何铁牛(峨口铁矿，山西代县034207)

摘要:介绍了影响振动筛筛分效率的因素和峨口铁矿振动筛的应用现状，对振动筛进行了改进，改进后应用效果良好。

关键词:振动筛;筛分效率;影响因素

1前言

太原钢铁集团有限公司峨口铁矿采用三段一闭路破碎筛分系统，0～12mm合格粒度的矿石产品直接输送到球磨机料仓中，振动筛分机械是峨口铁矿破碎筛分系统的关键设备，是进入磨选系统的粒度把关设备，是完成年峨口铁矿870万t矿石处理量的重要设备。而在生产过程中出现筛分效率低、破碎机循环负荷高，故障多等问题，是一个急需解决的课题。在技术攻关改进中，通过认真分析破碎筛分系统工艺和各项指标，总结影响筛分效率的因素，提出提高筛分效率的方案并实施，达到了降低破碎机循环负荷、提高球磨机利用系数的目的。

2生产现状与存在的问题

峨口铁矿是太原钢铁集团公司铁矿粉原料的生产基地，位于山西省代县境内平均海拔为1700m的高寒矿区。2008年处理原矿593万t，生产铁矿粉158万t，2009年处理原矿778万t，生产铁矿粉205万t。20l1年处理原矿870万t，生产铁矿粉220万t。

峨口铁矿选矿工序为来自采场的铁矿石，经过用48条胶带运输机首尾相连，组成一条破碎-筛分三段一闭路的破碎筛分生产系统，把粒度合格的铁矿石直接输送到球磨机给料料仓中。振动筛分机械是峨口铁矿破碎筛分系统的关键设备，在生产中经常出现筛分效率低，筛孔堵塞，筛下水泥梁结构冗余，排矿不畅，粉尘大、筛网上物料厚度不均匀，振动筛重心高、机器故障多，负荷不均匀，造成原破碎机循环负荷大，受力不均匀、碎矿效率低，机器振动大、球磨机入磨粒度粗等问题，而且检修费用高，操作难度大，工艺复杂。为此，近年来不断探索、反复实践，围绕筛分效率低、故障多的难题，进行筛分效率和破碎机循环负荷的研究，设计改进了振动筛的筛孔尺寸、给料厚度、筛分角度等，达到了提高筛分效率、降低破碎机循环负荷的目的。

3影响筛分效率的因素

在实际筛分过程中，小于筛孔的颗粒要进入筛下受许多因素的影响。通过试验研究这些因素，归纳起来可分为三个方面:物料性质;振动筛分机械运动参数、筛分角度;给料厚度。

(1)物料颗粒大小与筛孔的相对尺寸。只有当颗粒小于筛孔时，经过多次反复与筛孔接触，才有透筛的机会。颗粒透筛的概率主要取决于颗粒横截面在筛子平面上的投影与筛孔面积之比。筛分理论和实践研究证明:粒度小于筛孔尺寸3/4的颗粒称为“易筛粒”，粒度大于筛孔尺寸3/4的颗粒称为“难筛粒”。颗粒的直径越接近筛孔尺寸，其透筛的困难就越大。直径大于1.5倍的粗粒在筛面上形成的物料层，对易筛粒和难筛粒自上而下向筛面转移的影响并不大。直径大于筛孔但又小于筛孔尺寸1.5倍的粗粒，在筛分过程中，遮盖筛面，堵塞筛孔，阻碍颗粒向筛面移动，称之为“阻碍粒”。原料中难筛粒和阻碍粒含量越高，筛分效率就越低。

(2)物料所含水分。物料所含水分可分为两种:一是内在水分，存在于物料的孔隙中;二是外在水分，物料表面上所附的水分，如雨季泥矿、井下岩石裂隙水、竖井运输地下水和裂隙水、除尘设备喷淋水，露天堆放时淋的雨水等。外在水分含量与物料的表面积成正比。细粒物料由于比表面积大，细粒含外在水分偏高。内在水分对筛分过程没有影响，外在水分对筛分过程影响较大。含泥量高即含粘土类矿物多，物料的粘结性大，即使水分很低，也易使物料粘结成团，堵塞筛下筛上料嘴和堵塞筛孔。

(3)筛面运动形式。筛面固定不动时，筛分效率很低。即使是运动的筛面，也与其运动的形式有关。在振动筛面上，颗粒作抛射运动，物料抛得高，料层得到松散，振动频率高，有利于细粒透筛，故振动筛筛分效果好。研究分析筛面的运动形式是解决细粒难筛物(如粘性的细粒物料或高水分的泥矿)分级的重要途径之一。如在研究振动概率筛的深度筛分时，用作细粒分级的最下层筛面因固定螺栓松动而没有紧固，在筛箱运动过程中筛面相对于筛箱产生二次振动。在此状态下对潮湿泥矿作16mm筛分，连续生产两天很少有堵孔和糊孔现象。而当该层筛面与筛箱紧固时，筛分因遇上成团的潮湿物料，瞬间即可将筛面糊堵。试验研究证明，筛面的二次振动对提高筛分效率，防止堵孔、糊孔均很有效。但是二次振动影响常规筛面的使用寿命。涨紧筛就是利用筛面的一张一弛，不仅起到抛射物料的作用，而且由于筛孔在筛分过程中不断张弛，防止了细粒粘结，堵塞，当泥矿中水分高达10%以上时，也能从中分出0～8mm细粒矿石。

