紀(jì) 波

（貴州開(kāi)磷集團(tuán)礦肥有限責(zé)任公司 貴州開(kāi)陽(yáng)）

我國(guó)磷礦石多產(chǎn)于沉積巖，以膠凝結(jié)構(gòu)為主，內(nèi)碎屑結(jié)構(gòu)次之，礦石構(gòu)造有致密塊狀構(gòu)造及條帶狀構(gòu)造兩種。磷礦石體重2.9 t/m3，純磷灰石顆粒莫氏硬度為5。公司磷礦特性屬于緩傾斜薄礦體低海拔地下開(kāi)采，多迎頭匯集到斜井膠帶輸出地面的原礦水分及賦存條件波動(dòng)大，粗加工采取的是單層一級(jí)篩分，篩上粗礦進(jìn)顎破。設(shè)計(jì)選型為 YKR1645圓振篩，篩機(jī)主軸的兩端各裝有一偏心塊圓盤(pán)，主軸靠箱板內(nèi)側(cè)上分布兩偏心塊，這兩種偏心塊的合力產(chǎn)生激振力，篩箱的振幅通過(guò)圓盤(pán)上的偏心塊來(lái)調(diào)節(jié)，采用輪胎聯(lián)軸器，柔性連接。最大處理能力445 t/h，最大給料粒度≤300 mm。

在生產(chǎn)運(yùn)行中，網(wǎng)格篩篩網(wǎng)損壞極其嚴(yán)重，大塊不卸料，初級(jí)篩分處篩網(wǎng)不抗沖擊及磨損，通常開(kāi)一個(gè)班就報(bào)廢，后整改成13根直徑30 mm圓鋼條形篩，間距80 mm，由于安裝傾角太小，大塊不卸料，后來(lái)又將振動(dòng)篩安裝傾角增大。經(jīng)過(guò)兩次整改，勉強(qiáng)維持生產(chǎn)進(jìn)行篩分，但存在兩個(gè)突出問(wèn)題，一是設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性受到威脅，主要表現(xiàn)為設(shè)備本體振動(dòng)強(qiáng)烈、設(shè)備基礎(chǔ)鋼板撕裂、側(cè)板裂紋損傷、各緊固件螺栓松動(dòng)、篩網(wǎng)焊縫撕裂、軸承更換頻繁、曲軸安全罩螺絲斷裂導(dǎo)致安全罩無(wú)法恢復(fù)等現(xiàn)象，每班均需進(jìn)行維護(hù)、檢修，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性，同時(shí)也存在很大的安全隱患；二是物料堵塞嚴(yán)重，清理周期短。特別是水分偏高和條形狀礦石比例稍高時(shí)尤為明顯，每8 h進(jìn)行2~3次清理。

一、篩分設(shè)備運(yùn)行狀況不佳原因分析

（1）初級(jí)篩分處篩網(wǎng)壽命極短的主要原因是篩面受力過(guò)大和布料不均，采用原礦石從漏斗進(jìn)入圓振篩時(shí)，入料處沖擊力過(guò)大，造成偏心軸斷裂、箱體開(kāi)裂現(xiàn)象。

（2）礦石在篩面上移動(dòng)速度慢，導(dǎo)致篩面上積礦厚，壓礦嚴(yán)重。圓振篩總是在超負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)行，從而致使篩網(wǎng)破損快，柔性聯(lián)軸器撕裂、彈簧損壞、大梁斷裂、箱體開(kāi)裂等一系列故障。影響移運(yùn)速度的主要因素，有圓振篩的振幅和篩網(wǎng)的坡度。設(shè)備安裝完畢，坡度已為恒值，在生產(chǎn)中只有通過(guò)調(diào)整偏心塊角度來(lái)達(dá)到調(diào)整圓振篩的振幅的目的，長(zhǎng)期實(shí)踐表明，效果并不明顯，最后的結(jié)局是設(shè)備篩分效率低。

