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750×1060熔劑灰石破碎篩分生產線應用案例分析

　     破碎作業(yè)在選礦、化工、建材等工業(yè)部門占有重要地位。在選礦廠中,破碎與磨碎作業(yè)的生產費用和設備投資占的比例都比較大。但破碎作業(yè)普遍存在能耗高、破碎效率低等問題。因此,提高破碎效率,降低功耗是多年來破碎技術研究與產品開發(fā)所要解決的兩個問題。
  1　工程實例分析
  1·1　工程背景
        唐山礦山公司是以開采堿石和水泥石為主的大型礦山企業(yè),年開采量300萬噸,其中堿石品位要求CaCO3含量在89%以上。而實際開采過程中將有100萬噸礦體達不到要求,而被作為廢石排放。針對此種情況,生產技術部人員通過對煉鋼用熔劑灰石市場的調研,建議上一條750×1060熔劑灰石破碎篩分生產線,對100萬噸礦石進行進一步加工。此方案得到上級部門的認可并獲得大力支持。
  1·2　檢測與分析
        煤礦是破碎機采用最廣泛的行業(yè),露天煤礦的原煤破碎和選煤廠入料的預處理都離不開破碎設備。煤炭屬中硬巖石,并具脆性,所采用的破碎設備包括錘式破碎機、發(fā)擊式破碎機、齒輥式破碎機和選擇性破碎機。在這些破碎設備中,齒輥式破碎機具有制造簡單,維修方便,成本低,破碎能力高等明顯優(yōu)點,因此使用相當廣泛。但是傳統(tǒng)的齒輥式破碎機技術水平仍停留在50年代,普遍存在設備老化,功率消耗大,破碎效率低等缺點,既不能保證產品粒度,又存在粉煤量大的問題。對傳統(tǒng)的齒輥式破碎機進行技術改造或研制開發(fā)新型的齒輥式破碎機,已勢在必行。
  普通的篩分過程分為分層和透篩兩個階段,物料分層是完成篩分過程的條件,物料透篩是篩分的目的。物料在篩面上受篩面外力的作用,處于一定的松散狀態(tài),使每個物料顆粒都能夠獲得相互位移所必需的能量和空間,以保證細粒順利透篩。
  在入料水分較大的情況,粒度不同,粗細混雜的散狀物料進入篩面,其中只有一部分顆粒與篩面接觸。而接觸篩面的這部分物料中,又不全是小于篩孔的細粒,大部分小于篩孔的細粒分布在料層的各個部位。但由于物料與篩面做相對運動,篩面上的料層被松散,大顆粒本來就存在的粒間孔隙被進一步擴大,小顆粒就穿過孔隙進入到下層。由于小顆粒間隙小,大顆粒不能穿過,因此大顆粒在運動中位置不斷升高,于是,原來雜亂排列的粒群經過一段較長時間的析離,即按粒度分層,形成小粒在下,大粒在上的微觀排列。這樣,小于篩孔的細粒得到透篩,實現了粗細粒級的分離;大于篩孔尺寸的顆粒由于受到篩網的限制,只能留在篩網上面,并隨篩面的振動向前運動。小于篩孔尺寸的細粒物料則松散透篩成為篩下產品。
  2　改革方案
  2·1　生產工藝的改革與創(chuàng)新
  本系統(tǒng)在工藝和設備選型上進行了大膽的嘗試,采用了德國OK型板式給料機,解決了以往給料不均問題;采用塊式篩板式振動篩來解決更換篩底頻繁問題;采用PE750×1060鄂式破碎機配合懸臂吊來解決破碎機卡礦問題;而且比600×900陲式破碎機破碎能力強,并且這幾種設備具有運轉效率高、故障率低、便于維修和更換、維修成本低等特點。生產過程中,采用了電腦監(jiān)控系統(tǒng),這不僅改善了工人的工作條件,減少了人員的配置,而且提高了故障監(jiān)測率,大大提高了生產效率。
  組成方面與普通振動篩基本相同,是由篩箱、篩框、篩面、激振器、支承裝置等組成。為有效的消除細粒煤堵篩孔的現象,故采用較大的振幅。因為篩分工藝參數的選擇,首先應考慮物料篩分規(guī)律的需要。物料在篩分過程中,采用多大的振幅要由試驗決定,而不是人為地制定一個振幅。激振強度,振幅和頻率是相互聯(lián)系的,應根據物料篩分運行的規(guī)律選擇一個振幅的調節(jié)范圍,在試驗中逐步逼近最佳振幅值,而獲得好的篩分效果。欲使篩分效率高,處理量大,對潮濕物料,要強制松散,應當采用較大振幅和較低的頻率,因為物料的透篩需要足夠的時間和空間,頻率過高,分層不能正常進行影響篩分效果。振動強度是一個重要的指標。振動強度是篩箱運動的加速度與重力加速度的比值,通常我國振動篩的振動強度在3~4·2之間,但對于潮濕物料來說,這個振動強度就小多了。潮濕物料的篩分需要時間和空間,物料拋起來產生的慣性力應能夠克服潮濕物料與篩面絲的粘結力。振動強度大,使物料回落時與篩面之間的相對運動速度加快。生產工藝過程見圖1。