(4)筛面倾角。筛面与水平面的夹角称为筛面倾角。为便于排出筛上物，筛面一般倾斜安装。倾角的大小与筛分设备生产率和筛分效率有密切关系。倾角大，物料在筛面上向前运动速度快，生产能力大;但物料在筛面停留时间缩短，减少颗粒透筛机会，影响筛分效率。适当降低筛面倾角，延长物料在筛面的停留时间，增加颗粒透筛机会，可以提高筛分效率，降低破碎机循环负荷。峨口铁矿试验研究表明振动筛最佳筛面倾角为5。。

(5)筛面的材质和筛孔形状。筛面材质有金属编制网、耐磨橡胶筛网、聚胺脂筛网，筛网寿命依次升高，开孔率依次降低，效率依次降低，泥矿通过能力依次降低。筛孔形状多种多样，选择什么样形状的筛孔，主要取决于对筛分产物粒度和对筛下产品用途的要求。直线形筛孔与其它形状的筛孔相比在名义尺寸相同的情况下，透过直线形筛孔的筛下物粒度较小，透过直线形筛孔颗粒的最大粒度平均只有透过同样尺寸的正方形筛孑L颗粒的80%～85%。透过长方形筛孔的粒度大于透过尺寸相同的直线形和正方形筛孔的物料粒度。长方形筛孔的筛面和正方形或直线形筛面比较，优点是筛面有效面积大，筛面质量轻，生产能力大，处理含水的物料时能减少筛面堵塞。缺点是筛下产物粒度不均匀，一些片状、条带状颗粒容易透过长方形筛孔。试验研究表明:长方形有弹性的橡胶筛孔筛分效率最佳，不易堵塞。

(6)筛面宽度和长度。筛面宽度直接影响生产率，筛面的长度直接影响筛分效率。筛面长，物料在筛面上停留时间长，透筛机会多，所以筛分效率高。实际上，筛面宽度对于筛分效率和筛面长度对于筛分能力也都有影响。一般宽长比为1:2～1:3为宜。适当增加筛面的宽度和长度，可以提高筛分效率，峨口铁矿筛面长×宽为1800mmx4200mm最佳。

(7)给料厚度对筛分效果的影响。振动筛分机的操作管理主要是岗位给料要均匀、连续，及时清理和维修筛面，保证筛面正常工作。振动筛要求均匀连续给料，物料沿整个筛面宽度布满成适宜的等厚层。这不但能充分利用筛面，而且有利于物料的透筛，从而可获得较高的生产率和筛分效率。如果给料不均匀，料层太薄，则处理量低;料层太厚，细颗粒来不及透筛，留在筛面上，影响筛分效率。甚至过负荷时，物料得不到分级，振动筛成为给料运输机。料层厚度，视筛孔大小而异。峨口铁矿试验研究表明:给料料层厚度不能超过筛孔尺寸的4～4.5倍。

4改进措施

(1)优化原双层直线振动筛的筛分角度，由原来的β=25.6o，改进为β=4o～6o，以延长矿石在筛网的筛分时间，提高筛分效率，降低破碎筛分循环负荷;同时延长物料在筛网的停留时间，增加铁矿石颗粒透筛机会，提高筛分效率。

(2)振动筛下部水平标高保持不变，将筛网上部安装高度降低至H2=Lxsinβ，L为振动筛的筛面长度。如口=5o，H2=366mm，根据振动筛的筛分角度由原来的β=24o～26o改为β=4o～6o，振动筛的筛面长度4200mm，则振动筛上部水平标高降低14l0mm，因此得知振动筛上部水平标高降低1410mm，而振动筛重心基本处于振动筛筛面长度中间，因此可以推算出振动筛重心降低705mm，故振动筛筛分角度降低到4o～6o后，降低振动筛重心705mm，提高了振动筛的稳定性和破碎筛分厂房20/5t桥式起重机的通过能力，同时有效降低给料皮带机爬坡高度，改进后，结构紧凑、布置合理、外形美观且节能。

(3)由于降低了筛网坡度20o，振动筛受料口降低1410mm，给矿皮带机头轮也降低1410mm，则给料皮带机的爬坡角度由原来爬坡9o降低为0o水平皮带机给矿，可节省电能20%(即节电147l68kw·h/a)和延长橡胶带使用寿命一倍。

