王振龍，楊方成

(1.神東煤炭集團洗選中心，陜西 榆林 719315；2.伯特利(山東)工業(yè)設(shè)備有限公司，山東 淄博 2289560)

選煤是指從原煤中分選出符合用戶質(zhì)量要求的精煤的過程。典型選煤生產(chǎn)系統(tǒng)主要由原煤系統(tǒng)、洗選系統(tǒng)和煤泥水處理系統(tǒng)三部分組成。選煤工藝主要有跳汰分選、重介質(zhì)分選、浮選等，其中重介分選工藝具有煤質(zhì)適應(yīng)能力強、入選粒度范圍寬、分選效率高、易于自動控制、單機處理能力大等優(yōu)點，現(xiàn)已成為選煤主導(dǎo)工藝。

雖然重介質(zhì)選煤的應(yīng)用范圍很廣，尤其對難選煤有較好的分選效果，但重介質(zhì)分選對耐磨材料的要求極高。盡管耐磨材料的應(yīng)用在一定程度上減少了管道磨損，延長了管道使用壽命，但實際生產(chǎn)中，高密度懸浮液對管道的磨損仍舊嚴重，維護工作量很大。

根據(jù)工作原理，重介質(zhì)分選設(shè)備可分為兩類：一類是在重力場中工作的重介質(zhì)分選機，通常用于分選塊煤，如淺槽分選機等；另一類是在離心力場中工作的重介質(zhì)旋流器。本文分別對原煤系統(tǒng)、重介淺槽分選和有壓兩產(chǎn)品旋流器分選2種典型重介分選系統(tǒng)，以及煤泥水系統(tǒng)中的易磨損點進行系統(tǒng)分析，綜合考慮各易磨損點的工況和常用耐磨材料的特性，對各易磨點提出系統(tǒng)的耐磨保護方案。

1 原煤系統(tǒng)的易磨點分析及耐磨方案

1.1 易磨點分析

原煤車間主要設(shè)備一般為分級篩、破碎機、溜槽等。其中最容易磨損的設(shè)備是溜槽，目前，原煤車間溜槽常用的耐磨材料有鑄石板、陶瓷片、高錳鋼板、堆焊板等[6](圖1)。各種材料的主要特點如下：

圖1 常用耐磨材料

(1)鑄石板耐磨性好，但是在使用過程中存在容易脫落、抗沖擊性差、容易開裂等問題，不利于長期使用；

(2)陶瓷片作為溜槽內(nèi)襯同樣存在容易脫落及抗沖擊性差的缺點，承受不住大塊物料的沖擊；

(3)高錳鋼板是目前選煤廠使用最多的溜槽內(nèi)襯，具有耐磨性好、抗沖擊性良好等特點；

(4)堆焊板是一種新型的耐磨材料，解決了鑄石、陶瓷等抗沖擊性差的問題，并且耐磨性非常好，堆焊板溜槽的過煤量可以達到高錳鋼板的5倍以上。堆焊板可以進行冷熱加工，制作成各種非標件結(jié)構(gòu)體或溜槽襯里等，特別適合于沖擊和磨損嚴重的部位。

1.2 耐磨方案

原煤系統(tǒng)的溜槽制作，綜合考慮抗沖擊及耐磨性，可采用高錳鋼板和堆焊板的聯(lián)合應(yīng)用。如在溜槽落煤點或其他磨損沖擊部位采用堆焊板進行保護，其余部位可以采用高錳鋼板進行耐磨防護，以最小的投資獲得最長的使用壽命；對于含矸量特別大、沖擊及噪聲特別嚴重的溜槽使用陶瓷橡膠復(fù)合板，可以有效緩解沖擊，降低噪聲。

2 重介淺槽分選系統(tǒng)易磨損點分析及耐磨方案

重介淺槽分選系統(tǒng)主要包括淺槽分選機、脫水脫介篩、離心機、磁選機、介質(zhì)桶、泵、溜槽、管路等設(shè)備。其中容易磨損的設(shè)備有淺槽分選機、離心機、介質(zhì)桶、溜槽、管路等。

2.1 淺槽分選機

淺槽分選機磨損最嚴重的部位是刮板機底部及排矸口處，因為淺槽分選機底部和矸石接觸，所以磨損最為嚴重。鑒于各種耐磨材料的特點，此處使用堆焊板，可以有效解決磨損問題，提高過煤量，延長使用壽命。

