影响直线振动筛筛分效果的几个重要参数

本文作者：王翠清 (唐山学院专科教育部) 冉隆河 (开滦机电总厂技术研发中心)

摘要:分析了影响直线振动筛筛分脱水效果的重要因素及其作用机理,并介绍了筛机设计时相关技术参数的选择方法。

  筛分是煤炭加工的重要环节,广泛用于筛选厂和选煤厂的煤炭分级、脱水、脱泥和脱介作业。直线振动筛的筛分过程和筛分效果与许多因素有关,其中包括物料性质、直线振动筛运动参数的选择、筛分设备性能以及筛分设备的操作和管理等。

1、物料性质对筛分效果的影响

物料的粒度特性、水分、含泥量、形状和密度等都会影响直线振动筛的筛分效果。

1、1　粒度对筛分效率的影响

被筛物料中“易筛粒”、“难筛粒”和“阻碍粒”的存在对筛分过程的影响是显而易见的。“易筛粒”越多,筛分效果越好,在一定处理能力条件下,可得到较好的筛分效果。由于“易筛粒”容易穿过筛孔,使滞留在筛上的物料迅速减少,从而大大减少了难筛粒透筛的干扰因素。筛分效果与“易筛粒”含量的关系如图1所示。从图1可以看出,筛分效率随“易筛粒”含量的增加而提高。

 1、2　物料水分对筛分效果的影响

所谓物料水分有三种:一是结合水,它与物料紧密结合在一起;二是吸附水,广泛存在于物料的孔隙和裂缝中;三是外在水,即附着在物料表面上的水。其中,前两种水分对筛分过程几乎没有影响,影响筛分过程的主要是最后一种,即物料的外在水分。例如,当烟煤水分达到6%时,筛分过程已无法进行。而褐煤水分虽然高达45%,但筛分过程仍可进行,其原因是褐煤的外在水分低。同一种物料采用不同筛孔的筛子筛分时,水分对筛分效率的影响不同。筛孔越大,水分的影响越小。因为较大的筛孔可使高水分细粒迅速透筛,从而大大降低了筛上物水分,减少了水分对筛分过程的影响。所以,在处理高水分物料时,可以考虑通过适当加大筛孔尺寸的方法来提高筛分效率。筛孔直径和物料水分对筛分效率的影响见图2。

当筛孔较小时,水分对筛分效率的影响尤为突出。这是因为物料的外在水分使颗粒相互粘结成团,并附着在大颗粒上,致使筛孔堵塞。另外,附着在筛丝上的水分,在表面张力作用下会形成水膜,掩盖筛孔。所有这些情况均干扰了物料在筛面上按粒度分层和细粒物料的透筛,严重影响筛分效率。但是,当物料水分超过一定范围,即达到湿法筛分条件时,反而会提高颗粒的活动性,筛分更容易进行。筛分效率与物料水分的关系如图3所示。由图3可知,随物料水分提高,筛分效率急剧下降。当物料水分提高到一定程度后,颗粒的活动性增强,筛分效率随之提高。

1、3　细泥对筛分效率的影响

物料中若含有结团的粘土类矿物,即使物料水分很低,筛分也很困难。因为粘土类矿物结团后,粘附大量细粒物料混入筛上产品,致使筛分效率降低。另外,结团物料易堵筛,一旦堵筛很难清除。解决办法:一是向沿筛面运动的物料上喷水;二是筛分前脱粉或脱泥。

1、4　颗粒形状对筛分效率的影响

颗粒形状对筛分过程的影响主要取决于筛孔的形状。对于方形或圆形筛孔而言,呈扁平状或长方块的物料较难透筛;呈球状、立方体和多角形的物料筛分效果要好一些。在实际生产中,可以通过适当选择筛孔形状的办法降低颗粒形状对筛分效率的影响。

1、5　颗粒密度对筛分效率的影响

物料的密度组成会影响筛分过程。比如说,当煤中大块矸石较多时,在筛分过程中矸石居于下层,在一定程度上会影响细粒的透筛。但是,这种影响并不突出。

2、直线振动筛运动参数的选择

直线振动筛运动参数包括筛面倾角、振动方向角、筛面的振幅、振动频率和物料的运动速度。

2、1　筛面倾角

筛面倾角(α)主要取决于要求的处理能力和筛分效率。当筛分机的其他参数确定后,筛面倾角越大,处理能力越高,但筛分效率越低,反之亦然。根据实践经验,直线振动筛用于> 50mm物料的筛分时,筛面倾角α= 5°～ 10°;用于< 40mm的中、细粒物料的筛分时,筛面倾角α = 0°。用于脱水、脱介和脱

