Opmars van de pipe-conveyor

Opmars van de pipe-conveyor Algemene introductie van de pipe-conveyor als medium voor het transport van bulkgoed.

Inleiding: Reeds meer dan 100 jaar worden bandtransporteurs gebruikt voor transport van bulk goederen. Dank zij de relatief lage investeringen en lage operationele kosten heeft dit transportsysteem een enorme ontwikkeling doorgemaakt in mogelijkheden t.a.v. mogelijke capaciteiten en realiseerbare lengten. Het enige nadeel bij conventionele trogband transporteurs is stofemissie en mors vanaf het retourpart. De toenemende eisen met betrekking tot het voorkomen van mors en stof emissies zijn een stimulans geweest voor het zoeken naar nieuwe ontwikkelingen met diverse soorten gesloten bandtransportsystemen. Het meest toegepaste gesloten bandtransport systeem is de pipe-conveyor.

Opmars van de Pipe-conveyor

Het blijkt dat gesettelde systemen vaak nog ten onrechte worden ingezet waar een ander systeem een in zowel economisch als technisch en milieu technisch beter alternatief zou zijn geweest, maar dat is moeilijk te doorbreken. Ondanks het feit dat de pipe-conveyor al meer dan dertig jaar bestaat en dat er over de hele wereld al meer dan 1.000 installaties zijn gebouwd en draaien met een bedrijfszekerheid die niet onder doet voor de conventionele trogband is het bij de doorsnee gebruiker van bulk transport installaties nauwelijks bekend. Door middel van deze technische toelichting trachten we de mogelijkheden van de pipeconveyor onder de aandacht te brengen.

Pagina 1 van 1

Algemene toelichting over de techniek: De band heeft met uitzondering van het laaden lospunt, de vorm van een pijp die wordt geleid door rollen die in de vorm van een zeskant zijn opgesteld. De band wordt beladen als een conventionele trogband en stort bij de aandrijftrommel wederom af zoals een conventionele trogband. Bij het tussenliggende gedeelte wordt zowel het productdragende als het retourpart van de band opgerold als een pijp. Een speciaal dwars stabiel weefsel zorgt er voor dat de band contact houdt met de rollen bij zowel het beladen als het onbeladen deel. De rubber band moet voldoende stijfheid bezitten om de ronde vorm te kunnen behouden maar ook voldoende flexibiliteit bezitten om de trommels als vlakke band te passeren. Ook in de bochten moet de band voldoende vormstijfheid bezitten om niet door de trekkrachten in de band van de steunrollen te worden weggetrokken. De rubberband ziet er verder uit als een conventionele trogband en is door de leek niet van de conventionele band te onderscheiden. Een conventionele band echter zou op de bodem van de rolondersteuning gaan liggen


en zal na enige tijd vermoeidheidsscheuren gaan vertonen. Door de juiste combinatie van de mate van voorspankracht in de band en de onderlinge afstand van de in zeskant opgestelde steunrollen wordt de overlappende naad dichtgetrokken. Op die manier is de transporteur vanaf enkele meters na de opstort tot enkele meters voor de afstort zowel op het productdragende gedeelte als het retourpart volledig gesloten en emissie vrij. Tevens wordt het product beschermd tegen invloeden van buitenaf. Kleverig materiaal dat onderweg los komt van de band zal door de gesloten constructie van de pipeconveyor pas vrij komen wanneer de band vóór het passeren van de keertrommel weer wordt geopend. Materiaal dat van de band af komt voordat de band volledig gesloten is kan bijvoorbeeld met een kleine morsafvoerband wederom aan de hoofdstroom worden toegevoerd. Bij kleine morshoeveelheden is opvang in een morsbak een economische oplossing.

