PE750×1060破碎筛分生产线系统技术改造与创新

　破碎作业在选矿、化工、建材等工业部门占有重要地位。在选矿厂中,破碎与磨碎作业的生产费用和设备投资占的比例都比较大。但破碎作业普遍存在能耗高、破碎效率低等问题。因此,提高破碎效率,降低功耗是多年来破碎技术研究与产品开发所要解决的两个问题。
  1　工程实例分析
  1·1　工程背景
  唐山矿山公司是以开采碱石和水泥石为主的大型矿山企业,年开采量300万吨,其中碱石品位要求CaCO3含量在89%以上。而实际开采过程中将有100万吨矿体达不到要求,而被作为废石排放。针对此种情况,生产技术部人员通过对炼钢用熔剂灰石市场的调研,建议上一条750×1060熔剂灰石破碎筛分生产线,对100万吨矿石进行进一步加工。此方案得到上级部门的认可并获得大力支持。
  1·2　检测与分析
  煤矿是破碎机采用最广泛的行业,露天煤矿的原煤破碎和选煤厂入料的预处理都离不开破碎设备。煤炭属中硬岩石,并具脆性,所采用的破碎设备包括锤式破碎机、冲击式破碎机、齿辊式破碎机和选择性破碎机。在这些破碎设备中,齿辊式破碎机具有制造简单,维修方便,成本低,破碎能力高等明显优点,因此使用相当广泛。但是传统的齿辊式破碎机技术水平仍停留在50年代,普遍存在设备老化,功率消耗大,破碎效率低等缺点,既不能保证产品粒度,又存在粉煤量大的问题。对传统的齿辊式破碎机进行技术改造或研制开发新型的齿辊式破碎机,已势在必行。
  普通的筛分过程分为分层和透筛两个阶段,物料分层是完成筛分过程的条件,物料透筛是筛分的目的。物料在筛面上受筛面外力的作用,处于一定的松散状态,使每个物料颗粒都能够获得相互位移所必需的能量和空间,以保证细粒顺利透筛。
  在入料水分较大的情况,粒度不同,粗细混杂的散状物料进入筛面,其中只有一部分颗粒与筛面接触。而接触筛面的这部分物料中,又不全是小于筛孔的细粒,大部分小于筛孔的细粒分布在料层的各个部位。但由于物料与筛面做相对运动,筛面上的料层被松散,大颗粒本来就存在的粒间孔隙被进一步扩大,小颗粒就穿过孔隙进入到下层。由于小颗粒间隙小,大颗粒不能穿过,因此大颗粒在运动中位置不断升高,于是,原来杂乱排列的粒群经过一段较长时间的析离,即按粒度分层,形成小粒在下,大粒在上的微观排列。这样,小于筛孔的细粒得到透筛,实现了粗细粒级的分离;大于筛孔尺寸的颗粒由于受到筛网的限制,只能留在筛网上面,并随筛面的振动向前运动。小于筛孔尺寸的细粒物料则松散透筛成为筛下产品。
  2　改革方案
  2·1　生产工艺的改革与创新
  本系统在工艺和设备选型上进行了大胆的尝试,采用了德国OK型板式给料机,解决了以往给料不均问题;采用块式筛板式振动筛来解决更换筛底频繁问题;采用PE750×1060鄂式破碎机配合悬臂吊来解决破碎机卡矿问题;而且比600×900陲式破碎机破碎能力强,并且这几种设备具有运转效率高、故障率低、便于维修和更换、维修成本低等特点。生产过程中,采用了电脑监控系统,这不仅改善了工人的工作条件,减少了人员的配置,而且提高了故障监测率,大大提高了生产效率。
  组成方面与普通振动筛基本相同,是由筛箱、筛框、筛面、激振器、支承装置等组成。为有效的消除细粒煤堵筛孔的现象,故采用较大的振幅。因为筛分工艺参数的选择,首先应考虑物料筛分规律的需要。物料在筛分过程中,采用多大的振幅要由试验决定,而不是人为地制定一个振幅。激振强度,振幅和频率是相互联系的,应根据物料筛分运行的规律选择一个振幅的调节范围,在试验中逐步逼近最佳振幅值,而获得好的筛分效果。欲使筛分效率高,处理量大,对潮湿物料,要强制松散,应当采用较大振幅和较低的频率,因为物料的透筛需要足够的时间和空间,频率过高,分层不能正常进行影响筛分效果。振动强度是一个重要的指标。振动强度是筛箱运动的加速度与重力加速度的比值,通常我国振动筛的振动强度在3~4·2之间,但对于潮湿物料来说,这个振动强度就小多了。潮湿物料的筛分需要时间和空间,物料抛起来产生的惯性力应能够克服潮湿物料与筛面丝的粘结力。振动强度大,使物料回落时与筛面之间的相对运动速度加快。生产工艺过程见图1。