泥时,筛面倾角α = -5°～ 0°。

2、2　振动方向角

筛面的振动方向角(β)对直线振动筛而言就是物料的抛射角。直线振动筛一般采用近水平安装,为了保证物料的向前跳动,必须有一定的振动方向角。一般情况下,当振动方向角β= 30°～ 40°时,物料的运动速度快,处理能力高,但筛分效率不高,适用于易筛物料;当振动方向角为60°左右时,物料抛射角度大,筛分效率高,处理能力不高,适用于难筛物料。国产直线振动筛的振动方向角全部采用45°。采用这种角度不仅使筛机具有良好的适应各种物料筛分的性能,而且还可获得较高的筛分效率。

2、3　筛面振幅

根据实践经验可知,直线振动筛的振幅(A)与振动筛的规格、用途和所处理物料的粒度有关。一般情况,振动筛规格越大,所选择的振幅越大。反之亦然。当直线振动筛用于分级时,振幅稍大些;用于脱水、脱泥时,振幅应小些。当所处理物料粒度大时,振幅也应相应加大;所处理物料粒度小时,振幅应小些。通常,直线振动筛的单振幅A= mwcheats.com～ mwcheats.com。

2、4　筛面的振动频率

直线振动筛筛面的振动频率(n)与振动筛的抛射强度Kv、振幅A、筛面倾角α、振动方向角β有关,它们之间的关系可用下式表示:

式中:Kv= mwcheats.com～ 3(直线振动筛)。目前直线振动筛的振动频率一般为700 ～

900min-1。

2、5　物料的运动速度

物料在直线振动筛上的运动速度可由下式计算:

式中:速度修正系数K0= mwcheats.com～ mwcheats.com;np可根据抛射强度Kv的大小按图4选取。

3、筛分设备性能

筛分设备的性能对筛分过程有直接的影响。筛分设备的性能包括工艺性能和机械性能。在此仅讨论工艺性能。筛分设备工艺性能的影响因素主要指筛面的运动特性及其构造参数。

3、1　筛面运动特性

虽然筛分效果主要取决于被筛物料的性质,但同一种物料采用不同类型的筛分设备可以得到不同的筛分效果。如固定筛的筛分效率较低,对运动筛

而言,其筛分效率与筛面的运动形式有关:在振动筛筛面上,颗粒在筛面上接近于垂直筛孔的方向被抖动,振动频率越高,筛分效果越好;在摇动筛筛面上,颗粒主要是沿筛面滑动,由于摇动筛的摇动频率比振动筛的频率低,因此摇动筛的筛分效果较差;圆筒筛因筛面易堵,故筛分效率低。

3、2　筛面的结构参数

当给料量和筛分条件一定时,筛面宽度决定筛机的处理能力,筛面长度决定筛分效率。正确地选择筛面的宽度和长度对提高筛分设备的处理能力和筛分效率是很重要的。通常,筛面宽度一般在mwcheats.com以下,大型振动筛的宽度有的已达到mwcheats.com。但由于筛框结构和材料强度的限制,筛面宽度不能无限加宽,长度也不能任意加长。一般最佳筛面长宽比为2～ mwcheats.com。

3、3　筛面倾角

筛面倾角直接影响筛分设备的处理能力和筛分效率。倾角越大,料群在筛面上向前运动的速度越快,处理能力越大。但筛面倾角大,物料在筛面上的滞留时间短,筛分效率低。

3、4　筛孔形状

筛孔形状的选择主要取决于对筛分产品粒度和筛机处理能力的要求。圆形筛孔筛下的物料粒度较小,透筛率也较低。长方形筛孔容易使条状或片状颗粒通过,因而筛下产物粒度不均,但筛下物产率高。对于湿粘易堵筛孔的物料宜采用长方形筛孔。正方形筛孔宜处理块状颗粒的物料。

3、5　筛孔尺寸

筛孔越大,单位筛面面积的处理能力越大,筛分效率也越高。一般情况下,主要依据所要求的分级粒度选择筛孔尺寸。

4、操作与管理

筛分设备的给料要求均匀、连续和适量,保证物料沿整个筛面宽度均匀分布,有利于细颗粒的透筛,从而获得较高的处理能力和筛分效率。此外,还要加强筛机的维护与保养,及时清理筛面和修理、更换损坏的筛面,保证设备的完好状态。

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