Pagina 2 van 2

Principe van pipe-conveyor Technische details: Om van de vlakke keertrommel na enkele meters de vorm te verkrijgen van een pijp, worden de volgende maatregelen getroffen; Direct na de keertrommel, met inachtneming van de gebruikelijke voorwaarden voor de introglengte wordt de band, zoals bij een conventionele band ondersteund door impact rolstellen of impactbars. Over dit gedeelte is de band voorzien van een instortgeleiding waarvan de lengte afhankelijk is van de bandsnelheid en het versnellingsgedrag van het product. Geleidelijk wordt de band steeds dieper getrogd waarna er op een paar posities vingerrollen worden toegepast om de overlap in de nagenoeg pijpvormige band op de gewenste wijze tot stand te brengen.

Vanaf dat moment kan de band door de in zeskant vorm opgestelde rolconfiguraties verder in opgerolde vorm als pijp zijn weg vervolgen. Binnen deze zone en enkele meters hierna moet de band een gestrekt traject zonder bochten afleggen. Hierna kunnen bochten in het pijp-vormige tracé worden voorzien. Voor de aandrijftrommel zal de pijpvorm weer geleidelijk overgaan tot de vlakke vorm voor de aandrijftrommel. Enkele driedelige trogstoelen zullen de productdragende band hier ondersteunen. Op het retourtraject gebeurt eerst nagenoeg hetzelfde als na de keertrommel. Na de bandreiniging en de eventueel aanwezige insnoertrommel kan de band weer geleidelijk tot pijp worden gevormd.

Voor de keertrommel zal de band automatisch na het verlaten van de laatste opstelling in zeskant de vlakke vorm op de trommel aannemen en behoeft de band geen verdere geleiding of ondersteuning. Voor de overgangs trogstoelen tussen vlakke band en pijp-vormige band gebruikt Smulders Constructions speciale trogstoelen met afwijkende lengten welke op de gewenste hoek instelbaar zijn. Voor de bevestiging van de in zeskant opgestelde rollen zijn eveneens speciale klembeugels ontwikkeld welke de rollen volledig opsluiten omdat het inleggen, zoals bij conventionele trogstoelen gebeurt, hier niet toepasbaar is.

Het beladen van de band: Een van de meest elementaire zaken is dat de pipe-conveyor op een correcte wijze wordt beladen. Naast een juiste belading in het centrum om de band een goede rechte loop te geven is het niet minder belangrijk te zorgen voor een gelijkmatige beladingsgraad. Wat bij een conventionele band leidt tot mors bij een tijdelijke overbelading zal bij een pipeconveyor bij een beladingsgraad boven de 100% leiden tot het vastlopen van de band in de rolstellen.


Om die reden moet gezorgd worden voor een goede dosering, met een evenveel afromen van kortstondige pieken en een bewaking door middel van een schakeling op een niveau detectie of schakeling na een bovenmatige belasting op de draagrollen. Ook lange voorwerpen kunnen leiden tot problemen. De hiervoor genoemde bezwaren gelden uiteraard voor alle gesloten bandsystemen. Een vuistregel voor de maximale stukgrootte is dat

Pagina 3 van 3

deze niet meer mag zijn dan 1/3 van de pijp diameter.

Het spannen van de band: Omdat de band op het retourpart als pijp is gevormd zal, wanneer men gebruik wenst te maken van een zakspaninrichting, deze geplaatst moeten worden direct na de aandrijf- of direct voor de keertrommel, daar waar de band nog niet tot pijp is gevormd. De positie direct na de aandrijftrommel zal de gunstigste zijn omdat hier met de laagste voorspankracht kan worden volstaan. Indien er geen hoogte beschikbaar is voor een zakspaninrichting is het mogelijk een doorlussing te maken in het onderpart en de band te spannen via een spanlorry en een spangewicht. Een volgende optie is de keertrommel op een spanlorry te plaatsen. Uiteraard kan de spanlorry hier verbonden worden met een spangewicht in een spantoren, maar kan de band ook met een lier of hydraulisch worden gespannen. Alle technieken als hierboven zijn dus niet anders dan bij conventionele bandtransporteurs. De afwijking met de conventionele trogbanden is dat de pipe-conveyor niet goed op spanning gebracht kan worden zonder een aantal malen de gehele installatie te hebben doorlopen. Met een verlenging van 1 à 1½% moet worden gerekend na enkele uren draaien met de band. Eventueel kan een kramverbinding als tijdelijke eindloosverbinding worden aangebracht om daarna de definitieve eindloos vulkanisatie aan te brengen. Hiermee kan de benodigde spanweg worden gehalveerd relatie tussen pipe-diameter en maximale capaciteit