  2·2　建筑结构的改革与创新
  在主体结构设计中,主要包括三部分:钢筋混凝土结构,毛石砌体结构和钢结构。为保证工程质量,配合生产工艺及设备的要求,主体结构我们采取了钢筋混凝土结构;辅助部分采用毛石砌筑,以降低成本;在皮带廊部分采用钢结构并在结构受力允许的情况下,利用了大量废旧钢材。这样,不仅加快了施工进度,而且在满足使用功能和结构安全的条件下,降低了成本。
  在破碎机地上部分基础设计中,充分考虑到设备的动荷载和静荷载及悬臂吊的扭转力矩,采用了钢筋混凝土有梁板式平台,结合墙壁式基础,这样既能最大程度地承受破碎机振动荷载和悬臂吊扭转力矩,又增强了结构的整体刚度,使操作人员在平台上感到安全和舒适。破碎机自重29·8吨,每小时破碎能力120~250吨,动载变化相当大,变化幅度在2倍以上,因此,平台必须有足够刚度和强度,才能满足要求,为此我们进行了结构力学的严格计算,对荷载进行了最不利的组合,对弯矩进行了二次分配,以既满足结构安全,又降低成本。
  对料仓上部结构设计中,考虑到运矿汽车的特点(斗高1·8米到2·8米,容量3722运矿车为22吨和374运矿车为40吨)和料仓容量(6米×6米×6米),由于近8~9米的落差,在卸车时的动荷将非常大,再加400吨石料自重,比破碎机基础承受的动荷要大的多,约达到172吨到320吨,受力情况还要复杂。为此,将料仓设计为钢筋混凝土结构,有梁底板,并与破碎机基础分离,以减少对破碎机基础的影响。
  结构地下基础设计中,采用无梁片筏基础,这种基础更能适应这种基底面积小承受荷载较大的结构形式,同时,能够较好的提高地基土的承载力,增强基础的整体刚度,调整不均匀沉降。而且设计中,为防止破碎机基础与料仓基础间的相互影响和不均匀沉降,基础采用了分离式结构,并利用自然地势的高差,将基础分为两部分,即破碎机基础和料仓基础,高差4·5米,这样既保证了结构的安全,又减少了钢筋混凝土结构和土方的开挖,降低了工程造价。
  重型板式给料机基础设计中,考虑到动载不是很大,静载为给料机自重22吨和约8吨重的石料,采用了小截面墙式钢筋混凝土基础,以保证结构稳定。
  振动筛基础设计中,考虑到筛的弹性振动特点及筛的结构特点———四脚集中荷载,采用了钢柱支撑四脚的方案。钢结构的延性更能很好的适用于振动筛的工作特性。而且使施工既方便又快捷。加快施工进度。
  在四条皮带架及平台设计中,全部采用钢结构,小角钢支撑,巧妙地利用了桁架结构原理,使结构受力更为合理,同时节约了钢材。
  3　结论
  通过对现有生产设备及生产工艺的改造,以及相应建筑结构的配套改造和建设,本套设计方案中比以往破碎筛分系统的设计,无论是设备选型,还是主体结构设计,都大胆地进行了技术改造与革新,而且,经过两年多的运转,情况良好,非常适合煤炭破碎作业。此项目成为矿山的又一经济增长点,赢得年利润200万元,为矿山的发展做出了贡献。本文针对矿山企业的实际问题,对生产工艺创新与建筑结构改革的有机结合进行了探索,对解决企业浪费问题,节约国家资源提出了具体建议,对类似的工程实际问题具有一定的参考价值。

参考文献:
  [1]　新型分级破碎机[Z].焦作市万方铝业股份有限公司.
  [2]　破碎筛分设计计算分析与研究[R].南昌有色冶金设计研究院,江西
  [3]　史润江,梁凤.对振动筛振动器的改进[R].黑龙江省鹤岗硅酸盐制品公司