紅土鎳礦篩分用圓筒篩的優(yōu)化設計

王　浩,林恩玉,鄔　斌,賀振衛(wèi)（.中冶長天國際工程有限責任公司,長沙　40007；.福建寶鋼德盛不銹鋼有限公司第一粗煉廠,福州　35060）

紅土鎳礦篩分用圓筒篩的優(yōu)化設計

王浩1,林恩玉1,鄔斌1,賀振衛(wèi)2
（1.中冶長天國際工程有限責任公司,長沙410007；2.福建寶鋼德盛不銹鋼有限公司第一粗煉廠,福州350601）

介紹了普通圓筒篩在紅土鎳礦篩分工序中的應用中出現的問題，提出了優(yōu)化設計方案；通過無軸式鏈傳動設計、安裝活動襯板、鋸齒形刮料板及螺旋型分料器，提高了圓筒篩作業(yè)率，降低了現場操作人員的勞動強度，在工況生產中取得了良好效果。

圓筒篩；紅土鎳礦；篩分工序；優(yōu)化設計

1　技術背景

隨著不銹鋼需求的不斷增長，可供近期開發(fā)的硫化鎳資源逐漸枯竭。紅土鎳礦具有儲量豐富、采礦成本低及運輸方便等特點成為冶煉不銹鋼的重要替代原料。

紅土鎳礦的篩分工序是指將紅土鎳礦中的大粒級石頭分離出來，以免影響煅燒和熔煉工序的進行。作為紅土鎳礦篩分工序的選用設備，圓筒篩具備以下優(yōu)點：

（1）結構簡單、操作便捷、噪音小、無振動；

（2）圓筒篩工作時作旋轉運動，物料除受重力作用之外，還受離心力作用，分離效果較好；

（3）傳動簡單，易于平衡，篩體便于清理。

2　普通圓筒篩結構及其用于紅土鎳礦所遇到的問題

圓筒篩的工作部分為圓筒形，電機通過齒輪傳動驅動篩軸，使篩體繞筒體軸線低速轉動。物料從進料斗給入，細級別物料從篩體表面的篩孔通過，粗粒物料從篩體末端通過大石溜槽排出。

根據某鋼鐵廠的現場經驗，普通圓筒篩常遇到以下兩個問題：

（1）在靜態(tài)情況下，篩軸作為篩體與槽體之間的連接件，即承受了整個篩體的重量；工況狀態(tài)下，物料進入圓筒篩時沖擊篩體，對篩軸形成偏心動載荷，整個運行過程中篩軸始終受到彎曲疲勞載荷作用，這導致篩軸經常彎曲變形甚至斷裂。紅土鎳礦篩分工序中，普通圓筒篩篩軸斷裂的情況甚至2個月就要發(fā)生1次，極大的增加了現場操作人員勞動負荷，提高了運營成本，降低了生產效率。

（2）紅土鎳礦本身。黏性大,流動性能差,極易粘附在圓筒篩進料斗上，導致進料斗堵料；同時，篩分后的細礦也常常粘附在槽體側板上，增加設備負荷，嚴重時將磨損甚至損壞設備。工況條件下，在物料含水量較高的情況下，在槽體內壁清理干凈后不到1個班（8h）的時間內，積料重新摩擦篩體。圓筒篩倉壁振動器安裝在圓筒篩外壁上，帶動總個筒體振動，產生的振幅較小，對于較濕的料批作用并不明顯。若加大倉壁振動器功率又將對圓筒篩結構強度提出更高的要求，大幅提高設備制作和采購成本。

（3）在物料較濕、粘性很高的情況下，物料進入篩體時成團狀，嚴重時甚至堵塞篩孔，必須停機清料，降低篩分效率。同時，物料堵塞篩體前端篩孔，將引起下料不暢，易導致進料口堵料，現場生產中，必須配備專人看護、清理進料斗，增加了現場操作人員的勞動負荷。

3　紅土鎳礦用篩分圓筒篩的優(yōu)化設計

針對普通圓筒篩在工況條件下所出現的篩軸易斷裂、進料斗及槽體內壁粘料等問題，必須對紅土鎳礦篩分用圓筒篩進行優(yōu)化設計，才能使之更好的適用工況條件，保證生產的順利進行。優(yōu)化設計后的圓筒篩斷面圖如1圖所示。

3.1采用無軸式鏈傳動設計

取消軸傳動式設計，采用鏈式傳動設計。在篩體下方設置托輥承擔篩體的重量，并在減速機和篩體上安裝鏈輪，采用鏈條帶動圓筒篩運轉。由于取消了篩軸，物料對篩體的沖擊由篩體前部受料區(qū)域共同承擔，不會造成某一固定區(qū)域因彎曲疲勞而破壞。另，相對于原電機-減速機-篩軸的齒輪傳動方式，鏈傳動在沖擊載荷作用下性能更加穩(wěn)定，使用壽命更長，且維修更方便。無軸式鏈傳動設計解決了普通圓筒篩篩軸經常彎曲、斷裂而導致停機檢修的問題。

3.2在槽體兩側與進料斗安裝活動襯板

普通圓筒篩的倉壁振動器安裝在槽體（兩側）和進料斗外壁上，從而帶動整個圓筒篩振動，以達到清除積料的作用。但對于粘度較高的紅土鎳礦，其清料效果并不理想。在槽體兩側與進料斗內壁加裝活動襯板，倉壁振動器直接帶動活動襯板振動，可以有效抑制細物料在這些區(qū)域的堆積，保證圓筒篩的正常運行。

3.3在篩體上加裝鋸齒形刮料板

作為活動襯板的補充，在物料濕度很大或者操作人員未及時開啟倉壁振動器而使積料不能有效清除時，鋸齒形刮料板可以有效遏制積料接近篩體，避免篩體在積料摩擦下損壞，同時也可避免電機以及傳動機構在負荷過大的情況下損壞。

3.4螺旋型分料器

在篩體最前端，加裝螺旋形分料器。螺旋分料器隨篩體旋轉，物料進入篩體后，通過螺旋分料器，可將團狀物料揚起擊碎，然后在重力作用下以細散顆粒狀態(tài)，即能順利通過篩孔，提高篩分效率。

4　優(yōu)化設計后圓筒篩的使用效果

福建某鋼鐵廠紅土鎳礦用圓筒篩優(yōu)化設計前后生產情況如下表所示。

由此可知，通過本次優(yōu)化設計，明顯提高了圓筒篩作業(yè)率，減少了現場操作人員的勞動強度，降低了生產成本，取得了良好效果。

[1]李建華,程威,肖志海.紅土鎳礦處理工藝綜述[J].濕法冶金, 2004,23(04):191-194.