王　浩,林恩玉,鄔　斌,賀振衛(wèi)（.中冶長天國際工程有限責(zé)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(shè)計(jì)

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(zé)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(yīng)用中出現(xiàn)的問題，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；通過無軸式鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)、安裝活動(dòng)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(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在工況生產(chǎn)中取得了良好效果。

圓筒篩；紅土鎳礦；篩分工序；優(yōu)化設(shè)計(jì)

1　技術(shù)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(yùn)輸方便等特點(diǎn)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(jìn)行。作為紅土鎳礦篩分工序的選用設(shè)備，圓筒篩具備以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）結(jié)構(gòu)簡單、操作便捷、噪音小、無振動(dòng)；

（2）圓筒篩工作時(shí)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(dòng)簡單，易于平衡，篩體便于清理。

2　普通圓筒篩結(jié)構(gòu)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(jī)通過齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)篩軸，使篩體繞筒體軸線低速轉(zhuǎn)動(dòng)。物料從進(jìn)料斗給入，細(xì)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(jù)某鋼鐵廠的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，普通圓筒篩常遇到以下兩個(gè)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(gè)篩體的重量；工況狀態(tài)下，物料進(jìn)入圓筒篩時(shí)沖擊篩體，對篩軸形成偏心動(dòng)載荷，整個(gè)運(yùn)行過程中篩軸始終受到彎曲疲勞載荷作用，這導(dǎo)致篩軸經(jīng)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(gè)月就要發(fā)生1次，極大的增加了現(xiàn)場操作人員勞動(dòng)負(fù)荷，提高了運(yùn)營成本，降低了生產(chǎn)效率。

（2）紅土鎳礦本身。黏性大,流動(dòng)性能差,極易粘附在圓筒篩進(jìn)料斗上，導(dǎo)致進(jìn)料斗堵料；同時(shí)，篩分后的細(xì)礦也常常粘附在槽體側(cè)板上，增加設(shè)備負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)將磨損甚至損壞設(shè)備。工況條件下，在物料含水量較高的情況下，在槽體內(nèi)壁清理干凈后不到1個(gè)班（8h）的時(shí)間內(nèi)，積料重新摩擦篩體。圓筒篩倉壁振動(dòng)器安裝在圓筒篩外壁上，帶動(dòng)總個(gè)筒體振動(dòng)，產(chǎn)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(dòng)器功率又將對圓筒篩結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出更高的要求，大幅提高設(shè)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(jìn)入篩體時(shí)成團(tuán)狀，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞篩孔，必須停機(jī)清料，降低篩分效率。同時(shí)，物料堵塞篩體前端篩孔，將引起下料不暢，易導(dǎo)致進(jìn)料口堵料，現(xiàn)場生產(chǎn)中，必須配備專人看護(hù)、清理進(jìn)料斗，增加了現(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)負(fù)荷。

3　紅土鎳礦用篩分圓筒篩的優(yōu)化設(shè)計(jì)

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

3.1采用無軸式鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)

取消軸傳動(dòng)式設(shè)計(jì)，采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)設(shè)計(jì)。在篩體下方設(shè)置托輥承擔(dān)篩體的重量，并在減速機(jī)和篩體上安裝鏈輪，采用鏈條帶動(dòng)圓筒篩運(yùn)轉(zhuǎn)。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(dān)，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(jī)-減速機(jī)-篩軸的齒輪傳動(dòng)方式，鏈傳動(dòng)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(dòng)設(shè)計(jì)解決了普通圓筒篩篩軸經(jīng)常彎曲、斷裂而導(dǎo)致停機(jī)檢修的問題。

3.2在槽體兩側(cè)與進(jìn)料斗安裝活動(dòng)襯板

普通圓筒篩的倉壁振動(dòng)器安裝在槽體（兩側(cè)）和進(jìn)料斗外壁上，從而帶動(dòng)整個(gè)圓筒篩振動(dòng)，以達(dá)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(cè)與進(jìn)料斗內(nèi)壁加裝活動(dòng)襯板，倉壁振動(dòng)器直接帶動(dòng)活動(dòng)襯板振動(dòng)，可以有效抑制細(xì)物料在這些區(qū)域的堆積，保證圓筒篩的正常運(yùn)行。

3.3在篩體上加裝鋸齒形刮料板

作為活動(dòng)襯板的補(bǔ)充，在物料濕度很大或者操作人員未及時(shí)開啟倉壁振動(dòng)器而使積料不能有效清除時(shí)，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?lián)p壞，同時(shí)也可避免電機(jī)以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在負(fù)荷過大的情況下?lián)p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(zhuǎn)，物料進(jìn)入篩體后，通過螺旋分料器，可將團(tuán)狀物料揚(yáng)起擊碎，然后在重力作用下以細(xì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)前后生產(chǎn)情況如下表所示。

由此可知，通過本次優(yōu)化設(shè)計(jì)，明顯提高了圓筒篩作業(yè)率，減少了現(xiàn)場操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了生產(chǎn)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.