摘要 介绍一种新型筛分设备，对目前潮湿细粒粘性物料的筛分问题提出了一种新思路，强调对难筛物料的筛分应该采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的工艺参数，强调采用筛板振动筛箱不振动的机械结构形式，实现难筛物料的筛分过程。

关键词 大振幅 大振动强度 弹性筛面 筛板振动

一、概述

潮湿细粒级粘性物料的干法筛分是当今国内外研究筛分技术的难点，因为潮湿细粒级粘性物料互相粘结成团松散困难，或粘附在筛面上堵塞筛孔，使筛面的有效筛分面积降低，导致筛分效率下降，料群不松散、不分层，整体运动，使筛分过程难以完成。因而潮湿细粒级粘性物料的筛分是筛分作业中急需解决的重大课题。煤炭的深度筛分对合理利用煤炭资源是选煤中重要的一个环节，我们国家非常需要。由于采煤机械化程度的提高，煤粉量增加，加上环保要求的洒水除尘，使得井下原煤水份迅速提高，有些矿区原煤水份已达到12～14%，造成井下原煤又湿又粘。这都给选煤厂和筛选厂的筛分作业带来极大困难，用普通筛分方法即使是以13 mm分级也有相当难度。这一问题也引起世界各煤炭大国的重视，进行了广泛的研究工作，设计出十几种不同类型的筛分设备，力图解决筛分领域中的这一难题，但潮湿物料的筛分仍然有很大困难。

筛子能否大型化标志着一个国家的工业发展水平。筛子的大型化是指筛子运动参数的大型化和筛分面积的大型化。筛子运动参数的大型化主要解决难筛物料的筛分问题，筛子面积大型化主要解决筛子处理能力问题。筛子大型化给筛分机械结构强度提出高要求，普通筛子机械结构已难以满足这一要求。难筛物料运动规律表明：要获得良好的筛分效果和大的处理能力，必须采用足够大的振幅和振动强度，振动强度一般表示为k=Aω2/g，对振动机械来说，筛宽增加一倍，管梁的应变要增加16倍，这给机械制造业带来困难。北京博后筛分公司设计的博后筛其运动参数设计和机械结构设计满足了筛分设备大型化和潮湿细粒级粘性物料的筛分规律。

二、博后筛的筛分机理

传统的筛分设备都是筛面与筛箱一起振动。博后筛改变了传统筛子的机械结构，采用多段独立筛面振动而筛箱和机架不振动的运动方式，从入料口到排料端多段筛面各自独立振动，每段筛面振幅、振动强度可调，振动强度逐级递减。筛面振动而筛箱不振动的结构方式，使筛子的参振质量减少，容易实现运动参数大型化和筛分设备的大型化。博后筛选用大振幅、大振动强度和弹性筛面的运动参数，解决难筛物料的筛分问题。理论和实践证明是可行的方法。

料群运动有其自身规律性，在物料水份较低情况下，由于物料之间、物料与筛丝之间没有粘结力或粘结力很小，料群的流动性好，颗粒只要比筛孔尺寸小，颗粒与筛网间存在相对运动，小于筛孔尺寸的物料，就可以透筛。当物料水份增大，物料之间、物料与筛网之间的粘结力增大时，情况就不同了。筛分过程分为松散、分层和透筛三个阶段。松散是分层的前提，物料分层是完成筛分过程的条件，物料透筛是筛分的目的。物料在筛面上受筛面外力的作用处于一定的松散状态，使每一颗粒都能获得相互位移所必需的能量和空间，以保证细粒顺利透筛。大量粒度不同、粗细混杂的散状物料进入筛面，只有其中一部分颗粒与筛面直接接触，而接触筛面的这部分物料中，又不全是小于筛孔尺寸的细粒物料，大部分小于筛孔的细粒物料，分布在料层的各个部位。但是由于物料与筛面作相对运动，筛面上的料层被松散，大颗粒之间本来就存在的较大孔隙被进一步扩大，小颗粒乘机穿过孔隙进入到下层；由于小颗粒孔隙小，大颗粒不能穿过，因此大颗粒在运动中位置不断升高。于是，原来杂乱排列的料群经过一段时间的析离，按粒度分层，形成小颗粒在下、大颗粒在上的较规律排列。这样，小于筛孔的细粒得到透筛，实现了粗细颗粒分离，即完成筛分过程。

筛分的首要条件是松散，物料的粘度增加，使松散变得困难，物料的流动性变差，这时就需要物料之间和物料与筛网之间要有足够大的动力，即筛面要赋予料层足够大的能量，松散才有可能。振幅过小，物料抛不起来，物料整体向前滑动，分层困难，筛分过程难以完成。博后筛采用大振幅、大振动强度和弹性筛面恰好满足了难筛物料这一筛分工艺特点。当筛面产生的激振力大于物料与筛丝间的粘结力时，物料就要脱离筛丝，物料之间的相互分离活跃起来，筛网就不会堵塞，筛分过程就能有效地进行。但是，颗粒越小，粘度越大，所获得的惯性力也就越小，这使小颗粒必需获得很大的加速度才有可能，这时普通筛箱结构已难以满足大振动强度要求。博后筛采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的运动参数，有利于切断物料之间的粘结力，迫使物料强制分层。博后筛强调快速薄料层筛分，物料进入筛子后在筛面大振动强度作用下，物料迅速沿筛面展开，加快了物料与筛面间的相对运动速度，物料快速的薄料层筛分，使细粒级粘性物料的分层非常容易，小于筛孔尺寸的细颗粒可以获得更多的透筛机会。物料的快速筛分过程，实际上也是不断清理筛孔的过程，潮湿细粒级粘性物料难以在筛丝上架桥联网，筛分过程筛面始终保持最大的开孔率，整个筛面得以充分利用。博后筛采用大振幅、大振动强度和弹性筛面的工艺参数，在工业生产过程中有效的解决了难筛物料的筛分问题。