（3）堵料嚴(yán)重。第一次整改成直徑30 mm圓鋼棒條篩后，因原YKR篩的篩孔是封閉型的如圖1a，而棒條篩是開(kāi)放型的圖1b，設(shè)篩面由直徑為d1，d2的兩種棒條組成，篩孔尺寸為a，普通篩面形成的是方形封閉篩孔，棒條篩篩孔是開(kāi)放的長(zhǎng)條形。

圖1 YKR篩面與棒條篩篩面比較

從式（1）與式（2）比較可知，棒條篩提高了篩面的開(kāi)孔率，而且利用棒條的二次振動(dòng)，物料的透篩概率和物料群的分層透篩在解決篩面堵孔和提高篩分效率方面均有提高，但效果不顯著。經(jīng)對(duì)堵孔現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，一是由于棒條縫隙上下及前后一致，當(dāng)與縫隙大小接近的不規(guī)則物料掉入時(shí)易被卡死，從而堵塞篩縫；二是物料運(yùn)行到橫向支筋處，因棒條高度較小，物料被擋住而卡停，阻擋了后續(xù)物料分層振動(dòng)與向前滑行，篩面被堵面積逐步擴(kuò)大。

二、對(duì)棒條篩的二次改進(jìn)

與封閉的圓振篩篩面相比，棒條篩篩面單元的柔性得到充分釋放，篩面向下成梳篦形沒(méi)有篩絲交錯(cuò)分布形成的凹坑使貼近篩面的物料下滑阻力減小，卡住的顆粒可以很容易因頻繁二次振動(dòng)起跳滑下。從理論上講，在第一臨界轉(zhuǎn)速工作時(shí)，單個(gè)物料顆粒只有純粹的跳躍運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)和相對(duì)靜止。在生產(chǎn)實(shí)踐中，物料在篩面上是以“群”的方式運(yùn)動(dòng)，由于物料顆粒之間的相互作用和棒條自振（二次振動(dòng)）的影響，不會(huì)出現(xiàn)純粹的跳躍運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工廠所需要的理想篩分是使物料在篩面上快速地松散分層，盡可能多地使小于篩孔的顆粒透篩，使它們成為“易篩顆?！?，為此對(duì)棒條篩作如下二次改進(jìn)。

（1）在篩條結(jié)構(gòu)及布置上改進(jìn)。在橫向上將棒條截面設(shè)計(jì)成上端帶圓角的倒梯形結(jié)構(gòu)（圖2），礦石在圓角倒梯形結(jié)構(gòu)棒條上滑行的過(guò)程中，由于二次振動(dòng)沖擊及滑行磨損達(dá)到“易篩顆?！边^(guò)篩而不會(huì)被卡住，可使接近篩縫尺寸的物料在橫向支筋處堵住而不會(huì)擋住后續(xù)物料。將棒條用支板抬高支承，讓棒條高度H大于篩縫最小寬度b（圖3）。在縱向上設(shè)計(jì)成前小后大的喇叭口狀篩縫，使物料在向前運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)上縫隙漸大即b1>b，從而不易被卡住，物料從篩子上端給入，大于篩孔尺寸的礦塊沿篩面自動(dòng)下滑至顎式破碎機(jī)。改進(jìn)后將大塊料從≤300 mm提高到≤400 mm，根據(jù)大塊物料預(yù)先分級(jí)的允差以及篩縫大小的不同，合理選擇前后縫隙差。

圖2 帶圓角的倒梯形結(jié)構(gòu)

圖3 棒條用支板抬高

（2）最大限度減緩設(shè)備低共振狀態(tài)。通過(guò)與設(shè)計(jì)院及廠家現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及理論計(jì)算，原設(shè)計(jì)產(chǎn)生了低共振狀態(tài)，在地基及機(jī)架上出現(xiàn)很大的動(dòng)力，以致引起建筑物的振動(dòng)，造成如前所述維護(hù)維修成本高開(kāi)機(jī)率低惡性循環(huán)。

