1 我国大豆钢板仓的应用发展概况：我国钢板仓技术的应用与发展起步较晚,大致经历了4个时期:1979～1981年为应用尝试期,主要作为粮食中转和暂存的小型钢板仓使用;1982～1984年为应用技术引进期,引进美国镀锌波纹板装配式钢板仓(简称装配仓),属于农用钢板仓。之后轻工部门又引进了加拿大的商用粮食钢板仓,主要作为原料仓或港口码头的中转仓;1983年开始至90年代初为应用技术消化、吸收、提升期,1983年我国引进了利浦技术和SM型专用卷仓设备,开始生产制作利浦式钢板仓(简称螺旋钢板仓)。后又引进了国外装配式钢板仓的全套技术和生产线,在消化和吸收国外建造技术的基础上,对钢板仓建造技术进行了创新和发展;1995年后为发展期,我国钢板仓的建造和应用取得了较大发展,开始大批量生产、制作、安装钢板仓,使钢板仓在强度、性能、安全方面的可靠性有了一定的保证,并将其作为一种产品大量出口。我国大豆钢板仓的建造和使用仅经历了20多年时间,目前在大豆加工业被广泛应用于储存和运输的各个环节,成为“四散”储粮的现代化标志之一。目前建造及引进的大豆钢板仓大部分作为中转仓、暂存仓、原料仓、成品仓、储备仓等使用[1] 。

2、 钢板仓的类型2.1 螺旋钢板筒仓   1968年德国人利浦发明了用SM型专用设备建 造螺旋钢板仓(简称利浦仓,也叫螺旋钢板仓)。1969年在德国建成第一个螺旋钢板仓。我国于1985年4月建成了国内第一个螺旋钢板仓 [2] 。目前, 螺旋钢板仓直径可以在3～25m之间选择,高径比最大可达5.75,直筒高度最大可达31.5m,仓容最大可达6000t。施工时将495mm宽的卷板由开卷机送入成型机轧制成所需的几何形状,再通过弯 折机折弯、咬口(5层),围绕着钢板仓外侧形成30～40mm宽的连续环绕的螺旋凸条,在结构上起到加 强筒仓强度的作用。 其优点为自重轻、强度高、寿命长、工期短、费用低、气密性好、用途广泛、适应性强、用料广泛。缺点为受钢板仓仓容限制(目前直径不超过25m,钢板仓仓容不超过6000t),不可拆卸。

    2.2 螺栓装配式镀锌波纹板钢板仓1982年3月黑龙江省洪河农场引进美国理德公司螺栓装配式镀锌波纹板钢板仓,国内的庆安、迎春、齐齐哈尔等钢板仓公司迅速消化吸收并开发出我国第一批螺栓装配式波纹钢板仓。装配式钢板仓的墙体主要由压型钢板和Z型钢立筋组成,小仓、矮仓可以不设立筋或只设单筋(每块墙板对应1根立筋),大仓、高仓必须设置双筋且立筋壁厚要逐次加厚。压型钢板以卷板为原料采用辊压法在工厂预制完成,逐道辊压一次成型,波纹形成后再 经过冲孔、弯弧和镀锌等工序完成预制墙板,包装后运往仓库或现场进行安装 [3] 。进入21世纪,引进了美国装配式钢板筒仓全套技术及专用设备生产线,按照国外先进技术、设计软件、制作标准,在消化和吸收的基础上,进行了创新和发展,开始大批量生产、制作和安装。钢板仓的直径最大 可达32m,仓容(大豆)最大可达15000t，说明我国钢板钢板仓生产、制作、安装已经达到了国际水平。其优点为自重轻、对基础要求低;

标准化程度高,可以在工厂预制生产;装配简单,机动性强,可拆卸;寿命较长;仓容适用范围大,造价较低。缺点是密封性略逊于螺旋钢板仓,维护成本较高。

2.3 焊接仓：焊接钢板仓是采用钢板对接焊制而成的钢板仓,制作时要求上下、左右焊缝必须错开。优点是气密性好、仓壁钢板厚、强度高、储粮高度较高、使用寿命长。缺点是费工费料、施工难度大、施工周期长。

1. 钢板仓的结构组成和储粮特性

3.1 结构组成：钢板仓是由仓上建筑、仓顶、仓壁、仓底、仓下支撑结构及基础6个部分组成的 [4] ,如图1所示。 图1 钢板仓结构组成示意图 

3.2 储粮特性 ：安全储粮，多数人认为钢板仓储粮存在仓壁太薄、温差大、结露等现象,会损坏大豆。但实践证明只要注意控制进粮水分(一般不超过12-15%),增加其他有效措施,可以弥补薄壁钢板仓的上 述缺陷。 钢板仓虽然仓壁薄,受外界影响温差很大,容易结露,但大豆是很好的绝热体,只有靠近仓壁40cm以内的粮温变化明显;钢板仓吸热快,散热也 快。仓内由于配备测温装置,在控制室就可以进行极为方便的检测,一旦粮温有变化,可根据变化情况 进行处理。因此,在仓顶设排气管道和安装轴流风机是非常必要的;并应在仓底设机械通风装置,铺设通风管道;用离心风机通风是安全储粮的有效措施;此外,还可用移动式冷却通风装置使大豆处于低温 (5～15℃)下保管。除通风外,清扫、筛选、分级、除尘以及管理上成熟和完善的办法,例如倒仓、启动仓内翻粮系统等,使大豆钢板仓的安全储粮有了可靠保障  。

