系列香蕉篩結(jié)構(gòu)優(yōu)化與應(yīng)用

路 巍

(中煤第九十二有限公司 王家?guī)X選煤廠，山西 運(yùn)城043300)

王家?guī)X選煤廠是一座礦井型煉焦煤選煤廠，設(shè)計(jì)能力為6.00 Mt/a。選煤工藝為50～1 mm粒級(jí)原煤由有壓兩產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器主再選，1～0.25 mm粒級(jí)粗煤泥由TBS分選，0.25～0 mm粒級(jí)細(xì)煤泥由旋流微泡浮選柱直接浮選[1]。入選原煤來自王家?guī)X煤礦，其屬于中灰、低硫的優(yōu)質(zhì)瘦煤，主導(dǎo)產(chǎn)品為九級(jí)、十級(jí)煉焦精煤，副產(chǎn)品為洗混煤和煤泥。

該選煤廠共有14臺(tái)ABS系列香蕉篩，作為原煤脫泥和產(chǎn)品脫水、脫介設(shè)備。由于該篩機(jī)的篩板與軌座通過聚氨酯凹凸鍵連接，隨著篩機(jī)的高頻振動(dòng)，凹凸鍵逐漸受到磨損，當(dāng)磨損到達(dá)一定程度時(shí)篩板就會(huì)脫落。加之篩板與軌座之間的凹凸鍵位置較為隱蔽，無法從篩板上側(cè)直接觀察情況；如需檢查則必須拆卸篩板，這對(duì)凹凸鍵也有一定磨損。此外，由于篩板數(shù)量較多，日常檢修時(shí)無法對(duì)所有篩板進(jìn)行仔細(xì)檢查，導(dǎo)致篩板得不到及時(shí)維護(hù)，篩板脫落事故時(shí)有發(fā)生。因此，必須對(duì)ABS系列香蕉篩的篩板與軌座連接方式進(jìn)行優(yōu)化。

1 ABS系列香蕉篩

1.1 結(jié)構(gòu)與組成

ABS系列香蕉篩主要由篩體、電機(jī)、激振器、篩板、彈簧等組成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。該選煤廠的香蕉篩采用中心驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)通過V帶與激振器連接。篩板為不銹鋼聚氨酯組合篩板，篩條為不銹鋼材料，包邊為聚氨酯材料。篩板與軌座通過聚氨酯凹凸鍵連接，軌座與篩體通過沉頭螺栓固定。篩板采用多種傾角布置，角度從后至前依次為25°、20°、15°、10°、5°，這種設(shè)計(jì)在提高篩機(jī)篩分效率的同時(shí)能夠減少篩板磨損。

圖1 ABS系列香蕉篩結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 工作原理

國內(nèi)外各種香蕉篩的工作原理相似，主要依據(jù)是法國E·布爾思特萊因于1965年提出的等厚篩分法(HCC篩分法)，其基本原理為：隨著篩面傾角的分段減小(一般分為3段、5段或6段)，加上物料的透篩作用，篩面物料逐漸減少，物料運(yùn)動(dòng)速度逐漸變慢，故香蕉篩的篩面物料在整個(gè)篩分過程中基本維持相同的厚度[2]。

該選煤廠ABS系列香蕉篩的篩板分為五段，入料端的傾角為25°，出料端的傾角為5°。物料以大傾角給入篩面后運(yùn)輸速度較快，篩分效率較高，可以有效減少分層時(shí)間。由于大塊物料可以快速通過，各分級(jí)面小于分級(jí)粒度的煤塊可以更加貼近篩面，然后透過篩孔達(dá)到篩分目的。粒度較大的煤塊繼續(xù)以較慢速度運(yùn)動(dòng)到平面篩板處，由于運(yùn)行速度較慢，與篩孔尺寸相近的煤塊也可以透過篩孔，進(jìn)而達(dá)到分級(jí)的目的[3]。

1.3 技術(shù)參數(shù)

該選煤廠ABS系列香蕉篩的主要技術(shù)參數(shù)為：

參數(shù)

數(shù)值

外形尺寸/(mm×mm×mm)

8 059×5 120×4 116

整機(jī)質(zhì)量/kg

20 755

篩板尺寸/(mm×mm)

