超大型雙層重型圓振動篩的選型設計及設備優(yōu)化

夏自發(fā)， 尚 旭， 謝 昆

(1.中國恩菲工程技術有限公司 礦山事業(yè)部，北京 100038；2.西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司 總工辦，西藏 昌都 854000)

超大型雙層重型圓振動篩的選型設計及設備優(yōu)化

夏自發(fā)1， 尚 旭1， 謝 昆2

(1.中國恩菲工程技術有限公司 礦山事業(yè)部，北京 100038；2.西藏玉龍銅業(yè)股份有限公司 總工辦，西藏 昌都 854000)

針對銅礦峪礦的礦石性質及建設要求，對預先篩分設備進行了選型與計算，介紹了YKR超大型雙層重型圓振動篩在試車期間存在的問題和處理措施，結果表明，采用雙級減振系統(tǒng)進行設備優(yōu)化后，減振效果顯著。

選礦廠； 預先篩分； 雙層重型圓振動篩； 雙級減振系統(tǒng)

0 前言

北方銅業(yè)銅礦峪礦選礦廠位于山西省垣曲縣，選礦廠幾經(jīng)改造，1993年形成400萬t/a生產(chǎn)能力，共兩期，每期200萬t/a。2011年委托中國恩菲工程技術有限公司進行選礦廠擴能改造，將一期200萬t/a系統(tǒng)改造成冶煉爐渣選礦系統(tǒng)，二期200萬t/a系統(tǒng)改擴建達到600萬t/a的生產(chǎn)能力。

為了節(jié)省基建投資，改擴建盡量在現(xiàn)有設施的基礎上進行。擴建部分應充分考慮與現(xiàn)有設施和生產(chǎn)管理的合理銜接，盡量減少停產(chǎn)時間。現(xiàn)有主要生產(chǎn)設施包括：中細碎廠房、閉路篩分廠房、磨浮廠房和過濾廠房。600萬t/a工程對應的生產(chǎn)車間均在現(xiàn)有設施的基礎上擴建而成。

1 預先篩分作業(yè)及篩分設備類型的確定

根據(jù)《有色金屬選礦廠工藝設計規(guī)范》[1]，破碎篩分流程應以強化篩分、多篩少破為原則?？紤]到粗碎采用排礦口較小(150 mm)的高效旋回破碎機，其粗碎產(chǎn)品的細粒級含量較多且含水率波動較大，結合同類選礦廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，設計在中碎前采用重型篩進行強化篩分，并產(chǎn)出部分(10%左右)最終破碎產(chǎn)品，粒度為d95=10 mm，提高了破碎篩分系統(tǒng)的處理能力。

受現(xiàn)有中細碎廠房空間的制約，預先篩分設備無法布置在此廠房內。因此在粗礦堆與中細碎廠房之間設計預先篩分廠房，采用1臺大型重型雙層圓振動篩。此單臺大型設備的采用，不僅減少了生產(chǎn)系列，便于管理，提高了設備效率，還減少了占地面積。

由于給礦粒度大(≤350 mm)、粒級分布寬的特點，預先篩分設備不僅需滿足大振動力、高頻率、單臺設備處理能力大(932.4 t/h)的性能要求，同時需對周圍環(huán)境無影響，尤其對操作平臺和建筑物不應產(chǎn)生劇烈振動，否則將存在安全隱患。

由于給礦粒度大，物料對篩面沖擊力大。為最大限度保護篩面、提高篩分效率，設計采用雙層重型振動篩。

根據(jù)銅礦峪礦的礦石特性以及對該預先篩分設備的性能要求，對圓振動篩、自定中心振動篩、香蕉型直線振動篩、振幅遞減大型橢圓振動篩等篩型進行了考察和比較，最終確定采用YKR雙層重型圓振動篩。

2 YKR雙層重型圓振動篩的結構及技術特點

(1)雙層圓振動篩入料端運動軌跡為橢圓，橢圓長軸與篩面成銳角，物料流動速度快，可避免物料在入料端堆積；出料端為鈍角，能減緩物料流動速度，起檢查篩分作用，篩面物料近似等厚篩分，處理能力可提高10%；振幅、頻率、篩面傾角均可根據(jù)實際情況進行調整。

