螺旋洗砂機的應用與改造

張銘洋，張國豐，李曉光，郭志剛

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

1 應用背景

廢砂分離是我車間化灰工序的一個重要環節，它通過3臺灰乳轉篩將石灰乳與砂粒、焦核等(以下統稱為廢砂)生產不可再利用部分進行篩分，篩分后的石灰乳送入下一工序用于蒸氨及粗鹽水的精制，廢砂則進輸送帶進入廢砂倉內，最終作為生產廢棄物隨運輸車輛運往廠外進行下一步處理。

由于目前生產負荷比較大，每小時篩分灰乳總量大約為500 m3/h，按照目前3臺灰乳轉篩分離能力，不能滿足生產工藝使用要求，廢砂和石灰乳不能完全分離，以致出現廢砂中夾帶石灰乳的現象，導致石灰乳隨廢砂一起進入廢砂倉內，隨運輸車輛運出廠外，造成原材料的浪費。同時由于運輸車輛密封性差，石灰乳則會灑落至運輸車輛途徑的地面上，造成環境污染問題，在清理清掃過程中又會增加人工投入以及增加崗位職工的勞動強度。

車間內的3臺灰乳轉篩由于受使用環境和空間等因素制約，通過對灰乳轉篩的改造以達到提高篩分能力最終解決廢砂中夾帶灰乳的問題，存在較大的難點。為了節約原材料，降低職工勞動強度、降低環保風險，我們決定采用增加一臺洗砂機，通過洗砂機對廢砂進行清洗的方式，達到使廢砂與石灰乳完全分離的目的來解決上述問題。

2 螺旋洗砂機在化灰工序的應用

洗砂機是一種針對人工砂和天然砂的洗選設備，廣泛用于砂石廠、礦山、建材、化工、水利水電、混凝土攪拌站等行業中對較小物料的洗選、分級和脫水。他能除去砂石表面的附著物，同時能破壞包裹砂粒的水汽層，以利于脫水，起到洗砂清洗的作用。按其結構特點和工作方式不同分為螺旋洗砂機和輪斗洗砂機，本文主要介紹了螺旋洗砂機在我車間的應用及優化改進情況。

2.1 螺旋洗砂機的結構及特點

螺旋洗砂機主要部件有電機和減速機組成的傳動裝置、連接裝置、螺旋葉片構成的執行裝置、襯板和殼體組成的輸送槽裝置、洗滌池，具體詳見圖1。

圖1 洗砂機的結構原理

螺旋洗砂機具有結構簡單、運行平穩；易損件較少維修便利，使用周期長；洗砂干凈、產量高和使用范圍廣等特點。

2.2 洗砂機的應用原理

當洗砂機通電啟動工作時，電機通過減速機、連接裝置帶動螺旋葉片緩慢轉動。洗滌水從洗砂機上部進液管進入洗滌池內，廢砂通過3臺灰乳轉篩出口溜管進入到洗砂機洗滌池內，螺旋帶在轉動過程中，不斷攪拌廢砂和洗滌水，并使廢砂得到均勻充分的水洗，以達到將廢砂表面附著的石灰乳和廢砂間夾帶的石灰乳進行充分分離的目的，水洗充分后的廢砂通過螺旋帶的螺旋推進作用經輸送槽最終運送到廢砂倉內，在此運送過程中廢砂順利脫水。水洗后的洗滌水和石灰乳則通過布置在洗滌池上的排液管排放到廠房外部集液池回收再利用。

2.3 洗砂機的應用效果

通過以上過程，就將廢砂與其夾帶的石灰乳進行充分的分離，石灰乳得到有效的回收，同時也解決的因灰乳外溢所帶的環境污染及因清理工作所增加的人工及材料問題。

3 存在問題及改造措施

在洗砂機投用后，廢砂中夾帶的石灰乳得到了有效的分離，但是在使用過程中發現也存在著一些實實在在的問題，主要表現為洗砂機襯板材質不適合現場生產使用和螺旋帶部件結構不完善所導致的問題。

3.1 襯板改型

最初設計投用時我們選用的洗砂機襯板高硬度尼龍襯板，由于洗砂機螺旋帶與襯板直接接觸的結構形式及物料粒度大的原因，對襯板的磨損大，襯板的使用周期非常短，造成頻繁檢修更換襯板的現象，對設備使用及生產均造成不利的影響。針對這一現象，我們對襯板材質進行更換，經過一系列的試驗觀察，經過由尼龍襯板到普通鋼板再到NM360型耐磨鋼板的改造過程，最終洗砂機襯板使用周期短的問題得到有效解決。

3.2 螺旋帶部件結構優化

由于洗砂機螺旋帶是空芯結構，且采取的是一端固定一端自由的連接方式，導致螺旋帶由于自身重力作用與襯板直接接觸，在運行過程中螺旋帶與襯板產生直接摩擦，在襯板改為耐磨襯板之后，加劇了螺旋帶端面的磨損且現場噪音大的現象。針對這一現象，我們對螺旋帶部件及連接方式進行結構優化。我們采取的優化措施是增加空心軸裝置和尾部增加軸承座，目的是為了通過將螺旋帶進行支撐，使其與襯板完全分離，解決相互摩擦磨損，提高使用可靠性并消除現場噪音。

具體改造優化措施：

1)將洗砂機螺旋帶的結構改為類似于輸送粉狀物料的絞龍螺旋帶結構，即在螺旋帶中心線位置增加空心軸，螺旋帶與空心軸直接焊接，為了滿足沖洗水回流的效果，在保證連接強度的前提之下對螺旋帶進行均勻開孔。

2)洗砂機尾部增加軸承座裝置，用于螺旋帶的支撐和傳動使用。

3)空心軸兩端各有一個軸頭，出料端軸頭與連接裝置整體制作并與減速機直接連接。進料端軸頭直接安裝到軸承中，這樣就能通過空心軸的作用將螺旋帶整體抬起，使螺旋帶與襯板完全分離，且螺旋帶不會由于自身重力引起變形。

4)在螺栓帶空心軸與洗砂機尾部連接位置增加軸封部件，防止物料沖洗水和廢砂外排。

圖2 螺旋帶部件結構優化

通過上述第3.1節和第3.2節中的優化該措施的實施，全面解決了洗砂機在我車間由于設備結構不完善及備件材質不適用等問題所引起的現場使用問題，并取得了非常好的效果。