化碳喷射装置进行清理工作时，必须穿戴好能抗高温的个人防护装备。

在转运点下的平台上安装了一个3×5英尺（0.9×1.5 m）的栅栏井，以便捕获一些溢料。这形成了一个溜槽，增加了下方料堆的熟料。这样做的目的是为了减少工人与物料的接触，减少因溢料带来的一些生产损失。但还是有大量的溢料堆积在平台周围，造成潜在危险，需要定期清除。

即便是定期维护也会带来安全和成本问题。承包商每月大约需要进入该区域两次进行清理，工作需要四到五个工人和一辆真空吸尘车。工厂每月为此项任务花费在1万五至2万美元之间——取决于工作内容和工作人员进场次数。

该转运点的恶劣环境对设备产生了深远影响。托辊经常卡死或损坏，造成的原因有因高温引起的变形，运量过载和细粉粒进入滚动件（如轴承）。皮带磨损也很快，会形成孔洞，甚至在接头处断裂。

当托辊卡死，皮带与托辊摩擦加剧，并造成皮带非工作面过热。摩擦会导致皮带迅速劣化，同时造成边缘磨损。如果长时间未被发现，摩擦会使机械接头受损并导致皮带接头断裂。虽然皮带工作面的耐受温度可能很高，但皮带非工作面却没有那么高的热量耐受度，这有可能导致火灾。

德克萨斯州水泥厂

尤其需要注意的是缓冲托辊，它们更容易卡死，因为它们一直承受冲击，还会因为持续接触高温物料而发生形变。托辊之间的间隙往往容易造成皮带工作面形成凹痕和裂纹。这些受损的地方会受到高温作用迅速变成孔洞。由于更换皮带的成本很高，现场往往会选择不管这些孔洞，导致溢料增加，直到溢料问题变得无法控制。

受料区和沉降区的皮带密封问题也是导致溢料的因素之一。原有的导料槽壁上安装的耐磨板不能适应高温工况，出现变形或撕裂，形成细粉料的逃逸点。密封裙边磨损很快，而托辊之间的皮带会因重力下垂，这一段距离的皮带和密封裙边之间的间隙变大，造成更多的物料逃溢。

马丁工程受邀查勘转运点丨提出模块化转运点整体解决方案

厂方开始并没有和马丁工程技术公司联系，而是选择了一家供应商表面上看起来合理的解决方案。该供应商安装了一个预制联锁的管道系统，实现密封输送，还便于维护和更换托辊。不幸的是，该系统所用的材料无法满足恶劣环境和应用的要求，结果造成了大量溢料、计划外停工、熟料损失和更高的运营成本。由于这些故障和客户对火灾与安全的担忧，客户需要提前将这个管道系统更换掉。

马丁公司与客户有着长期的合作，在客户厂内已成功完成了很多项目，执行了不少服务合同，因此马丁受邀查勘这个转运点并提供解决方案。马丁派出了熟悉熟料仓应用的受训的技术人员完成了走皮带的任务，完成了一张完整检查清单所列的任务，找出了整个物料运输过程中的问题。

马丁技术人员提出了一个更适合于该应用的模块化转运点整体解决方案。该解决方案包括抬高和缩短导料槽、大幅改善密封性、增加皮带支撑和控制沉降区气流等措施，这些工作量可以在客户计划的停工时间内花短短几天时间完成。

高空安装 高效完工

安装工作由一名马丁工程技术的服务主管指导五位外包工人执行，他们用起重机将所需部件吊到高空作业平台上，用不到四天的时间完成了旧设备拆除和新部件的安装，并清理了现场。得益于如此快速的完工，客户在停工检修期结束前对新系统进行了测试。

该团队安装了一条新的导料槽，配有一台缓冲床、外置耐磨板、Apron密封裙边、快拆式托辊、皮带支撑和挡尘帘。这些部件作为一个整体解决方案，改善了皮带受料，减少了溢料和粉尘，并将皮带受到的冲击损伤降到最小程度。

改造前的导料槽长度为20英尺（6 m）。采用这种结构，是为了让货物和粉尘有尽可能多的时间在密封环境中沉降。为了在较短的长度内实现大致相同的目标，马丁工程技术公司的技术人员略微提高了导料槽的高度，并将其长度缩短到12英尺（3.6 m）。

皮带支撑不足导致逃逸物料聚集在托辊上，造成过早失效。

如此大的破洞和变形的格栅说明运行时温度极高。

模块化部件集成在一起工作，以实现最好的使用效果。

缓冲床降低了物料对皮带的冲击，降低了了皮带受到严重损坏的机率。缓冲床配有槽形、摩擦系数低的超高分子量滑条，用于支撑皮带边缘并稳定皮带。缓冲床消除了原来安装的缓冲托辊之间会有间隙造成的皮带下垂和反弹现象，并大大减少了更换导致皮带摩擦增加的受损滚动部件的需要。“盒式”设计允许每根滑条翻转使用，提供双倍磨损寿命。

当高速受料时，高温物料撞击到导料槽侧壁上，会迅速侵蚀金属，并产生孔洞，使物料逸出。外置耐磨板增加了额外一层保护，而且可以从导料槽外部直接更换。之前的设计要求持证工人进入密闭空间，用气割拆除耐磨板。现在可以用简单的工具从导料槽外部就可以安全地拆除耐磨板。

和耐磨板一起装在导料槽外侧的是Apron裙边密封。这种由硬度为70的EPDM（三元乙丙橡胶）复合而成的双层密封系统通过保持有效的防尘屏障来防止溢料。主密封夹在导料槽壁上，副密封通过自重搭在皮带上，可自我调节，提供第二道密封。

耐磨板和裙边密封

导料槽前后的挡尘帘可以减少粉尘。

尾部滚筒和缓冲床之间安装了快拆式托辊，用于支撑皮带。这种托辊更换很容易，它们可以从机架上抽出，然后进行维护。防止皮带下垂是实现严密密封和控制溢料的关键。在皮带支撑之间合理的布置托辊有助于在整个受料区和沉降区内保持平稳的皮带路径。

两台皮带支撑引导物料平稳地通过沉降区，还可以帮助物料居中。与缓冲床的概念类似，这些皮带支撑具有较宽的支撑条，可避免用托辊会引起的皮带碰撞。快拆式托辊与皮带支撑依次布置，与裙边密封一起构成严密密封，进而防止溢料。

导料槽两端的挡尘帘控制着受料过程中产生的气体湍流，使其不至于从导料槽的任何一端带着物料逸出。通过控制气流，物料在皮带上的沉降更为迅速，更多的熟料得以保留。

可持续成果丨马丁工程的解决方案全面提高该区域的安全性和生产力

安装近一年来，现场操作人员报告的结果包括：

• 效率提高，溢料大大减少。堆积在廊道上的物料减少以及周边区域的粉尘减少，转运点周围的安全性得到显著提高。

• 自安装以来，没有出现过孔洞和皮带接头脱落等皮带损坏问题，运营成本大幅降低。因为皮带是最昂贵和更换最耗时的部件。导料槽保持完好和严密的密封，持续控制着溢料。整个转运点原来的大部分托辊拆除后，降低托辊卡死和皮带非工作面因摩擦损坏的可能性。

• 水泥厂不再需要配真空吸尘车的清洁队，维护和清洁所需工时和费用也得到了降低。