610×305

篩孔尺寸/mm

0.50

電機(jī)功率/kW

55

2 存在問題

ABS系列香蕉篩選用不銹鋼聚氨酯組合篩板，篩板的聚氨酯邊框上設(shè)計(jì)有凹槽，軌座上設(shè)計(jì)有帶倒鉤的凸鍵，篩板與軌座通過凹凸鍵(圖2)實(shí)現(xiàn)連接，軌座與軌座基礎(chǔ)通過沉頭螺栓實(shí)現(xiàn)連接。篩板與軌座的連接屬于軟連接，軌座與軌座基礎(chǔ)的連接屬于硬鏈接。隨著脫泥、脫水、脫介作業(yè)的進(jìn)行，篩機(jī)出現(xiàn)高頻振動(dòng)，篩板與軌座之間的凹凸鍵逐漸遭到磨損，在磨損到達(dá)一定程度后篩板就會(huì)脫落。此外，篩板與軌座之間的凹凸鍵位于篩板下側(cè)，從篩板上側(cè)無法判斷凹凸鍵的磨損情況；如需對(duì)其進(jìn)行檢查，則必須將篩板拆卸，而頻繁拆裝對(duì)凹凸鍵也有磨損。另外，由于篩板數(shù)量較多，日常無法對(duì)所有篩板進(jìn)行細(xì)致檢查，致使受損篩板得不到及時(shí)維護(hù)和更換，篩板脫落事故時(shí)有發(fā)生。

圖2 篩板與軌座連接示意圖

如果篩機(jī)合介段篩板脫落，則大量粗顆粒進(jìn)入合介桶上方的桶篦子并將其堵塞，導(dǎo)致合格介質(zhì)無法進(jìn)入合介桶，重介系統(tǒng)的介質(zhì)循環(huán)被破壞；如果篩機(jī)稀介段篩板脫落，則大量粗顆粒進(jìn)入稀介桶上方的桶篦子并將其堵塞，致使稀介質(zhì)無法進(jìn)入磁選機(jī)分選，重介系統(tǒng)介質(zhì)循環(huán)也被破壞，生產(chǎn)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。2016年度篩板脫落引發(fā)的生產(chǎn)系統(tǒng)停運(yùn)次數(shù)和時(shí)間見表1。

表1 2016年度篩板脫落引發(fā)的生產(chǎn)系統(tǒng)停運(yùn)次數(shù)和時(shí)間

由表1可知：由于篩板與軌座的連接方式存在缺陷，且無法有效預(yù)防，篩板月均脫落次數(shù)為5.25次，生產(chǎn)系統(tǒng)月均停運(yùn)時(shí)間為3.70 h，這對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。

3 優(yōu)化方案

該選煤廠通過多次技術(shù)探索，最終確定了采用螺栓+壓板將篩板與軌座整體固定的方案。選擇一塊長度與篩板寬度相同的壓板(高強(qiáng)度不銹鋼材料)，具體尺寸為305 mm×100 mm。由于壓板與篩板聚氨酯包邊長度相同，不占用篩板的有效篩面，故對(duì)篩機(jī)的脫泥、脫水、脫介效果沒有影響。在篩板上方增加壓板，通過壓板使篩板與軌座形成一個(gè)整體，再采用螺栓(高強(qiáng)度不銹鋼材料)使整體的固定方式由軟連接變成硬連接。在這種情況下，即使篩板與軌座之間的凹凸鍵遭受嚴(yán)重磨損，篩板也不會(huì)脫落。優(yōu)化后的篩板與軌座連接示意圖如圖3所示。

4 優(yōu)化效果

在對(duì)ABS系列香蕉篩結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，因篩板與軌座之間的凹凸鍵磨損引發(fā)的篩板脫落事故基本被杜絕，因此造成的生產(chǎn)系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)間大大減少，篩板、軌座的更換頻率大幅降低，節(jié)約了一定生產(chǎn)成本。在日常檢修過程中，檢修工只需對(duì)篩面的螺栓、篩網(wǎng)進(jìn)行檢查或更換，無需對(duì)篩板、軌座內(nèi)部進(jìn)行檢查，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕。

圖3 優(yōu)化后的篩板與軌座連接示意圖

篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的2017年3月—2018年2月，全年因篩板脫落造成的生產(chǎn)系統(tǒng)停運(yùn)次數(shù)僅為1次，停運(yùn)時(shí)間僅為0.50 h，說明此次篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化很成功。篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前(2016年1月—2017年2月)與優(yōu)化后(2017年3月—2018年2月)的篩板、軌座消耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后的篩板和軌座消耗統(tǒng)計(jì)結(jié)果

由表3可知：在對(duì)篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，篩板的月均更換數(shù)量減少69塊，且軌座基本上無需更換，不但可以保證篩機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且能夠節(jié)省一定的材料費(fèi)用。

5 結(jié)語

王家?guī)X選煤廠的ABS系列香蕉篩的篩板與軌座連接不合理，導(dǎo)致篩機(jī)的篩板容易脫落，嚴(yán)重影響生產(chǎn)系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行。為此，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)篩機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)ABS系列香蕉篩結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，材料消耗大大減少，設(shè)備檢修、維護(hù)時(shí)間縮短，工人勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，并帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益。