Bijkomende voordelen van dit systeem zijn: -Bescherming van het product tegen de klimatologische omstandigheden als regen, wind, temperatuur, en contaminatie met andere producten of voorwerpen en zwevende delen uit de lucht. -Grote vrijheid in de keuze van het traject door toepassing van bochten in het horizontale of verticale vlak of een combinatie van beiden. -Een toename van de maximale stijgingshoek t.o.v. de mogelijkheden bij conventionele bandtransporteurs. -Een reductie in de benodigde ruimte met name de breedte. -Toe te passen op bestaande transporteurs omdat opstort en afstort en bandreiniging niet afwijken van de conventionele transporteurs, en met een ongewijzigde bandbreedte dezelfde capaciteit gerealiseerd kan worden. -Minder overstortpunten met als gevolg minder vervuiling en minder onderhoudskosten.

4500

diameter in mm

4000

band snelheid in m/min 3500

capaciteit in m3/h

3000

2500

2000

1500

1000

500

0 1

2

3

4


5

6

7

8

9

Pagina 4 van 4

-De band kan een lange opstort hebben onder bijvoorbeeld een mobiele bunker.

Geschiedenis van de pipe-conveyor: De pipe-conveyor is ontwikkeld eind jaren 70 door Japan Pipe Conveyor. In 1979 werd de eerste installatie van dit type met succes opgeleverd. Van dit systeem zijn een aantal andere ontwikkelingen met kleine variaties afgeleid waaronder de New Pipe Conveyor van Mitsubishi, de Mitsui Pipe Conveyor en de Tubular Conveyor van Beumer/Clouth waarbij de 6 rollen 3 aan 3 zijn opgesteld aan de tegenovergestelde zijden van de geleideschotten zoals ook TBO Bulk Handling zijn Pipe-Conveyors heeft gebouwd. Het oorspronkelijke systeem als hiervoor genoemd en ontwikkeld door Japan Pipe Conveyor en de hiervan afgeleiden zijn nog steeds de meest toegepaste technieken bij het gesloten bandsysteem. Een variant op de pipe-conveyor is de Hose Belt Conveyor welke als pijp is vervaardigd en daarna is open gesneden. De band heeft hierbij van nature een ronde vorm. Overzicht alternatieve systemen

Overzicht pipe-conveyor systemen Andere varianten van gesloten transportsystemen zijn de Sicon Conveyor de Aerobande en de recentelijk door Dunlop ontwikkelde Enerka-Becker Systeem hebben een druppel of peermodel en worden via de verdikte zijranden door draagrollen ondersteund. Verder bestaan en nog de U-con conveyor die een platte rechthoekige doorsnede heeft; de U-con Delta Conveyor met een driehoekige doorsnede en de Folding Belt Conveyor die een trogvorm heeft maar aan de bovenzijde


Pagina 5 van 5

het product omsluit en de Square Belt welke een vierkante vorm heeft. Van al deze methoden heeft de pipe-conveyor de grootste volumetrische capaciteit t.o.v. de gebruikte bandbreedte en is daardoor dan ook de goedkoopste variant van al deze systemen.

Pipe-conveyors zijn gebouwd met capaciteiten tot 3000 t/h bij een pijp diameter van 700 mm. De maximale transportlengte voor één systeem bedraagt ca. 5.000 meter. Wanneer de band na het laadpunt gesloten is en enkele meters over een recht traject zijn afgelegd is het mogelijk in verschillende richtingen bochten te voorzien. De radius voor de bochten is afhankelijk van de lokale trekkracht in de band, alsmede de combinaties van bochten en de totale hoek van de bocht en bedraagt bij banden met kunststofweefsels 300 tot 800 maal de diameter van de pijp. Voor verticale bochten kunnen enigszins kortere buigstralen worden aangehouden.

