XZQ型淺槽重介分選機(jī)的改造和優(yōu)化

李 寶

(沈陽(yáng)科迪通達(dá)礦山機(jī)械有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110013)

XZQ型淺槽重介分選機(jī)的改造和優(yōu)化

李 寶

(沈陽(yáng)科迪通達(dá)礦山機(jī)械有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110013)

為了解決淺槽重介分選機(jī)存在的一系列問題，在多年理論與實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行淺槽重介的改造和優(yōu)化。介紹了淺槽重介分選機(jī)的性能，并對(duì)淺槽重介配套的管路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了分析說明，改造后的淺槽實(shí)現(xiàn)了失速保護(hù)，液壓拉緊，自動(dòng)注油和集中控制的功能。通過一系列的改進(jìn)，重介淺槽運(yùn)行安全平穩(wěn)，提高了易損件的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了集中自動(dòng)化控制，減少了現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的工作量，節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

淺槽重介分選機(jī)；失速保護(hù)；液壓拉緊；自動(dòng)注油；集中控制

我國(guó)選煤正處于迅速發(fā)展時(shí)期，煤炭分選是最經(jīng)濟(jì)有效的潔凈煤技術(shù)[1-2]，近年來，隨著選煤技術(shù)進(jìn)步，洗煤行業(yè)的發(fā)展越來越精細(xì)化，對(duì)塊煤分選質(zhì)量的要求也隨之提高。重介淺槽分選技術(shù)在塊煤分選中優(yōu)勢(shì)明顯，淺槽重介分選機(jī)具有效率高、處理量大、使用性強(qiáng)、介耗少、次生煤泥少、事故率低等優(yōu)點(diǎn)，分選效率達(dá)到95%以上[3-4]，許多廠礦采用淺槽重介來進(jìn)行塊煤排矸。隨著淺槽的廣泛應(yīng)用，對(duì)淺槽重介性能提出了更高的要求[5]，要求其構(gòu)造簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作及維修方便；分選出的物料可及時(shí)排放到下一道工序；易損件少，方便更換；自動(dòng)化程度高，便于集中控制；用刮板輸送機(jī)運(yùn)輸矸石，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲小，維護(hù)方便，事故率低，易于操作[6]。因此，進(jìn)行淺槽優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高其性能十分必要。

1 淺槽重介分選機(jī)的工作原理

淺槽重介分選機(jī)是依據(jù)阿基米德浮沉原理開發(fā)研制的。煤放入一定密度介質(zhì)的槽體內(nèi)，在槽體內(nèi)煤和矸石由于質(zhì)量和浮力的不同進(jìn)行分層，密度小的煤浮在液體的表面，在流動(dòng)介質(zhì)的推動(dòng)下通過溢流堰被排出；密度大的矸石沉積在槽體底部，通過刮板運(yùn)出槽體，實(shí)現(xiàn)了煤矸分離[7]。

2 淺槽重介分選機(jī)

2.1 淺槽重介分選機(jī)結(jié)構(gòu)

XZQ重介淺槽主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拖輪組、機(jī)械拉緊裝置、淺槽主體、水平介質(zhì)槽、上升介質(zhì)漏斗、排矸刮板組等部分構(gòu)成。XZQ型重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。淺槽運(yùn)行是通過驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)鏈條在淺槽主體內(nèi)逆時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈條帶動(dòng)排矸刮板組在托輪上運(yùn)行，介質(zhì)通過介質(zhì)漏斗給入槽體內(nèi)。當(dāng)鏈條經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)拉長(zhǎng)，這時(shí)就要通過機(jī)械拉緊裝置進(jìn)行拉緊到合適的長(zhǎng)度，保證淺槽正常使用。

圖1 XZQ型重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)圖

2.2 存在問題及改造方案

(1)翟鎮(zhèn)礦采用XZQ1620型淺槽分選機(jī)，其鏈條采用套筒滾子鏈條，從2010年投產(chǎn)使用，出現(xiàn)了鏈條易斷，刮板易彎曲等問題。通過研究分析發(fā)現(xiàn)鏈條斷裂是由材質(zhì)易脆，拉伸力不足所致，因此需要對(duì)鏈條材質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)；刮板彎曲問題是由于排介孔分布不合理及筋板形式不合理所致，因此需要優(yōu)化設(shè)計(jì)刮板形式；聯(lián)接板斜面易卡料，因此需要改變聯(lián)接板形狀，從而有效避免發(fā)生小矸石從大傾斜面卡住的情況。改造前聯(lián)接板和改造后的聯(lián)接板結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，聯(lián)接板在淺槽內(nèi)運(yùn)行發(fā)生卡阻情況如圖4所示。