 3.3 使用寿命 人们一般只考虑粮仓的物理寿 命,而忽略了其技术寿命。自从引进新技术后,人们认识到粮仓使用周期应缩短,仓库的寿命根据用途、地点和需要不同一般考虑20～50年,粮食钢板仓工作寿命则不小于25年 [4] 。 螺栓装配式钢板仓具有拆迁方便的优越性,适应粮仓变迁的要求。通过长期实践证明,采用标准材料并对钢板表面进行双面镀锌热处理或其他涂层处理,可满足粮仓使用年限的要求。此外,将镀锌钢板压成波纹形状,可大大增强其强度,牢固耐用。 影响钢板仓使用寿命的因素很多,而使用、维护的好坏是关键因素。我国1982年建造的第一批装配式波纹钢板仓,从目前的状况分析,其使用寿命不止25年。 

    随着钢铁工业的迅速发展,钢材的产量、质量和品种等问题均能满足建仓的要求。当前钢板仓采用的原材料有黑钢板、镀锌钢板、铝板、铝-镍复合钢板、涂塑钢板、玻璃涂层板、搪瓷钢板、不锈钢板等。常见的主要是镀锌钢板。 

完善的配套设备及技术，钢板仓除筒仓本体外还应有相应完善的配套设备及技术。例如机械设备、电器设备、自控系统、检测装置、监控装置和技术服务等。 机械设备包括:输送装卸机械,称重机械,清理机械,通风机械,保管器械。 在控制室里将各种控制信号集中在控制面板或电脑上,可直观地显示出设备的运行状态,操作简单,快速安全,工作可靠,操作人员只需在控制室内操作,就可以管理整个钢板仓,提高了效率。 检测装置应配置齐全,常用的检测装置包括原粮品质快速化验装置、测温装置、料位装置等。监控装置主要是设备安全运行装置等。另外,应在管理上做好技术服务工作,高质量的服务让用户对大豆钢板仓的使用无后顾之忧。

 钢板筒仓工艺布置及配套工艺设备 

4.1 工艺布置   

钢板筒仓的平面及竖向布置应根据工艺、地形、工程地质及施工条件等经技术经济比较后确定。

主要要求:筒仓的尺寸、平面组合形式应满足使用、生产工艺和设备合理布置的要求;

门窗的大小和位置应满足出入方便、维修方便、疏散安全、通风与采光的要求;选型应使结构构件布置合理,施工方便,并有利于钢板仓平面组合。钢板仓仓群宜选用单排或多排行列式平面布置。 钢板仓平面组合形式有行列式和错列式两种。在特殊情况下,为了增加现有群仓的容量,允许采用错列式。无论哪种仓型,在施工时都需要施工机具及操作必须的工作面,因此单仓之间应留有间距;另外钢板仓群仓的单仓之间要满足使用过程中维修通道要求,净距不应小于500mm。 当钢板仓采用独立基础时,间距应满足基础宽度的要求。落地式平地钢板仓一般由中部地道出粮,需要用大型机械清仓设备入仓作业。清仓设备入仓时需要足够的间隙或转弯半径。不同的设备入仓所需的空间距离不同,仓间净距应满足所采用的清仓设备操作要求。 对有防雷要求的地区,钢板仓应考虑防雷措施。 

4.2 筒仓容积计算   

Φ为钢板仓直径;H为钢板仓直筒高度;d为仓底锥斗直径;h1为仓上檐空出高度;h2为筒仓 直段高度;h3为筒仓下锥段高度;α为仓顶倾角;β为粮食堆积角;γ为仓底回填坡倾角。 钢板仓有效仓容计算公式如下:  V=V1+V2+V3 式中:V———钢板仓有效仓容; V1———钢板仓上锥体积;V2———筒仓直段体积;V3———筒仓下锥体积。   可以得出: V1=1/3 π・(Φ/2)2・(Φ/2)・tgβV2=π・(Φ/2)2 ・h2 V3=1/3 π・(Φ/2)2 ・(Φ/2)・tgγ其中,h1根据需要设置不同高度,一般考虑上檐留出300mm;仓顶倾角根据不同仓型有所不同,螺旋仓、装配仓直径不同,相应的仓顶倾角也不同。 V3根据不同仓型选择(有可能是平底仓,或是全锥 斗仓)。

4.3 工艺设备  

     在钢板仓建设中,工艺设备的选择与配置对发挥钢板仓功能,提高运营效率和收益,节本降耗,保护环境等方面均起着举足轻重的作用。钢板仓工艺设备一般包括原料的接收、清理、计量、进出仓、倒仓、通风、测温、料位、自动控制等,有时还附带熏蒸工艺、除尘工艺等。

