浮選機(jī)穩(wěn)流板成型工藝及優(yōu)化措施

楊秀秀

(1.中煤科工集團(tuán)唐山研究院有限公司；2.天地(唐山)礦業(yè)科技有限公司；3.河北省煤炭洗選工程技術(shù)研究中心)

目前，浮選是細(xì)粒和極細(xì)粒煤泥分選最有效的方法之一[1]。在眾多的浮選設(shè)備中，機(jī)械攪拌式浮選機(jī)是使用最多、技術(shù)最成熟的浮選設(shè)備；而從國內(nèi)市場(chǎng)來看，XJM-S系列浮選機(jī)占據(jù)了機(jī)械攪拌式浮選機(jī)市場(chǎng)份額的70%左右。隨著使用量的不斷增加，其核心部件假底穩(wěn)流板配套整機(jī)數(shù)量需求也不斷增加，能否及時(shí)高效的制造出穩(wěn)流板對(duì)浮選機(jī)產(chǎn)品制造過程有著重要的影響。同時(shí)，假底穩(wěn)流板又是選煤廠浮選設(shè)備的易損件，隨著入浮煤泥中細(xì)粒含量的增多，對(duì)浮選機(jī)易損件使用壽命的要求也越來越高。由于現(xiàn)有的加工工藝耗時(shí)費(fèi)力，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，所以研究優(yōu)化假底穩(wěn)流板的加工工藝，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)其耐磨壽命以滿足市場(chǎng)需求，已經(jīng)成為目前亟待解決的問題。

1 XJM-S型浮選機(jī)結(jié)構(gòu)及假底穩(wěn)流板作用

XJM-S型浮選機(jī)由槽體、攪拌機(jī)構(gòu)、假底穩(wěn)流板、刮泡機(jī)構(gòu)等幾大部件組成。其中，在距槽底上面一定高處安裝一假底，假底四周與槽壁有一定距離。在假底上焊有20塊彎曲的導(dǎo)向葉片，并與定子的20塊導(dǎo)向葉片相對(duì)應(yīng)，在假底中心安裝有與葉輪下吸口大小相配套的吸漿管，假底下面的礦漿通過吸漿管進(jìn)入葉輪。機(jī)械攪拌式浮選機(jī)是通過葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的攪拌作用使礦物顆粒懸浮，葉輪外部是定子，在定子周圍有與定子斜葉片方向和角度相對(duì)并與徑向成60°的20塊彎曲的導(dǎo)向葉片，從葉輪定子組離心出來的礦漿在假底穩(wěn)流板的作用下，使槽內(nèi)的紊流流場(chǎng)呈“W”型立體循環(huán)整體態(tài)勢(shì)，氣泡在槽內(nèi)分布均勻，流態(tài)合理。因此，假底穩(wěn)流板是由假底、導(dǎo)向葉片、吸漿管組成的一系列過流部件的總稱，其主要作用有提高煤漿穩(wěn)定性、避免液面“翻花”、有利于浮選環(huán)境的生成，防止煤漿在槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)、惡化浮選效果[2]。綜上所述，假底穩(wěn)流板在浮選流場(chǎng)中起重要的穩(wěn)流作用。XJM-S系列浮選機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 XJM-S系列浮選機(jī)結(jié)構(gòu)示意

2 假底穩(wěn)流板制造工藝現(xiàn)狀分析

穩(wěn)流板葉片呈圓周方式焊接在假底鋼板上組成假底穩(wěn)流板體，吸漿管通過螺栓與假底穩(wěn)流板體聯(lián)接。目前，假底穩(wěn)流板中的假底鋼板采用切割機(jī)下料自動(dòng)成型，葉片采用間斷焊的方式按圖紙尺寸焊接。而在制作假底穩(wěn)流板體上葉片時(shí)，往往采用卷板機(jī)反復(fù)輥壓成型方式，用卷板機(jī)只能滾壓出葉片大致形狀，與底板焊接時(shí)輔以扳手、大錘等工具，將葉片矯正至圖紙要求，這種加工工藝導(dǎo)致葉片的成型表面質(zhì)量差、成品質(zhì)量不穩(wěn)定、耗費(fèi)大量的人工、生產(chǎn)效率較低。其主要影響因素有：制作葉片鋼板下料后有誤差，卷板機(jī)系統(tǒng)誤差，卷板操作時(shí)操作方法和作業(yè)人員技術(shù)水平的差異，焊接環(huán)境影響等。每臺(tái)浮選機(jī)需要4件穩(wěn)流板，每件穩(wěn)流板體上有5種長度尺寸不同的葉片共計(jì)20片，因此，通過工裝模具的研制優(yōu)化浮選機(jī)穩(wěn)流板葉片的制造工藝，提高穩(wěn)流板的加工精度和生產(chǎn)效率，降低人力消耗，是解決問題的有效途徑。XJM-S型浮選機(jī)假底穩(wěn)流板結(jié)構(gòu)示意見圖2。

