某新能源材料破碎篩選車間硅棒運輸方案設(shè)計

王 玲 劉郭平

（重慶公共運輸職業(yè)學院軌道交通學院，重慶 402247）

隨著太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展和需求的不斷增加，作為光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料的多晶硅至今卻未被大規(guī)模普及，其主要原因在于多晶硅的制造成本過高、生產(chǎn)率較低。目前，多晶硅生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)掌握在美、日、德等國手中，并對我國實行技術(shù)封鎖和市場壟斷。近年來，國內(nèi)也有多個企業(yè)投入巨資進行多晶硅的研發(fā)和生產(chǎn)。但是由于硅棒破碎工序需要采用專用設(shè)備來進行破碎和篩選，并且破碎設(shè)備投料口位置一般比較高，因此需要配置專用的運輸及舉升（提升）設(shè)備將料車升到投料平臺高度。

1 運輸方案設(shè)計的原則

在運輸方案的設(shè)計上面，應(yīng)選擇技術(shù)先進、工藝成熟、投資低、運行費用低、管理方便、運行靈活的工裝及設(shè)備；物料運輸?shù)脑O(shè)備后期還應(yīng)滿足只能畫生產(chǎn)升級的要求，預留一定的空間，所以在設(shè)計過程中需要全面規(guī)劃、考慮長遠發(fā)展。我們在設(shè)備的設(shè)計和選型上一方面符合國家環(huán)保治污、節(jié)能降耗、循環(huán)經(jīng)濟的政策的要求，另外一方面要應(yīng)盡量安全可靠，保證作業(yè)人員的安全和生產(chǎn)的連續(xù)性。運輸主要用到的設(shè)備如表1 所示。

表1 破碎篩選車間物料運輸設(shè)備一覽表

根據(jù)上述選型及設(shè)計原則，我們對硅棒的運輸設(shè)備準備了兩套方案。

2 方案概述

2.1 方案一概述

本方案采用牽引車將來料小車拖到貨淋室門口，然后牽引車退到來料小車尾部，將來料小車頂進貨淋室（需要有人掌控小車的方向）。貨淋完畢后，由車間內(nèi)專用牽引車將來料小車拖到工作臺位一或二，然后由舉升機二將來料小車舉升到投料平臺上，并插上銷子，確保來料小車不墜落。運輸工藝流程如圖1所示，方案一運輸方案示意圖如圖2 所示。

圖1 方案一運輸方案流程圖

圖2 運輸流程示意圖

2.1.1 主要設(shè)備及參數(shù)

2.1.1.1 龍門提升機

龍門提升機的主要任務(wù)是將來料小車提升并可橫向自由移動，從而方便的將來料小車轉(zhuǎn)運到軌道小車或料車輸送線上。該龍門提升機主要由立柱、固定橫梁、可移動橫梁和提升機構(gòu)等組成。主要技術(shù)參數(shù)如下：

提升重量：5T；

提升高度：1750mm；

電機功率：2.5KW；

電源要求：380V；

自重：1300Kg；

提升時間：＜55S；

外形尺寸（長寬高）：4800× 2800× 4500mm。

主體顏色可以根據(jù)客戶需要進行噴涂。

在硅棒運輸設(shè)備在設(shè)計過程應(yīng)注意的事項：

由于樓板較薄，舉升機的底座應(yīng)加大處理，以增加受力面積。

2.1.1.2 室內(nèi)牽引車

該牽引車和公司的牽引車一樣，為了保證潔凈，該車僅在破碎篩選室內(nèi)運行。

2.1.2 工藝流程

來料小車將物料運送至貨淋室門口→在貨淋室進行吹掃→用牽引車將硅棒運輸至工作臺位→來料小車被提升至投料平臺→往破碎篩選機內(nèi)投料→來料小車落下并返回。

2.1.3 方案一（龍門提升+牽引小車）設(shè)備布置圖如圖3 所示。

圖3 方案一設(shè)備布置圖

2.2 方案二概述

本方案采用牽引車將來料小車拖到龍門提升機的下方，并調(diào)整好位置，將來料小車提升到一定的高度，橫向移動，并落在軌道小車上。軌道小車自動運行到貨淋室進行吹掃，吹掃后運行到工作臺位一或二，然后由龍門提升機來料小車提升并平移到料車輸送線上。料車輸送線可帶動來料小車沿軌道縱向方向自由移動，使取料點離投料口最近。