(2)原排矸刮板以單一速度運(yùn)行，當(dāng)排矸量較少時(shí)，浪費(fèi)動(dòng)力，鏈條和刮板磨損量較大，因此改造設(shè)計(jì)時(shí)，采用變頻調(diào)速的方式，根據(jù)生產(chǎn)制度、進(jìn)入淺槽物料量等因素調(diào)節(jié)排料刮板運(yùn)行速度，延長(zhǎng)了鏈條及刮板的使用壽命[8]。

(3)原排矸刮板開孔采用均布扁孔，由于開扁孔及鋼板筋板強(qiáng)度不夠，使用過程中中間8 mm厚鋼板容易彎折。因此改造設(shè)計(jì)時(shí)，將刮板上的開孔改為上下均勻圓孔，中間采用75#角鋼扣嚴(yán)焊接，增強(qiáng)刮板強(qiáng)度。改造前、后刮板結(jié)構(gòu)圖如圖5和圖6所示。

圖2 改造前聯(lián)接板結(jié)構(gòu)圖

圖3 改造后聯(lián)接板結(jié)構(gòu)圖

圖4 聯(lián)接板在淺槽內(nèi)運(yùn)行發(fā)生卡阻情況對(duì)比圖

(4)淺槽分選機(jī)在協(xié)莊礦應(yīng)用時(shí)存在后滑道卡鏈條的問題，而且發(fā)生了三次滑道被鏈條刮裂的現(xiàn)象。為了解決此項(xiàng)問題，在改造時(shí)將后滑道由平直結(jié)構(gòu)改為弧形并將其延長(zhǎng)，同時(shí)增加了三角段結(jié)構(gòu)，可以使鏈條帶刮板平穩(wěn)進(jìn)入滑道，避免了卡阻問題的發(fā)生?；∶娌馁|(zhì)由普通鋼板改為耐磨鋼板，截面由三角形改為梯形，承受力更加穩(wěn)定，使用壽命延長(zhǎng)。改造前、后弧形滑道結(jié)構(gòu)圖如圖7和圖8所示。

圖5 改造前刮板結(jié)構(gòu)圖

圖6 改造后刮板結(jié)構(gòu)圖

圖7 改造前的弧形滑道結(jié)構(gòu)圖

圖8 改造后的弧形滑道結(jié)構(gòu)圖

(5)由于摩擦阻力大，淺槽使用中出現(xiàn)間歇性卡鏈條現(xiàn)象，同時(shí)淺槽下滑道固定螺栓冒易外露，當(dāng)鏈條和聯(lián)接板運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，極易與外露螺栓冒發(fā)生碰撞，發(fā)生卡鏈條的現(xiàn)象。改造后，將滑道固定螺栓外露螺栓改為沉頭螺栓，解決了卡鏈條的問題。改造前、后滑道結(jié)構(gòu)圖如圖9所示。

圖9 改造前、后滑道結(jié)構(gòu)圖

2.3 改造后的重介淺槽分選機(jī)

改造前淺槽存在的鏈條易斷，刮板耐磨性不夠，注油、手動(dòng)拉緊不方便，不能適應(yīng)智能化控制等一系列問題，為此，沈陽(yáng)科迪公司通過多年研發(fā)與實(shí)踐，開發(fā)出了新型重介淺槽分選機(jī)。XZQ型重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)如圖10所示。

(1)淺槽系統(tǒng)智能化實(shí)現(xiàn)了集中控制及密度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。通過多次試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了淺槽系統(tǒng)的集中控制及密度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，一套生產(chǎn)系統(tǒng)只需要1個(gè)管理者，1個(gè)集控操作員，2個(gè)巡檢員，1個(gè)維修員，共5個(gè)人，比未改造時(shí)節(jié)約了18人，提高了生產(chǎn)效率；密度自動(dòng)調(diào)節(jié)避免了人為遲漏現(xiàn)象，介質(zhì)分流及脫介噴水都是根據(jù)設(shè)定參數(shù)自動(dòng)啟動(dòng)，從而大大降低了介耗[9]。