圖2 XJM-S型浮選機(jī)假底穩(wěn)流板結(jié)構(gòu)

3 葉片制造工藝優(yōu)化

根據(jù)對(duì)XJM-S型浮選機(jī)假底穩(wěn)流板葉片圖紙的參數(shù)分析，設(shè)計(jì)出一個(gè)葉片直接成型的專用工裝模具是工藝優(yōu)化的關(guān)鍵性問題。葉片具體形式見圖3。由圖3可見，葉片分為直段和弧段兩部分，弧段部分由全長與直段長度做差可得出一個(gè)固定的弧段數(shù)值。根據(jù)弧段數(shù)值設(shè)計(jì)一個(gè)壓制成型模具見圖4。整套模具分為壓制葉片上模和壓制葉片下模兩部分，利用現(xiàn)有的設(shè)備液壓板料折彎機(jī)與上模銜接條固定，下模固定于工作臺(tái)上，調(diào)整使上下模對(duì)齊吻合。使用時(shí)將按圖3全長L尺寸下好料的單件鋼板放于上下模之間，弧段起點(diǎn)與一端平齊，沖壓上模背板，使鋼板貼合模具一次壓制成型。葉片成型后，標(biāo)好序號(hào)，按圖紙尺寸劃線焊接位置先點(diǎn)焊再間斷焊接到假底鋼板上。

圖3 葉片具體形式

圖4 葉片壓制模具結(jié)構(gòu)示意

4 提高假底穩(wěn)流板耐磨性措施

XJM-S型浮選機(jī)針對(duì)的是小于0.5 mm的顆粒，礦漿濃度高，有較強(qiáng)的磨蝕性[3]。假底穩(wěn)流板做為XJM-S型浮選機(jī)的核心過流部件是選煤廠需要經(jīng)常更換的配件，受礦漿的沖蝕極易磨損。目前，主要采用具有一定耐磨作用的16 MN鋼板進(jìn)行制作，現(xiàn)場(chǎng)使用效果欠佳。根據(jù)選煤廠反饋，其磨損部位主要在接近定子出口處的彎曲葉片弧段的頭部，此處的礦漿流動(dòng)速度較其他部位更大，沖蝕磨損更易發(fā)生。通過研究，建議采用將葉片頭部兩側(cè)加焊小塊耐磨襯的方法提高穩(wěn)流板的耐磨性(見圖5)。耐磨襯材料可選擇耐磨性更好的NM400鋼板，但使用專用壓模工裝進(jìn)行壓制后焊接即可。這樣不僅能有針對(duì)性的提高葉片的局部耐磨性和整體的使用壽命，還能避免因大面積使用耐磨襯增加產(chǎn)品生產(chǎn)成本。通過實(shí)踐，證明該方法切實(shí)有效，可提高假底穩(wěn)流板使用壽命3～4倍，并且對(duì)礦漿流動(dòng)的均勻性影響小，不影響浮選效果。

圖5 耐磨襯板示意

5 工藝優(yōu)化效果

(1)生產(chǎn)效率提高。專用壓模工裝研制后，使用此套模具制作，使假底穩(wěn)流板葉片成型加工效率相對(duì)原來的加工工藝提高了6倍。例如原來1臺(tái)浮選機(jī)需要制作80片葉片配套穩(wěn)流板，至少由兩名中級(jí)崗工人制作，需要耗費(fèi)90工時(shí)；現(xiàn)由1名初級(jí)崗工人制作，耗費(fèi)15工時(shí)即可完成，工人操作時(shí)間大大縮短，批量操作效果更顯著。

(2)降低了工人操作難度。原有工藝受操作者技術(shù)水平的影響較大，原來要求由中高級(jí)鉚工操作。使用專用模具對(duì)操作者技術(shù)水平要求低，初級(jí)工、中級(jí)工均可操作，設(shè)備操作難度下降。

(3)葉片成型質(zhì)量高。原來用卷板機(jī)反復(fù)卷壓，弧段長度及角度均很難準(zhǔn)確控制，需要反復(fù)測(cè)量調(diào)整。用此壓制模具制作葉片，一次成型，彎曲流暢，基本不需要后續(xù)調(diào)整即可達(dá)到圖紙要求。

6 結(jié) 語

機(jī)械攪拌式浮選機(jī)是眾多浮選設(shè)備中最主要的浮選設(shè)備，其市場(chǎng)前景廣闊并加速向大型化、智能化發(fā)展。對(duì)于集研發(fā)設(shè)計(jì)制造為一體的科技型企業(yè)，提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，生產(chǎn)工藝研究是不可忽視的重要部分，改進(jìn)現(xiàn)有加工設(shè)備，研制實(shí)用工裝，優(yōu)化加工工藝，可有效的促進(jìn)企業(yè)快速發(fā)展。