Bij langere en zwaar belaste banden wordt het evenals bij de conventionele banden noodzakelijk staalkoord banden in te zetten. De elastische rek wordt hierdoor weliswaar geringer maar in dit geval moet een ruimere radius worden aangehouden welke in dit geval 600 tot 1.200 maal de diameter van de pijp bedraagt. Door het product in de band welke een vullingsgraad heeft van ca 70% en het zwaartepunt zich dus onder de middellijn van de band bevindt wordt de band met de naad naar boven in zijn positie gehouden. Op het retourpart bepaalt de dubbele naad het zwaartepunt en zal de naad bij goed afgestelde draagrollen aan de onderzijde blijven. Indien het onderpart van de band getwist wordt kan de naad naar de bovenzijde gebracht worden en is het zelfs mogelijk ook producten in het onderpart te vervoeren.

Overzicht technische mogelijkheden m.b.t. bochten: Weefseltype

nom. Diam. in mm

Polyamide Polyester/ Polyamide Aramide Staalkoord

150-300 350-500 150-300 350-500 150-300 350-500 150-250 250-350 400-500

radius van de bocht in mm <30graden 30-45 graden 45-90 graden 300xD 400xD 400xD 500xD 500xD 600xD 600xD 700xD 800xD

400xD 400xD 500xD 500xD 600xD 700xD 700xD 800xD 1000xD


Overgangslengte


Gesloten bandsystemen bestaande uit 2 banden: Naast de gesloten bandsystemen zoals hierboven genoemd bestaan er nog twee systemen welke zijn gebaseerd op een transportband met een meelopende afdekband. Dit zijn de golfboordbanden welke veel toegepast worden aan boord van schepen en de HAC (High Angle Conveyor) waarbij een


conventionele trogband wordt afgedekt door een verend afgesteunde band, waardoor met een gladde band vertikale klimmend transport mogelijk is. Deze banden zijn niet in de eerste plaats ontwikkeld ter voorkoming of reductie van emissie maar om verticaal transport mogelijk te maken.

Pagina 6 van 6

Geschiedenis van de pipe-conveyor in Nederland: De eerste pipe-conveyor in Nederland staat op het terrein van Pecinee te Vlissingen en is gebouwd in 1987. Twee jaar later is bij Frans Swarttouw de tweede pipe-conveyor geïnstalleerd, en vervolgens de derde bij Cemij (ENCI) in IJmuiden. De vierde en vijfde pipe-conveyor zijn beiden gebouwd door TBO. TBO heeft een exclusieve relatie met Metso minerals. Een aantal mensen van TBO hebben hiervoor een training gehad bij Svedala-Scholz in Hamburg en zijn voor het eerste project intensief begeleid. De door TBO gebouwde pipe-conveyor op de Maasvlakte in Rotterdam op het terrein van de EZH is uitgevoerd in opdracht van BIO-Mass en is gebouwd in 1997. Dit is tot nu toe de langste pipe-conveyor in Nederland en heeft over het 740 meter lange traject een ca. 500 meter lang bochtig traject, waarbij de bochten zich zowel in het verticale als in het horizontale vlak bevinden. De capaciteit van deze pipe-conveyor is 350 m3/h resp. 250t/h en heeft een pijpdiameter van 300 mm. Het relatief geringe tonnage wordt hier veroorzaakt door het lage soortelijk gewicht van het getransporteerde product. De tweede pipe-conveyor is in 1999 gebouwd voor Pasminco Budel Zink te Budel. Deze pipe-conveyor is niet alleen uit oogpunt van stofemissie gekozen maar ook om kosten technische redenen. De transporteur verbindt hier de zinkertsopslagloods met de dagbunker. De 135 meter lange pipe-conveyor heeft een opvoerhoek van 14 graden en is uitgelegd voor een capaciteit tot 500 t/h. de pijp diameter bedraagt 230 mm.