(2)激振器采用外置式塊偏心結構，可提高激振力，減輕激振器重量，從而減小軸承的負荷，也降低振動篩的動負荷，減小振動篩過共振區(qū)時對篩分廠房或地基的沖擊。

(3)側板與加強板、橫梁、加強梁之間的聯(lián)接全部采用鋼結構用扭剪型高強度螺栓。此螺栓強度高，易更換，同時避免了因鉚接不當而將聯(lián)接螺栓孔擠出微裂紋的現(xiàn)象。

(4)電機與激振器聯(lián)接采用萬向節(jié)聯(lián)軸器，具有對安裝條件要求低，對電機沖擊小，傳遞載荷大等優(yōu)點。大型振動篩采用兩套激振器，兩套激振器之間聯(lián)接采用國際領先的同步帶技術，具有結構簡單可靠，同步效果好，維護簡單的優(yōu)點。

(5)大型振動篩支撐點采用雙支撐梁支撐橡膠彈簧隔振，每個支撐點采用4個橡膠彈簧，支撐平穩(wěn)、噪音低、沖擊動負荷小。

3 雙層重型圓振動篩的選擇與計算

采用雙層重型圓振動篩，振動篩處理量計算經(jīng)驗公式(1)[2]：

Q=Φ×F×V×δ0×K1×K2×K3×K4×K5×K6×K7×K8

(1)

設計需要的振動篩總面積計算公式(2)：

(2)

式中Q—上層篩給礦量，t/(臺·h)；Φ—振動篩的有效篩分面積系數(shù)；F—振動篩篩網(wǎng)名義面積，m2；V—振動篩單位篩分面積的平均容積處理量，m3/(m2·h)；

δ0—篩分物料的松散密度，t/m3；

K0—礦量波動系數(shù)；

K1—給礦中細粒影響系數(shù)；

K2—給礦中粗粒影響系數(shù)；

K3—篩分效率系數(shù)；

K4—物料種類和顆粒形狀系數(shù)；

K5—物料濕度影響系數(shù)；

K6—篩分方法影響系數(shù)；

K7—篩子運動參數(shù)系數(shù)；

K8—篩子種類和篩孔形狀系數(shù)。

(1)上層篩面面積計算

Q=932.4 t/h，Φ=0.85，V=37.6 m3/(m2·h)，δ0=1.62 t/m3，K0=1.1，K1=0.6，K2=1.48，K3=1.875，K4=1.0，K5=0.95，K6=1.0，K7=0.65，K8=0.85。

(2)下層篩面面積計算

Q=261.54 t/h，Φ=0.65，V=20.1 m3/(m2·h)，δ0=1.62 t/m3，K0=1.1，K1=0.91，K2=1.34，K3=1.875，K4=1.0，K5=0.5，K6=1.0，K7=0.65，K8=0.85。

選用1臺3.6 m×7.5 m雙層重型圓振動篩，篩分面積為27 m2。

上層篩的負荷率：

下層篩的負荷率：

上、下層篩網(wǎng)負荷率接近，振動篩規(guī)格和篩孔尺寸選擇可行。

4 試車存在的問題及設備結構的優(yōu)化

4.1 現(xiàn)象

在選礦廠試運行期間，2YKR3675超大型雙層重型圓振動篩因其設備規(guī)格大、篩分礦量多、工作時間長、運行速度快、振動頻率高，導致預先篩分廠房長期反復承受動荷載沖擊。試車期間，預先篩分廠房整體有顯著振動現(xiàn)象，填充墻已有明顯裂縫，窗戶甚至出現(xiàn)較為劇烈的振動，離廠房較遠的其它建筑也有振感。為全面了解預先篩分廠房的振動情況，委托專業(yè)機構對廠房進行動力性能測試。

4.2 測試內容及測點布置

(1)測試內容

測試振動篩工作時各測點土建結構振動參數(shù)，振動參數(shù)包括：振幅、頻率、振動速度、振動加速度、阻尼等。廠房內測試數(shù)量為8組，每組測試包括x、y、z三個方向。