2.2 離心機

離心機磨損嚴重的部位是排料口和排液口(篩籃屬于易損件，不在耐磨保護范圍之內(nèi))，應(yīng)使用高鋁陶瓷片進行耐磨保護。

2.3 介質(zhì)桶

目前常用于介質(zhì)桶的耐磨材料的有3種，陶瓷、鑄石和硬復(fù)合物。

陶瓷和鑄石作為介質(zhì)桶襯里，耐磨性完全達到了要求，但這2種材料抗沖擊性差，且因為使用膠黏結(jié)的方式進行施工，容易脫落，使用性能不穩(wěn)定。硬復(fù)合物是一種即用即涂的新型復(fù)合材料，以高耐磨棕剛玉為骨料，耐磨性非常好。而且硬復(fù)合物施工時加以鋼絲網(wǎng)架輔助掛料，不會存在脫落現(xiàn)象，可有效保證桶體內(nèi)襯的防護性能，因此，其性價比極高。

2.4 溜槽及集料槽

重介淺槽分選系統(tǒng)中溜槽非常多，例如分級篩篩下溜槽、淺槽分選機精煤溢流槽和排矸溜槽、離心機入料和排料溜槽、脫水脫介篩篩下溜槽等。

目前常用于這些溜槽的耐磨材料與原煤系統(tǒng)中溜槽常用材料相同?？紤]到堆焊板耐磨性高、抗沖擊性非常好，并且異形件易加工，如果有磨損的情況，還可以實現(xiàn)在線修復(fù)，后期檢修維護非常方便等特點，溜槽采用堆焊板或高錳鋼板和堆焊板的聯(lián)合應(yīng)用做耐磨保護。對于磨損沖擊特別嚴重的部位可以采取不同型號的堆焊板的聯(lián)合應(yīng)用。以旋流器矸石集料箱為例，可以在矸石沖擊面用12+8(即12 mm的鋼板+8 mm的耐磨堆焊層)的堆焊板，其余的面使用8+6(即8 mm的鋼板+6 mm的耐磨堆焊層)的堆焊板，進行聯(lián)合應(yīng)用，以獲得較好的耐磨效果。

2.5 管路

不同工況下管道的磨損情況差別很大，根據(jù)不同工況使用不同的耐磨材料，具體方案設(shè)計如下：

(1)輸送精煤、矸石等物料全部采用高鋁陶瓷管路，陶瓷厚度大于12.7 mm，矸石管道陶瓷厚度大于25 mm；

(2)所有耐磨彎頭、三通、變徑、多通及介質(zhì)泵、煤泥水泵等泵前管路全部采用高鋁陶瓷；

(3)輸送稀介質(zhì)、合格介質(zhì)的直管部分采用塑料合金管路，管件采用高鋁陶瓷；

(4)泵前管路加耐磨連接器，便于泵的檢修；

(5)所有耐磨管路均采用法蘭連接，便于安裝和檢修。

3 有壓兩產(chǎn)品旋流器分選系統(tǒng)易磨點分析及耐磨保護方案

有壓兩產(chǎn)品旋流器分選系統(tǒng)主要包括脫泥篩、有壓兩產(chǎn)品旋流器、脫水脫介篩、末精煤離心機、磁選機、介質(zhì)桶、混料桶、泵、溜槽、管路等設(shè)備。其中，容易磨損的設(shè)備有有壓兩產(chǎn)品旋流器、末精煤離心機、介質(zhì)桶、混料桶、溜槽及集料槽、管路等

3.1 有壓兩產(chǎn)品重介旋流器

有壓兩產(chǎn)品重介旋流器是重介選煤系統(tǒng)中重要的分選設(shè)備，分選效率高，占地面積小，但是受旋流器分選原理影響，加上其入料伴隨壓力的原因，造成旋流器磨損非常嚴重。

目前，有壓兩產(chǎn)品重介旋流器常用高鋁陶瓷作為旋流器內(nèi)襯，材料為高鋁陶瓷和碳化硅陶瓷(圖2)。高鋁陶瓷選優(yōu)95瓷，區(qū)別于市面上的75瓷、85瓷，具有更好耐磨效果，而對于小錐段、底流口、溢流口等容易磨損的部位，使用碳化硅陶瓷內(nèi)襯，可以提高旋流器2～3倍使用壽命。