(4)根据振动筛运行负荷确定皮带机的供料速度和给矿量。当振动筛运行负荷达到额定负荷的75%～85%H~f，则稳定皮带机的供料速度为0.5～0.6m/s，给矿量为500～600t/h;当振动筛运行负荷小于额定负荷的75%时，则适当增加皮带机的供料速度至0.6～0.7m/s，给矿量为600～700t/h，直到振动筛运行负荷基本等于额定负荷的75%～85%为止;当振动筛运行负荷大于额定负荷的85%时，则减小皮带机的供料速度至0.3～0.5m/s，给矿量为300～500t/h，直到振动筛运行负荷基本等于额定负荷的75%～85%为止。因此振动筛的给料皮带改进为变频器调速给料I皮带，根据振动筛负荷调节皮带的给料速度和给矿量，增加矿石颗粒透筛机会，提高筛分效率，杜绝压筛事故发生。

(5)根据振动筛待筛分的料层厚度来确定皮带机的供料速度和给矿量。当振动筛待筛分的料层厚度达到50～60mm时，则稳定皮带机的供料速度为0.5～0.6m/s，给矿量为500～600t/h;当振动筛待筛分的料层厚度小于50～60mm时，则适当增加皮带机的供料速度至0.6～0.7m/s，给矿量增加为600～700t/h，直到振动筛运行待筛分的料层厚度达到50～60mm为止;当振动筛运行待筛分的料层厚度大于50～60mm时，则减少皮带机的供料速度至0.3～0.5m/s，给矿量减少为300。500t/h，直到振动筛运行待筛分的料层厚度达到50～60mm为止。保证振动筛负荷受力均匀，非正常振动烈度减少，防止振动筛筛孔堵矿。

(6)通过筛网筛孔宽度来确定给矿料层厚度。研究表明，给矿料层厚度为筛孔宽度的3.8～4.2倍为宜。破碎筛分机械要求均匀连续给矿，物料沿整个筛网宽度布满成适宜的等厚层。这不但能充分利用筛网，而且有利于颗粒的透筛，从而可获得较高的筛下产率和筛分效率。如果给料不均匀，料层太薄，则处理量低;料层太厚，细颗粒来不及透筛，留在筛网上，影响筛分效率。过负荷时，物料得不到分级，破碎筛分机械成为振动给料机。

(7)筛网固定结构由原来的压紧结构改进为涨紧固定结构。涨紧结构是利用筛网两边的弹簧勾手，将筛网固定在筛箱两侧，当筛箱作直线振动时，筛网也作抛射作用。而压紧结构是将筛网直接固定在筛箱底部，随筛箱一起振动，不会产生二次振动。因此改进为涨紧结构后增加筛网二次振动，避免筛孔堵矿。涨紧固定筛就是利用筛网的一张一弛，起到抛射物料的作用，而且由于筛孔在筛分过程中不断张弛，防止了细粒粘结和堵塞筛孔。同时在筛箱运动过程中筛网相对于筛箱产生二次振动，增加泥矿的通过能力，防止泥矿堵塞筛孔。

(8)增加振动筛的密封防尘罩。密封防尘罩上面设有视孔窗户，外形尺寸2200mm×4300mm×2000mm，每个振动筛前面增加4个视孔窗户(2大2小)，外形尺寸600mmxl200mm和300mmx.500mm，增加破碎筛分可视化管理，提高现场粉尘合格率，改善工作环境，控制现场粉尘达到环保要求，环保标准为破碎筛分岗位粉尘浓度≤2mg/m3。

(9)经过设计、效验和计算，去掉原筛下料嘴内水泥梁300mmx600mm×2000mm，增加筛下矿物的通过能力，提高筛分效率，解决振动筛筛架横梁磨损、升裂严重、堵筛孔等难题。

(10)改进筛上、筛下料嘴卸料角度。合理利用矿石堆积学理论，利用矿石自磨、自砸而减少筛上、筛下料嘴的磨损和雨季堵矿，延长筛上、筛下料嘴内衬板的更换周期，提高矿石雨季的通过能力，解决筛下料嘴堵塞的难题。

5改进后的效果

通过振动筛筛下粒度合格产量计量，在破碎机排矿口、筛孔尺寸不变的情况下，振动筛改进后，筛下合格品产量由原来760～940t/h增加到1100～1500t/h(抽查30次的平均值)。提高了筛分效率，减少破碎机破碎壁和轧臼壁的磨损。解决5#料仓常满，筛分效率低、破碎机循环负荷大等难题。改造后振动筛筛分效率由原来60.7%提高到76.8%，提高了l6%，降低破碎筛分循环负荷，提高破碎机产量，降低人磨粒度21.5%。

振动筛筛分效率提高，减少了破碎机的循环负荷，解决筛上料仓常满，筛孔堵塞、破碎机循环负荷大等难题，获得良好的经济效益。提高筛分效率，提高球磨机利用系数和磁选机的甩尾量，节省球磨机能耗。改进后释放破碎机台时处理能力、提高合格产量，降低破碎筛分循环负荷，提高破碎机产量，提高球磨机人磨粒度品质，为峨口铁矿增加产量和提高产品细度找到了初步的出路。

6结语

直线振动筛的改造有效降低破碎筛分循环负荷，减少破碎机电能消耗，减少粉尘排放，提高破碎机产量、入磨粒度合格率，提高球磨机利用系数、铁矿粉产量和铁矿粉品质，减少筛孔堵塞、延长备件使用寿命、降低故障率。达到节能减排的目标。