測試內容包括以下工作狀況：空載啟動、空載運行、空載制動；負載啟動、負載運行、負載制動。

(2)測點布置

A測點：布置在頂層，振動篩的上方，次梁的跨中；

B測點：布置在二層，振動篩電機的北側，主次梁的交接處；

C測點：布置在二層，振動篩的正北側，樓板的跨中；

D測點：布置在一層，振動篩的下方，地面；

E測點：布置在二層，振動篩的西北側，次梁的跨中；

F測點：布置在二層，振動篩的西北側，樓板的跨中；

G測點：布置在二層，振動篩的正北側，次梁的跨中；

H測點：布置在二層，振動篩的正東側，主梁的跨中。

4.3 測試結果

(1)實測振動參數(shù)值與允許標準值的比較

各類測點實測振動參數(shù)值與允許界限值比較，按測點將超標值進行統(tǒng)計，結果見表1，超限值個數(shù)與允許界限值個數(shù)統(tǒng)計見表2。

表1 各類測點實測振動參數(shù)值超過允許界限值統(tǒng)計

注：-表示實測振動參數(shù)值不超過允許界限值

注：豎向位移超限值個數(shù)1，豎向加速度超限值個數(shù)4

由表1和表2可見，豎向振動大，多項參數(shù)超界限值，其中大部分發(fā)生在負載運行時。位移加速度最大值出現(xiàn)在負載運行時，速度最大值9.2338 mm/s出現(xiàn)在制動時，與超限值10 mm/s非常接近。

(2)不同振源的干擾頻率分析

圓振動篩(干擾頻率13.25 Hz)為主要振源，其對廠房主體結構的影響最大。廠房固有頻率為水平向1.25 Hz，豎向3.5 Hz，圓振動篩與廠房主體結構不發(fā)生共振。

4.4 處理措施

(1)圓振動篩采用雙級減振系統(tǒng)，在不影響運行軌跡的前提下，通過在普通圓振動篩橡膠彈簧以下部位增加一套二次隔振架來降低設備對操作平臺和基礎的沖擊動負荷，減小振動篩體系的振動，從而使得設備運行平穩(wěn)，同時平臺的振感降低到安全范圍內。

(2)沿著廠房主次梁垂直方向增加若干橫梁。

(3)增大振動篩下方柱子的截面尺寸。

4.5 效果

(1)采用雙級減振系統(tǒng)后，各支點動負荷由10.4 kN減至4.2 kN(降低約60%)，降低了設備基礎和支撐柱設計等級，減振效果顯著，既安全又經(jīng)濟。

(2)通過加固結構體系，減小了振動的傳遞，并強化了設備振動的吸收。

(3)采用振動體系減振和結構體系加固措施后，建筑物和窗戶無明顯振動，振動篩操作平臺振感輕微，操作人員直觀感覺良好。

5 結論

(1)2YKR3675超大型雙層重型圓振動篩是國內使用的最大規(guī)格的預先篩分設備，在銅礦峪選礦廠生產(chǎn)穩(wěn)定，處理能力和篩分效率都達到了設計要求。

(2)對于大型、高強度(頻率和振幅)重型振動設備，減振系統(tǒng)是至關重要的。

根據(jù)以往項目經(jīng)驗表明，對于大型重型振動篩,若采用一級彈簧減振系統(tǒng)，由于設備支點動負荷偏大，將對操作平臺和建筑物產(chǎn)生相當大的振動沖擊，因而對設備基礎及支撐柱的設計要求非常高。銅礦峪礦選用1臺國產(chǎn)3.6 m×7.5 m雙層重型圓振動篩，采用雙級減振系統(tǒng)進行設備優(yōu)化后，減振效果顯著，既安全又經(jīng)濟，直觀感受良好。

(3)改造后的新選礦廠已于2011年3月負荷試車成功后投入正式生產(chǎn)，各個系統(tǒng)運轉正常，工藝流程通暢，生產(chǎn)穩(wěn)定，處理能力與產(chǎn)品指標1個月內均達到設計要求，成本也大為降低，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。該項目獲得2013年度部級優(yōu)秀工程設計一等獎。

[1] 中國有色金屬工業(yè)協(xié)會.GB 50782—2012有色金屬選礦廠工藝設計規(guī)范[M].北京：中國計劃出版社，2012：8-9.

[2] 長沙黑色冶金礦山設計研究院.選礦設計手冊[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005：129-132.