圖10 XZQ型重介淺槽分選機(jī)

(2)液壓拉緊裝置，操作方便。協(xié)莊煤礦采用XZQ1630型淺槽，通過一段時(shí)間運(yùn)行，出現(xiàn)了鏈條松，絲杠銹死損壞的問題，經(jīng)分析是由于人工緊絲杠扭矩力小，絲扣易壞造成的，改造后采用液壓拉緊裝置，絲扣加粗，不需要人工緊絲杠，也不容易發(fā)生銹死現(xiàn)象。

(3)液壓逐點(diǎn)多級(jí)式集中注油，操作安全。改造前淺槽為手動(dòng)注油，淺槽注油點(diǎn)在頭輪、尾輪、托輪等部件的軸承上，但存在注油點(diǎn)多，位置高，注油不方便，轉(zhuǎn)動(dòng)部位潤(rùn)滑不理想的問題，嚴(yán)重影響了淺槽的正常運(yùn)行。針對(duì)這些問題，經(jīng)研究改造采用液壓逐點(diǎn)多級(jí)式集中注油。集中注油是通過集中控制程序，用油脂泵，根據(jù)淺槽運(yùn)轉(zhuǎn)情況，設(shè)定相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行集中注油。此改造不僅解決了淺槽分選機(jī)軸承潤(rùn)滑定時(shí)、定量的問題，保證了軸承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)減少了故障發(fā)生及維修費(fèi)用，效果理想[10-11]。

(4)添加失速保護(hù)裝置，適應(yīng)智能化控制。孫村礦和協(xié)莊礦淺槽調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)生刮板卡住，電機(jī)皮帶打滑情況時(shí)，上方給料接受不到停機(jī)的信號(hào)，不能及時(shí)停止給料，易造成淺槽內(nèi)物料堆積，給設(shè)備運(yùn)行帶來不便。為了解決這類問題，經(jīng)設(shè)計(jì)改造后在排矸刮板處增加失速保護(hù)裝置檢測(cè)刮板運(yùn)行情況，當(dāng)檢測(cè)到刮板運(yùn)行異常時(shí)，可以及時(shí)將信號(hào)反饋給上級(jí)系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)，解決了刮板卡住造成的壓料現(xiàn)象。

通過一系列改造優(yōu)化，新型重介淺槽分選機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于大型化生產(chǎn)，次生煤泥少，分選長(zhǎng)度短(1.2～1.8 m)，鏈條及刮板的使用時(shí)間，也由原來的2.5個(gè)月，提高到4個(gè)月以上，物料在槽中停留時(shí)間短，僅為跳汰機(jī)停留時(shí)間的1/5～1/8，動(dòng)篩停留時(shí)間的1/2～1/3，實(shí)現(xiàn)了選煤方法高效化、生產(chǎn)過程自動(dòng)化和廠型模塊化的目的，成為國(guó)內(nèi)外選煤廠的主要選煤設(shè)備[12]。

3 淺槽管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在淺槽管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中淺槽合介管角度的選取十分重要，淺槽在運(yùn)行中需要從合介桶通過合介泵把合格介質(zhì)運(yùn)送到淺槽槽體內(nèi)，停機(jī)時(shí)必須將槽內(nèi)介質(zhì)排凈，由于存在壓力所以設(shè)計(jì)管路時(shí)常忽略角度設(shè)計(jì)，但在實(shí)際生產(chǎn)中停泵時(shí)需要淺槽內(nèi)介質(zhì)回流到合介桶，以防止介質(zhì)粉沉積堵塞上升流箱，設(shè)計(jì)時(shí)介質(zhì)回流通道結(jié)構(gòu)圖如圖11所示，從圖11中可以看出，介質(zhì)從上升介質(zhì)管回到主管，在通過主管回到合介桶，由于介質(zhì)粘度大，回流主管道要有≥2°的傾角。