Deze band was oorspronkelijke een 800 mm. brede conventionele transporteur die aan vervanging toe was en in een gesloten gantry zou moeten worden geplaatst. Bij de toepassing van een 900 mm brede band kon de aandrijftrommel met aandrijving en aandrijfframe alsmede de keertrommel met afsteuning gehandhaafd blijven. De gesloten pipe-conveyor maakt hier een gesloten gantry overbodig zodat een aanmerkelijk prijsgunstiger oplossing kon worden aangeboden. Bovendien zijn de belastingen op de bestaande gebouwen en fundaties lager door met name een reductie aan windvangende oppervlakken. De laatst gebouwde pipe-conveyor staat bij de Vagron in Groningen. Om de opsomming compleet te maken voegen we nog aan de lijst toe een gedeeltelijk omgebouwde band voor het transport van glas bij PPG, waarbij het retourpart als pijp is gevormd om mors vanaf het retourpart van de band te voorkomen. In 2006 is TBO gestopt met eigen productie en onder de naam International Bulk Handling Technology, (IBT) een onafhankelijk ingenieursbureau de markt opgegaan. In die hoedanigheid is in 2008 de engineering uitgevoerd voor een kleine pipe-conveyor met een diameter van 150 mm voor Nyrstar in Budel. Deze pipe-conveyor is bovendien voorzien van een wegende sectie. Op 1 april 2011 heeft Smulders Constructions alle know-how, en een deel van het personeel van IBT overgenomen en daarmee de activiteiten van TBO over te nemen waaronder de engineering, bouw en realisatie van band transportsystemen waaronder pipe-conveyors

Overzicht van in Nederland gebouwde installaties: klant Pechinee Swarttouw Cemij/Enci PPG

band Bouwjaar breedte in mm 1987 1989 1993 1997

750 1.900 1.300 780


Product Petroleum cokes fosfaat en petroleum cokes gips, klinker, anhydriet Glas

pijp Lengte helling capaciteit banddiam. Transp. in in snelh. in mm In meters graden ton/uur In m/sec 200 500 350 200

61 120 165 61

29 8 18 29

100 1.450 650 100

2,2 2,5 2,5 2,2

Pagina 7 van 7

Bio-Mass Vagron Budel zink Budel zink

1997 1999 2000 2008

1.100 Compost, rioolslib, papierpulp 1.600 Huisvuil 900 zinkerts 650 zinkoxide

300 400 230 150

730 139 135 70

2 0 14 17

250 30 500 20

2,2 1,95 0,2

Pipe-conveyor bij Bio-mass op de maasvlakte in Rotterdam


Pagina 8 van 8


Pagina 9 van 9

Levensduur van de band: De levensduur van de band van een pipeconveyor is niet anders dan bij een conventionele band. Wanneer de band geen mechanische beschadiging ondervindt is een levensverwachting van 10 tot 15 jaar niet

uitgesloten. Zijdelings aanlopen aan de constructie wat bij conventionele banden tot beschadigingen aan de band kan leiden is bij een pipe-conveyor nagenoeg uitgesloten.

Energieverbruik en onderhoudskosten: Wanneer het energieverbruik van een langere pipe-conveyor met een bochtig tracé wordt vergeleken met het totale energie verbruik van conventionele bandtransporteurs, waarbij er voor het afleggen van hetzelfde traject meerdere nodig zijn, zal het energieverbruik elkaar dicht benaderen. De extra opvoerhoogten voor de overstorten, de meerdere bandschrapers, de instortgeledingen, de product versnellingen en de trommelweerstanden zullen naar mate het aantal in te zetten transporteurs toeneemt meer energie gaan verbruiken dan de pipeconveyor. Per lengte-eenheid zal de trogbandtransporteur economischer zijn in het energieverbruik. Bij een pipe-conveyor gaat extra energie verloren

doordat de totale hoeveelheid draagrollen groter is, de totale belasting op de afzonderlijke rollen groter is en de vervorming van band en product meer vermogen op eist. Naarmate het alternatieve tracé door meer conventionele bandtransporteurs moet worden ingevuld neemt de concurrentie positie ten gunste van de pipe-conveyor uit oogpunt van energieverbruik en investering in het voordeel van de pipe-conveyor steeds verder toe. Een vaste richtlijn voor het omslagpunt is hier niet direct te noemen omdat dan capaciteiten per uur en het aantal bedrijfsuren per jaar ook een grote rol gaan spelen. Uit oogpunt van onderhoud zal de conventionele band het altijd afleggen tegenover de pipe-conveyor.