圖2 旋流器的耐磨保護實例

3.2 混料桶

混料桶定義為給有壓兩產(chǎn)品重介旋流器提供入料的緩沖桶，里面充滿了原煤和介質(zhì)，沖擊及磨損都非常嚴重，用堆焊板直接制作混料桶桶體(圖3)，具有很好的耐磨性能及抗沖擊性能。

圖3 混料桶的耐磨堆焊保護實例

有壓兩產(chǎn)品重介旋流器分選系統(tǒng)中末精煤離心機、介質(zhì)桶、溜槽、管路的耐磨方案分別與2.2～2.5所述內(nèi)容相同。

4 煤泥水處理系統(tǒng)易磨損點及耐磨保護方案

煤泥分選系統(tǒng)主要包括煤泥水桶、濃縮旋流器組、TBS分選機(螺旋分選機)、煤泥離心機、濃縮池、加藥系統(tǒng)、管路、溜槽、泵等設(shè)備。其中，主要易磨損點有煤泥水桶、濃縮旋流器、煤泥離心機、管路、溜槽等。

4.1 煤泥水桶

煤泥水桶內(nèi)部為煤泥(粒度一般1.5 mm以下)，對于煤泥水桶耐磨材料的選擇與2.3介質(zhì)桶耐磨材料相同。

4.2 煤泥系統(tǒng)管路

煤泥系統(tǒng)管路為輸送細料管路，直管使用塑料合金復(fù)合管路，管件采用高鋁陶瓷管道，如果管徑大于500 mm，直管使用離心澆注硬復(fù)合物管道，可以大大降低投資成本，并取得相同的使用性能。對于循環(huán)水管路，使用工藝管，既節(jié)約投資，又能達到良好的使用效果。泥煤水輸送管路耐磨保護實例如圖所4所示。

圖4 管路耐磨保護實例

4.3 煤泥系統(tǒng)溜槽

目前，煤泥系統(tǒng)溜槽常用的材料有陶瓷、鑄石、錳鋼、堆焊板等。由于煤泥系統(tǒng)溜槽輸送細料，且沖擊不是很大，可以使用以上4種材料進行耐磨保護。但為了解決耐磨保護襯里脫落的問題，溜槽采用堆焊板或高錳鋼板和堆焊板的聯(lián)合應(yīng)用做耐磨保護。

另外，煤泥離心機的耐磨保護方案與2.2所述內(nèi)容相同。

5 耐磨修補劑

耐磨修補劑主要用于選煤廠設(shè)備、管道等磨損部位的臨時修復(fù)，如設(shè)備的磨損修補、管路的磨損修補、溜槽的磨損修補。建議使用大、小顆粒修補劑，對于物料大于3 mm的工況使用大顆粒修補劑，涂抹厚度大于6 mm；對于物料小于3 mm的工況，使用小顆粒修補劑，涂抹厚度大于4 mm。

6 現(xiàn)場應(yīng)用效果

神東洗選中心各選煤廠根據(jù)工況磨損，采用上述耐磨材料聯(lián)合應(yīng)用，解決了選煤廠生產(chǎn)現(xiàn)場耐磨材料選用和工況磨損不匹配的問題，不至使易磨損位置過早損壞，同時不會造成過度保護的浪費，既可節(jié)約投資，又達到良好的使用效果，使選煤廠生產(chǎn)、維護得到有效改善。

7 結(jié) 語

重介選煤工藝中，由于固體顆粒與設(shè)備內(nèi)壁的撞擊摩擦，嚴重影響分選設(shè)備的壽命和分選效率，通過系統(tǒng)分析典型重介選煤系統(tǒng)中的易磨損點，綜合考慮各磨損點的磨損特點及常用耐磨材料的特性，提出了對應(yīng)的耐磨保護方案，在實際工程應(yīng)用中取得了很好的耐磨保護效果。

在采取現(xiàn)有耐磨保護方案的同時，需進一步系統(tǒng)研究各易磨損點的磨損機理及規(guī)律，有針對性地開發(fā)和應(yīng)用新型耐磨材料，優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)，以減少設(shè)備的磨損，保證企業(yè)生產(chǎn)安全和效益。