4.3.1 清理设备 

大豆钢板仓工艺配置的清理 设备多采用以下几种形式。 格栅:火车、汽车散粮卸粮地坑处、码头散粮接收料斗处均设置格栅,主要清理原粮中的麻绳、大杂、土块等。格栅尺寸可根据卸粮地坑或接收料斗的尺寸配置。磁选设备:设在输送设备头部或进粮 作业线上,主要清理大豆中的磁性杂质(例如铁杂等)。清理筛:可采用的清理筛有初清筛、圆筒初清筛、网带初清筛、自衡振动筛等。主要清理大豆中的大、中、小杂和轻杂。清理设备的生产能力一般为30～1000t/h。 

4.3.2 提升设备 

提升设备配置数量的多少及配 置几条作业线应根据工艺要求来确定,工艺设计中应尽可能考虑一机多用、提升次数少的作业流程。提升设备的生产能力一般为30～2000t/h。4.3.3 称量设备和秤上、秤下粮斗 工作塔内目前 采用的计量形式为自动秤,一般计量设备配置在大 豆接收与发放作业线上,大豆进、出仓均需经自动秤称量。自动秤在进粮称量时,当称量达到额定数值时,进料口关闭,停止进料而开始卸粮。可见秤的进粮和卸粮都是非连续的,有一定的时间间隔。因此,自动秤与其他连续输送设备(例如皮带机和提升机)相衔接时,必须增加秤上斗与秤下斗,以便于作业线缓冲备载。为保证称量精确,秤上部应安装除尘装置。秤上、秤下斗在流程中具有稳定流量、保证连续性生产以及缓解故障处理时间的作用。一般在称重设备之前,设置一个能够容纳2～3倍称量量程的秤上斗,除了稳定流量保证连续性生产外,还可以在自动秤发生故障时,暂存一些大豆,从而起到缓冲作用。在称重设备之后,也应设置一个能够容纳1.5倍称量量程的秤下斗,使其起到缓冲与均流作用,以保证后续设备的正常运行。常用的计量设备有30、50、100、200、300、400、500、600、700、1000t/h等量程。4.3.4 水平输送设备 水平输送设备大多采用气 垫带式输送机或埋刮板输送机。气垫带式输送机多用于钢板仓大豆出仓输送或较长距离的水平输送(为多进料口、少出料口的设备)。埋刮板输送机多用于钢板仓仓顶大豆进仓输送(为少进料口,多出料口的设备),或者布置在汽车、火车发放作业线的备载仓上方。 两种设备由于机壳密闭,可以减少粉尘飞扬。一般钢板仓仓顶的埋刮板输送机多为栈桥支撑布置,1台埋刮板输送机可以满足数个钢板仓的进粮作业。由于埋刮板输送机体积较小,占用空间位置小,可使筒仓顶层的通道宽畅,设备布置美观整齐。钢板仓底的气垫带式输送机一般为每排钢板仓下设1台,可以接收数个钢板仓的大豆。水平输送设 备的生产能力一般为30～2000t/h。 4.3.5 港口大豆接收、发放设备 散粮专用码头的 主要卸船设备有以下几种形式:吸粮机,门座起重机,夹皮带卸船机(船用立式提升机),桥式卸船机。目前,码头散粮接收作业采用最多的为吸粮机。它 的优点是生产率高,装卸工作完全机械化,可以灵活地移动吸口位置,无灰尘飞扬,可以将船舱内大豆吸净而不用人工扫舱。其缺点是动力消耗较其他设备大。常采用的设备生产能力为30～600t/h。在一些大型的散粮专用码头,多采用机械式卸 船(例如夹皮带卸船机)。设备生产能力为400～2000t/h。装船多采用固定式和移动式装船机,设备生产能力为100～2000t/h。 

4.3.6 除尘设备 除尘设备是为了保持工作环境 清洁,改善工人劳动条件和防止粉尘爆炸而设置的。在有可能产生尘土飞扬的斗式提升机的头部卸料口、尾部进料口、初清筛、自动秤、皮带机落料口等处设置吸风口。在所有的大豆输送系统各部位均设置有除尘管道与除尘设备相连接。通风除尘风网是根据大豆接收和发放的流向、工艺作业的要求、工艺设备所需的吸风量大小、设备布置的位置来组合的。一般自动秤、初清筛多设置为独立除尘风网,水平及垂直输送设备多设置为集中除尘风网。 

4.3.7 其他 ①大豆钢板仓内设置有大豆测温、 测满、测空设备。②大豆钢板仓内设有多功能管道通风、熏蒸系统,可以进行机械通风降温,环流熏蒸杀虫,低温储粮。③大豆钢板仓各种机械设备运转或故障均由中心控制室进行远距离自动控制、监测。

5 结束语   

大豆钢板仓以其土地利用率高,自动化程度高,建造容易、施工周期短,工艺配置灵活,易于管理等优势而日益成为大豆加工企业原粮暂存的首选仓型。随着应用及研究的深入,相信对钢板仓本身的技术特性将更加明晰,从而进一步为我国大豆加 工业日常生产、大豆储存安全提供有力的保障。
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