三、博后筛主要技术参数如下：

1. 入料粒度：150~0 mm ；

2. 入料水分：不限（难筛原煤）；

3. 处 理 量：500 t/h；

4. 分级粒度：6 mm；

5. 筛分效率：85%；

6. 限下率：〈10%；

7. 限上率：〈15%；

8. 筛面尺寸：4000×1060 mm；

9. 筛面面积：40 m2；

10. 筛面倾角：25°；

11. 筛面段数：4段；

12. 振动方式：筛面振动，筛箱不振动。各段筛面独立振动；

13. 振幅：18~25 mm；

14. 频率：740 r/min；

15. 振动强度：5～8；

16. 电机数量：8；

17. 电机功率：8×15 kw；

18. 筛子重量：36 t；

19. 减振方式：设计有二次减振系统。

四、结论

博后筛通过大量工业应用，展示出巨大优势。博后筛的工艺参数特点，使它区别于其他类型的筛分设备。它能在大处理量前提下，有效处理潮湿物料而不堵筛孔。工作过程中始终保持最大的开孔率，从而筛分效率高，处理能力大，大振动强度和物料运动的高速度，使细粒物料快速分层、透筛，从而把水分和粘度对筛分效果的影响降到最低限度。博后筛超大筛面和大处理能力满足了现场的生产需要。筛子机械结构的改变，采用分段式筛面结构，筛面振动而筛箱和机架不振动的运动方式使博后筛大型化成为现实。筛子工作过程中筛箱和机架通过二次减振对地基振动很小。博后筛是处理潮湿细粒级粘性物料最有效的筛分设备。

我们对潮湿细粒级粘性物料的干法筛分技术和筛分机械博后筛进行了深入的研究与分析，形成了独特的筛分方法。从博后筛工业应用和研究结果可以得出以下主要结论：

1. 通过理论研究和工业应用表明，对于处理潮湿细粒级粘性物料的筛分，博后筛可以获得良好的筛分效果和大的处理能力，是最有效的筛分设备。

2. 工业应用表明采用大振幅、大振动强度和弹性筛面，对于处理潮湿细粒级粘性物料的筛分是目前最有效果的筛分方法。

3. 筛子在筛分过程中仅筛面振动，筛箱和机架不参振的方式，降低了筛子的参振质量。多段筛面独立振动，经过二次减振减少了筛子对地基的动负荷。

4. 多段筛面的结构设计，满足了大振幅、大振动强度的筛分工艺要求和筛分机械强度要求，解决了筛子的大型化问题。博后筛筛分面积达到60 m2，是目前世界上难筛物料筛分面积最大的筛分设备。

5. 物料在博后筛中存在复杂的运动规律性，有分叉、混沌现象，单颗粒、薄料层与料群有不同的运动规律性，颗粒运动的混沌现象有利于粘性物料的松散和透筛。

6. 博后筛数学模型建立的因素分析，考虑到颗粒本身的形状，筛网结构、弹性系数和运动速度等因素，揭示了颗粒几何透筛概率的内在规律性，接近真实的物料透筛过程。

7. 博后筛机械结构的设计、计算，刚度、强度满足大振动强度要求。显然，本文所涉及到的问题都有待于进一步的完善，许多理论和工程实际问题还须要更深入的研究。随着新型材料、计算机等学科和整体工业的发展，将给筛分理论和筛分机械的研究提供有力的帮助。人类的筛分技术不断向前发展，科技无限，创造无限。

五、博后筛部分使用单位

1. 美国亚美公司山西阳城大宁煤矿，6 mm筛分，能力300 t/h，面积35 m2。

2. 美国亚美公司山西阳城大宁煤矿，30 mm筛分，能力300 t/h，面积28 m2。

3. 河南义马煤业集团千秋矿选煤厂，6 mm筛分，能力300 t/h，面积29 m2。

4. 河南永城煤业集团城郊矿选煤厂，13 mm筛分，能力300 t/h，面积20 m2。

5. 河南永城煤业集团城郊矿选煤厂，0.5 mm筛分，能力120 t/h，面积15.6 m2。

6. 安徽淮南煤业集团谢桥矿选煤厂，6 mm筛分，能力450 t/h，面积34 m2。

7. 安徽淮北煤业集团祁南矿选煤厂，13 mm筛分，能力380 t/h，面积22 m2。

8. 宁夏太西煤业集团大武口选煤厂，0.5 mm筛分，能力180 t/h，面积18 m2。

9. 山东淄博煤业集团许厂矿选煤厂，8 mm筛分，能力400 t/h，面积37 m2。

10. 山东兖矿集团北宿煤矿，6 mm筛分，能力200 t/h，面积12.5 m2。

11. 义马煤业集团常村煤矿，8 mm筛分，能力300 t/h，面积25 m2。

12. 义马煤业集团杨村煤矿，35 mm筛分，能力300 t/h，面积10 m2。

13. 山东肥城煤业集团桃阳煤矿，8 mm筛分，能力350 t/h，面积30 m2。

14. 重庆广安龙滩煤矿，8 mm筛分，能力350 t/h，面积30 m2。

15. 邯郸煤业集团云驾岭煤矿8 mm筛分，能力350 t/h，面积26 m2。

作者：孙刚