（3）篩條表面的強(qiáng)化修復(fù)。生產(chǎn)運(yùn)行一定周期后，篩條表面特別是入料口段出現(xiàn)不同程度的磨損，影響篩分效率，在這個(gè)易磨損的表面堆焊一層碳化鎢，來(lái)提高棒條表面的硬度，增強(qiáng)棒條的耐磨性是行之有效的處理方法。

總之，經(jīng)過(guò)不斷地實(shí)踐、整改和探索，公司的磷礦石篩分設(shè)備國(guó)產(chǎn)化達(dá)到了長(zhǎng)、安、穩(wěn)、滿、優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)。大型磷復(fù)肥高端產(chǎn)品的工藝篩、精制篩等仍然依賴進(jìn)口，未來(lái)國(guó)內(nèi)外篩分技術(shù)向大型化、重型超重型、反共振等方向發(fā)展，既要減少占地面積，又要提高生產(chǎn)能力和篩分效率，這也是公司在今后做大做強(qiáng)發(fā)展建設(shè)中追求的目標(biāo)。

（4）整改篩參數(shù)。實(shí)測(cè)彈性棒條篩一端安裝在固定梁上，另一端懸臂，棒條之間間距80 mm，棒條長(zhǎng)3340 mm，懸浮臂長(zhǎng)870 mm，棒條固定底板180 mm×130 mm的4個(gè)方孔固定。

三、篩分機(jī)械發(fā)展方向

（1）工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程促使企業(yè)規(guī)模增大、生產(chǎn)能力大大提高。

（2）大的礦業(yè)工程需要處理大塊物料。法國(guó)素梅斯塔公司生產(chǎn)的振動(dòng)棒可處理直徑達(dá)1 m以上的大塊物料。

（3）向理想運(yùn)動(dòng)軌跡振動(dòng)篩發(fā)展。以提高各區(qū)段的篩分效率和整個(gè)篩機(jī)生產(chǎn)率為目標(biāo)．尋找一種以理想運(yùn)動(dòng)方式為基礎(chǔ)的新型篩分機(jī)成為篩分設(shè)備發(fā)展的一個(gè)新方向。

（4）向動(dòng)篩發(fā)展。以減輕整機(jī)重量、降低成本、提高使用壽命和可靠性為目標(biāo)，提出新型的反共振振動(dòng)篩機(jī)。

（5）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展。這是便于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和降低成本的有效途徑，德國(guó)KHD公司生產(chǎn)的USL和USK篩機(jī)的側(cè)板、篩板、橫梁、傳動(dòng)軸均已實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。振動(dòng)器也只有3種，同屬德國(guó)的申克公司生產(chǎn)的冷、熱燒結(jié)礦篩和等厚篩只有兩種標(biāo)準(zhǔn)，可見(jiàn)3化程度之高。

（6）應(yīng)用自同步技術(shù)。采用雙電機(jī)自同步技術(shù)以代替齒輪強(qiáng)迫同步，可簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低噪聲，從而簡(jiǎn)化了機(jī)器潤(rùn)滑、維護(hù)和檢修等經(jīng)常性的工作，減少設(shè)備故障。

（7）振動(dòng)強(qiáng)度增大。篩機(jī)的振動(dòng)過(guò)程逐漸強(qiáng)化，以取得較大的速度和加速度，從而提高生產(chǎn)能力和篩分效率。

（8）向空間發(fā)展。針對(duì)細(xì)物料，先后出現(xiàn)了旋流振動(dòng)篩、錐型振動(dòng)篩、蝶型振動(dòng)篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等，既減少占地面積，又提高生產(chǎn)能力和篩分效率。

（9）向難篩分物料篩機(jī)發(fā)展。預(yù)計(jì)共振篩系列發(fā)展停滯，慣性振動(dòng)篩系列日益壯大。