Mogelijke typen band: Ook speciale banden kunnen worden toegepast voor een pipe-conveyorsysteem. De banden zijn te leveren in de kwaliteiten: Hoog slijtvast Hitte bestendig Vlamdovend Olie- en vet bestendig In wit rubber Dit maakt de installaties met pipe-conveyors geschikt voor: Abrassieve materialen Brandgevaarlijke materialen Warme producten Olie- en vethoudende producten Voedingsmiddelen industrie

Mogelijkheden voor de Nederlandse markt: Producten welke gevoelig zijn voor wind en luchtweerstand bij overdekt transport: • Cement, cementklinker, droge beton mortels, filterstof, zaagmeel, houtspaanders, vliegas. Producten die geuremissie veroorzaken:


• Rioolslib, baggerslib, papierpulp, filtercake. Producten die niet nat mogen worden: • Erts concentraten, mineralen, aluinaarde, veevoeders, kunstmest en potash. Producten die tot vervuiling van de band leiden:

Pagina 10 van 10

• Natte vliegas, gips, petroleum cokes. Producten voor consumptie welke vermengd, vervuild mogen worden:

•

Geraffineerde suiker, cacao.

niet

Pipe-conveyor bij Zinifex (Pasminco Budel Zink)

Ombouw van bestaande installaties: In tegenstelling tot de andere systemen met gesloten bandtransporteurs kan een pipe-conveyor ingezet worden op bestaande conventionele bandframes. In vele gevallen kan de aandrijf- en keertrommel alsmede de spaninrichting zondermeer gehandhaafd blijven. De opstort kan ongewijzigd blijven en de overgangs trogstoelen en vormrollen kunnen op het bestaande bandframe worden geplaatst. Er zullen weinig situaties zijn waar de hoogte ontoereikend is voor de opstelling van de rollenpanelen met de in zeskant opgestelde rollen. Zo nu en dan (bij laaggelegen banden of bij bandtransporteurs in een galerij) zal er geen mogelijkheid bestaan om onder het bandframe de band in pijpvorm terug te voeren. Zo lang mors op het retourpart niet de doorslaggevende reden is voor de ombouw naar een

pipe-conveyor is handhaving van de vlakke ondersteuning op het retourpart geen probleem. De ombouw wordt hierdoor vereenvoudigd en de investering geringer. Bij transporteurs welke een troghoek hebben van 15 of 20 graden zal de pipe-conveyor bij een ongewijzigde bandbreedte en snelheid nagenoeg dezelfde capaciteit kunnen vervoeren. Is de bandtransporteur voorzien van een troghoek van 30 graden of meer en is de vullingsgraad optimaal benut dan kan de band als pipe-conveyor enigszins worden verbreed. Is de capaciteit dan nog ontoereikend dan kan de snelheid worden opgevoerd. Over het algemeen kunnen voor de pipe-conveyor hogere snelheden worden toegepast dan gebruikelijk is bij trogbanden zodat er weinig situaties zullen zijn waar de ombouw van een trogband tot pipe-conveyor niet mogelijk is.

Voor aanvullende technische informatie kunt u zich wenden tot de auteur: Johan M.A.M. Brands/ Technical Manager Bulk Handling. IBT - International Bulk handling Technology BV Opmars van de Pipe-conveyor

Pagina 11 van 11

Industrieweg 2 5731 HR Mierlo NL


Tel.: +31 (0)492 664 885 Fax: +31 (0)492 664 695

[email protected] www.ibtbulk.nl

Pagina 12 van 12

Opmars van de pipe-conveyor

Recommend Documents