山東宏橋募集資金參與航空專用泡沫鋁項目

山東宏橋新型材料有限公司(下稱“山東宏橋”)完成7年期公司債的發(fā)行，最終發(fā)售規(guī)模為人民幣12億元，票面利率為8.69%。其中，募集的11億元用于年產(chǎn)8萬噸高性能航空專用泡沫鋁項目與年產(chǎn)6萬噸高精度空調散熱器鋁箔項目，1億元用于補充營運資金。

據(jù)悉，在2012年，山東宏橋的鋁產(chǎn)能已位居全國三強，成為我國最大的鋁產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)之一。公司采取“氧化鋁-液態(tài)鋁合金-合金錠-鋁合金型材”上下游無縫銜接的一體化業(yè)務模式，通過外購氧化鋁生產(chǎn)并銷售液態(tài)鋁合金、鋁合金錠等鋁產(chǎn)品，具有顯著的節(jié)能減排優(yōu)勢和成本、市場優(yōu)勢，其下游從事鋁深加工企業(yè)也比同行業(yè)企業(yè)更具有利條件。山東宏橋在濱州生產(chǎn)基地建設的年產(chǎn)3萬噸鋁深加工項目已開始逐步投產(chǎn)。在鄒平生產(chǎn)基地建設的76萬噸鋁深加工項目預計2014年上半年開始投產(chǎn)。

在鋁制品行業(yè)里，電力成本在主營業(yè)務成本中占比極高。工業(yè)用電的價格各地不一樣，由于煤炭價格的上漲和夏季的來臨，能耗的成本對該行業(yè)的影響很大。電力成本在山東宏橋的比例高達36.74%，在公司產(chǎn)品成本中占比最大。

金川機械成功研發(fā)FW-6型工程服務車

金川集團機械制造公司與金川鎳鈷設計院設備研究所聯(lián)合開發(fā)研制的FW-6型工程服務車完成了安裝調試和工業(yè)實驗，交付用戶使用。

FW-6型井下工程服務車是大、中型礦山使用廣泛的井下工程輔助設備，在國內外具有較大的市場空間。目前國內使用的井下工程服務車多數(shù)產(chǎn)自國外，但進口設備價格昂貴、供貨周期長、備件依賴性強，影響企業(yè)的生產(chǎn)成本和生產(chǎn)能力。2013年以來，金川機械與金川設備研究所通力合作，根據(jù)對金川礦山和國內大型礦山的調研情況，綜合歐美優(yōu)秀企業(yè)的先進技術和裝備配置，自主開發(fā)研制井下工程服務車，打造金川機械品牌的井下無軌設備新產(chǎn)品。

FW-6型井下工程服務車具有良好的機動性和通過性，可以配備多種服務裝置和工作機構，同時具有一機多用的功能和良好的安全性能。FW-6型井下工程服務車開發(fā)成功，既可結束金川多年依靠進口設備的歷史，提高公司關鍵設備的自給能力，大大提高工作效率，改善作業(yè)條件，又促進了金川機械井下無軌設備產(chǎn)品的系列化、規(guī)?；?。

SelectionandOptimizationofSuperLargeDouble-deckHeavyCircularVibratingScreen

XIA Zi-fa1， SHANG Xu1， XIE Kun2
(1.Mine Department, China ENFI Engineering Corporation, Beijing 100038, China；2.Chief Engineer Office, Tibet Yulong Copper Co., Ltd. Changdu 854000, China)

Based on the ore properties and construction requirement of Tongkuangyu copper mine, this paper discusses selection and calculation of pre-screening, and introduces the problems in trial run of YKR super large double-deck heavy circular vibrating screen. The results show that double stage vibration isolation system has a remarkable effect on screening vibration isolation.

concentrator；pre-screening；double-deck heavy circular vibrating screen；double stage vibration isolation system

2013-01-22

夏自發(fā)(1981-)，男，湖南瀏陽人，工程師，工學碩士，主要從事礦山設計工作。

尚 旭(1981-)，男，遼寧錦州人，工程師，工學碩士，主要從事礦山設計工作。

TH237.6

B

1003-8884(2014)02-0045-04

謝 昆(1973-)，男，四川隆昌人，工程師，大學?？疲饕獜氖碌V山技術管理工作。