2.2.1 主要設(shè)備及參數(shù)

2.2.1.1 龍門提升機

龍門提升機是用來提升重物，并使重物能夠在橫向方向上自由移動，從而實現(xiàn)來料小車在軌道和運輸線上的移動。該龍門提升機要求提升重量不小于5T，提升高度為1750mm，電機功率為2.5KW，電源采用三相交流電380V，龍門提升機的自重為1300kg，提升時間不超過5s。硅棒運輸設(shè)備在設(shè)計過程中應(yīng)增大舉升機的底座受力面積，避免樓板受力過大。

2.2.1.2 軌道運輸車

軌道運輸車的主要作用是將來料小車及物料運送到需要的位置。主要由車架、蓄電池、傳動裝置、主從動輪對、緩沖裝置和電氣設(shè)備等組成。軌道運輸小車由蓄電池提供電源，電源通過電氣控制系統(tǒng)，給牽引電機提供電力，控制小車的啟動、停止、前進、后退、調(diào)速等。該小車具有聲光報警及防撞功能，能實現(xiàn)定點停車（誤差為± 5mm）。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

額定載重量：4T；

臺面尺寸：3500× 1200× 450；

輪距：2500；

車輪數(shù)量：4；

運行速度：0-25m/min；

電機功率：1.2KW；

續(xù)航里程：5KM；

自重：2.5T；

主體顏色根據(jù)需要噴涂。

2.2.1.3 專用軌道

圖4 軌道運輸車

圖5 料車輸送線示意圖

專用軌道的作用是承重和導向，方便軌道運輸小車在軌道上運行。為了保證來料小車在軌道運輸小車上的情況下從龍門舉升機二下面順利通過，需嚴格控制軌道的高度尺寸。因此，該軌道為特制的非標準軌道，高度為35mm，軌道線總長度為30m。軌道的側(cè)面涂刷油漆。

2.2.1.4 軌道基礎(chǔ)

由于樓板比較薄，為滿足承重，需要在軌道下面加一層15mm 厚的鋼板。鋼板涂刷油漆。

2.2.1.5 料車輸送線

料車輸送線的主要任務(wù)是帶動來料小車沿軌道縱向方向自由移動，使取料點離投料口最近。

2.2.2 工藝流程

來料小車提升至軌道運輸小車→貨淋室吹掃→軌道上運輸至工作臺位→來料小車提升至輸送帶→往破碎篩選機內(nèi)投料→來料小車落下并返回。

2.2.3 方案二設(shè)備布置圖。

見圖6。

圖6 方案二 設(shè)備布置圖

3 方案比較及結(jié)論

根據(jù)對建設(shè)單位的實地調(diào)查和詳細分析論證，對龍門提升機與龍門舉升機以及上述的兩種方案的分別列表比較如表2、3 所示。

表2 龍門提升機與龍門舉升機比較

通過對龍門提升機與龍門舉升機以及上述的兩種方案的詳細分析，龍門提升機具有安全性高，操作方便，樓板承重比較分散，可以橫向移動，可升級空間大等優(yōu)點。方案二自動化程度高、操作簡單、工人需求數(shù)量少，雖然前期投入成本稍微高一點，但綜合生產(chǎn)成本低，勞動效率高，最終能降低產(chǎn)品的總成本，故推薦方案二作為本改造項目的實施方案。若考慮改造周期及一次性投入成本及改造周期等因素，可先按方案一實施，預留進一步升級的接口和空間位置，或者按方案一+料車制動輸送的組合方式實施。

表3 方案一和方案二比較表