圖11 介質(zhì)回流通道結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)論

經(jīng)過一系列設(shè)計(jì)改進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)使用中XZQ淺槽實(shí)現(xiàn)了液壓拉緊、自動(dòng)注油、失速保護(hù)、變頻調(diào)速、集中程序控制等一系列功能，同時(shí)淺槽耐用性的研究也不局限在配件材質(zhì)的研究，淺槽易損件使用壽命提高了10%～20%，鏈條壽命達(dá)到120天以上，刮板及滑道性能也優(yōu)于改造之前。改造后XZQ淺槽重介分選機(jī)的成功應(yīng)用為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)節(jié)約了成本，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益。淺槽的改造設(shè)計(jì)需要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，把現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用到設(shè)備改進(jìn)中，以達(dá)到設(shè)備結(jié)構(gòu)改造更合理，實(shí)現(xiàn)重介淺槽在塊煤排矸中發(fā)揮更好的應(yīng)用。

[1] 呂玉庭，吳 鵬，孫玉堂.中煤再洗工藝及其主要分選設(shè)備[J].選煤技術(shù)，2010(4):43-45.

[2] 李昕帆.煤浮選捕收劑的超聲乳化研究及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)[D].太原：太原理工大學(xué)，2010.

[3] 黃亞飛，齊正義，徐春江，等.淺槽刮板重介質(zhì)分選機(jī)流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究[J].選煤技術(shù)，2012(6)：27-32.

[4] 孫永新，爾衛(wèi)江.重介淺槽分選機(jī)在王坡選煤廠的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2010(4):35-37.

[5] 劉致強(qiáng)，董睿敏.我國(guó)煤炭深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀述評(píng)[J].煤炭加工與綜合利用，2014(4)：7-17.

[6] 季曉明，伍華超，李艷紅，等.XZQ型重介淺槽分選機(jī)在新安煤業(yè)公司選煤廠的應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用，2015(7)；38-39.

[7] 李 慧，辛忠偉，李新宏.重介淺槽分選機(jī)工作機(jī)理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探討[C].哈爾濱：2009中國(guó)選礦技術(shù)高峰論壇暨設(shè)備展示會(huì)，2009.

[8] 翟 震，趙洪彥，王光明.國(guó)產(chǎn)淺槽重介質(zhì)分選機(jī)的使用效果淺析[J].中小企業(yè)管理與科技，2008(12):200.

[9] 李艷紅，季曉明，秦國(guó)富.XZQ-1620型重介淺槽分選機(jī)在華豐礦選煤廠的應(yīng)用[J].選煤技術(shù)，2013(5)：68-70.

[10] 王成師.我國(guó)選煤技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].選煤技術(shù)，2006(6).

[11] 魏合升，房傳信.新莊選煤廠塊煤重介淺槽分選工藝的改造與優(yōu)化[J].選煤技術(shù)，2012(5):52-55.

[12] 邢玉梅，湯 凱，陳艷春.國(guó)內(nèi)外煉焦煤選煤廠技術(shù)裝備現(xiàn)狀及對(duì)比分析[J].選煤技術(shù)，2012(5):106-109.

Renovation and optimization of the XZQ shallow-trough heavy-medium separator

LI Bao

(Shenyang Kedi Tongda Mining Machinery Co., Ltd., Shenyang, Liaoning 100013, China)

A series of troubles has been encountered in the operation of the shallow-trough dense-medium separator. Based on the theoretical study over years and experience gained in practical operation, work is made on the renovation and optimization of the separator. The paper presents an introduction to the performance of the separator and points out the points for attention in design of the associated pipework. The renovated separator can now work with stall protection, hydraulic tensioning, automatic lubrication and centralized control functions. Through a series of improvement work, a favourable economic result has been obtained because of the safe and smooth operation of the separator, extended service life of wearing parts, centralized automatic control, and reduced maintenance work and cost.

shallow-trough dense-medium separator; stall protection; hydraulic tensioning; automatic lubrication; centralized control

1001-3571(2006)06-0043-04

TD942

B

2016-05-30

10.16447/j.cnki.cpt.2016.06.012

李 寶(1973—)，男，黑龍江海倫市人，工程師，從事選煤設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)和工程總承包工作。

E-mail:libao2008234@sina.com Tel: 15041218805

李 寶. XZQ型淺槽重介分選機(jī)的改造和優(yōu)化[J].選煤技術(shù)，2016(6)：43-46，51.