 

  2·2　建筑結構的改革與創(chuàng)新
  在主體結構設計中,主要包括三部分:鋼筋混凝土結構,毛石砌體結構和鋼結構。為保證工程質量,配合生產工藝及設備的要求,主體結構我們采取了鋼筋混凝土結構;輔助部分采用毛石砌筑,以降低成本;在皮帶廊部分采用鋼結構并在結構受力允許的情況下,利用了大量廢舊鋼材。這樣,不僅加快了施工進度,而且在滿足使用功能和結構安全的條件下,降低了成本。
  在破碎機地上部分基礎設計中,充分考慮到設備的動荷載和靜荷載及懸臂吊的扭轉力矩,采用了鋼筋混凝土有梁板式平臺,結合墻壁式基礎,這樣既能最大程度地承受破碎機振動荷載和懸臂吊扭轉力矩,又增強了結構的整體剛度,使操作人員在平臺上感到安全和舒適。破碎機自重29·8噸,每小時破碎能力120~250噸,動載變化相當大,變化幅度在2倍以上,因此,平臺必須有足夠剛度和強度,才能滿足要求,為此我們進行了結構力學的嚴格計算,對荷載進行了最不利的組合,對彎矩進行了二次分配,以既滿足結構安全,又降低成本。
  對料倉上部結構設計中,考慮到運礦汽車的特點(斗高1·8米到2·8米,容量3722運礦車為22噸和374運礦車為40噸)和料倉容量(6米×6米×6米),由于近8~9米的落差,在卸車時的動荷將非常大,再加400噸石料自重,比破碎機基礎承受的動荷要大的多,約達到172噸到320噸,受力情況還要復雜。為此,將料倉設計為鋼筋混凝土結構,有梁底板,并與破碎機基礎分離,以減少對破碎機基礎的影響。
  結構地下基礎設計中,采用無梁片筏基礎,這種基礎更能適應這種基底面積小承受荷載較大的結構形式,同時,能夠較好的提高地基土的承載力,增強基礎的整體剛度,調整不均勻沉降。而且設計中,為防止破碎機基礎與料倉基礎間的相互影響和不均勻沉降,基礎采用了分離式結構,并利用自然地勢的高差,將基礎分為兩部分,即破碎機基礎和料倉基礎,高差4·5米,這樣既保證了結構的安全,又減少了鋼筋混凝土結構和土方的開挖,降低了工程造價。
  重型板式給料機基礎設計中,考慮到動載不是很大,靜載為給料機自重22噸和約8噸重的石料,采用了小截面墻式鋼筋混凝土基礎,以保證結構穩(wěn)定。
  振動篩基礎設計中,考慮到篩的彈性振動特點及篩的結構特點———四腳集中荷載,采用了鋼柱支撐四腳的方案。鋼結構的延性更能很好的適用于振動篩的工作特性。而且使施工既方便又快捷。加快施工進度。
  在四條皮帶架及平臺設計中,全部采用鋼結構,小角鋼支撐,巧妙地利用了桁架結構原理,使結構受力更為合理,同時節(jié)約了鋼材。
  3　結論
  通過對現有生產設備及生產工藝的改造,以及相應建筑結構的配套改造和建設,本套設計方案中比以往破碎篩分系統(tǒng)的設計,無論是設備選型,還是主體結構設計,都大膽地進行了技術改造與革新,而且,經過兩年多的運轉,情況良好,非常適合煤炭破碎作業(yè)。此項目成為礦山的又一經濟增長點,贏得年利潤200萬元,為礦山的發(fā)展做出了貢獻。本文針對礦山企業(yè)的實際問題,對生產工藝創(chuàng)新與建筑結構改革的有機結合進行了探索,對解決企業(yè)浪費問題,節(jié)約國家資源提出了具體建議,對類似的工程實際問題具有一定的參考價值。

參考文獻:
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