0引言

隨著國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，世界各國(guó)對(duì)能源格局不斷調(diào)整，但煤炭仍是世界上最主要能源之一。經(jīng)過(guò)近幾年全球深度調(diào)整后，煤炭市場(chǎng)已逐漸呈現(xiàn)復(fù)蘇上升趨勢(shì)，2017年，全球煤炭產(chǎn)量首次出現(xiàn)正增長(zhǎng)，煤炭產(chǎn)量達(dá)到75.49億t(我國(guó)為36.8億t)；2018年，全球煤炭增長(zhǎng)幅度在4.3%左右(我國(guó)增速為4.5%)。與此同時(shí)，隨著采煤機(jī)械化程度不斷提高，煤炭開(kāi)采時(shí)，由于存在井下防塵噴水、煤層滲水或管理不善等原因，采出的部分原煤外在水分高達(dá)7%以上，細(xì)粒級(jí)含量越來(lái)越高(有時(shí)高達(dá)70%)，在外在水分與黏土的影響下，潮濕細(xì)粒原煤易附著于篩面或互相黏結(jié)成團(tuán)，導(dǎo)致傳統(tǒng)篩分設(shè)備處理細(xì)粒煤時(shí)難度較大、效率較低，尤其外在水分7%～14%的煤進(jìn)行6、3mm篩分時(shí)，普通振動(dòng)篩很難有效篩分。在目前國(guó)內(nèi)外對(duì)篩分深度要求不斷加大的環(huán)境下，為降低分級(jí)粒度下限，迫切需要性能更好的深度篩分技術(shù)和設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足越來(lái)越高的工藝要求。因此細(xì)粒煤干法深度篩分已成為當(dāng)今國(guó)內(nèi)外篩分技術(shù)與設(shè)備研究熱點(diǎn)與難點(diǎn)，也是篩分作業(yè)中亟待解決的重大課題。國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研單位與制造企業(yè)也相繼開(kāi)展了細(xì)粒煤干法深度篩分理論研究，取得了不少創(chuàng)新性研究成果，并相繼研制了一批結(jié)構(gòu)新穎，適應(yīng)不同用途的細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備。

1理論研究進(jìn)展

隨著選煤工業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行細(xì)粒煤干法深度篩分過(guò)程中，分選下限不斷降低。目前煤炭篩分粒度界限主要為6與3mm，尤其對(duì)于3mm動(dòng)力煤不經(jīng)分選可直接用于火力發(fā)電。因此，實(shí)現(xiàn)原煤的6或3mm細(xì)粒級(jí)干法深度篩分，不僅能提高粉煤的利用率，也可節(jié)約成本。但由于原煤外在水分高，細(xì)粒煤深度篩分過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)堵孔、黏孔和篩面上顆粒物料互相黏連現(xiàn)象，導(dǎo)致篩分過(guò)程難以進(jìn)行，降低篩分設(shè)備工作效率。

近些年，細(xì)粒物料的黏附現(xiàn)象及其對(duì)篩分過(guò)程的影響受到國(guó)內(nèi)外眾多研究者關(guān)注，圍繞細(xì)粒物料，尤其潮濕細(xì)粒黏性煤的篩分分級(jí)問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。國(guó)外對(duì)細(xì)粒煤干法深度篩分研究較早。1951年，Mogensen用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法分析研究物料在篩面上的篩分過(guò)程時(shí)，提出了概率篩分原理，這種方法能使物料按概率理論有效完成整個(gè)篩分過(guò)程；1951年，Wehner申請(qǐng)了雙質(zhì)體振動(dòng)給料機(jī)專(zhuān)利，該設(shè)計(jì)采用內(nèi)外篩框結(jié)構(gòu)，這就是弛張篩的雛形，而后德國(guó)HeinLehmann公司持續(xù)對(duì)細(xì)粒煤篩分設(shè)備研究，針對(duì)難篩分物料的特點(diǎn)，于1971年研發(fā)了世界第1臺(tái)LS型弛張篩，完善了弛張篩篩分理論，其典型特征是細(xì)粒煤在彈性篩面上產(chǎn)生類(lèi)似蹦床的弛張運(yùn)動(dòng)，加快物料的快速分層與透篩；1965年，Burstlein提出了HCC篩分法(等厚篩分理論)，等厚篩分理論是在物料層極薄的條件下進(jìn)行的一種篩分法，通過(guò)每段篩面設(shè)計(jì)的傾角不同，使整個(gè)篩面的物料在篩分過(guò)程中，基本保持相同的厚度。1965年后，國(guó)外開(kāi)始研究電磁激振方式，將周期變化的電流輸入電磁鐵線圈，在被激件與電磁鐵之間產(chǎn)生周期變化的電磁激振力，該電磁激振力屬于非接觸方式，且電磁激振器具有體積和質(zhì)量小、工作頻帶寬及激振力自重比大等優(yōu)點(diǎn)；1992年，德國(guó)丁布呂德通過(guò)對(duì)物料群的碰撞模型研究，提出了強(qiáng)化篩分理論，該理論拋開(kāi)了拋擲指數(shù)為3.3的臨界概念，通過(guò)提高振動(dòng)參數(shù)，可取得較大的速度和加速度，提高生產(chǎn)率與篩分效率。20世紀(jì)90年代以來(lái)，Norgate和Weller在研究潮濕細(xì)粒物料深度篩分過(guò)程中，提出黏附細(xì)粒物料深度篩分模型。Hollider和Hoberg通過(guò)研究潮濕細(xì)粒物料的黏附機(jī)理，提出了潮濕細(xì)粒物料在表面水分作用下，互相黏附的黏結(jié)力計(jì)算公式，并提出了減少黏結(jié)力的方法；Zuber和Eibs等提出為解決潮濕細(xì)粒物料的堵孔問(wèn)題，通常采用降低物料水分、加熱篩面、濕篩、篩面清洗裝置等方法。同時(shí)指出弛張篩對(duì)篩分潮濕細(xì)粒物料具有很高的效率，主要是由于篩面具有較高的拋射強(qiáng)度與自清洗功能，使物料有效克服水分表面張力。近年來(lái)，國(guó)外出現(xiàn)雙質(zhì)體共振篩分技術(shù)與網(wǎng)振篩分技術(shù)，其中雙質(zhì)體技術(shù)通過(guò)調(diào)整篩機(jī)處于亞共振系統(tǒng)，提高篩機(jī)振幅；網(wǎng)振篩分技術(shù)主要控制篩網(wǎng)振動(dòng)，而整機(jī)振動(dòng)較小。以上2種技術(shù)都具有高運(yùn)轉(zhuǎn)率與節(jié)能降耗等優(yōu)點(diǎn)。

我國(guó)也相繼開(kāi)展了相關(guān)研究，劉初升等在概率篩分原理和單顆粒透篩概率理論基礎(chǔ)上，提出了粒群沿篩面長(zhǎng)度透篩概率分布模型，通過(guò)概率篩試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，深度篩分時(shí)，顆粒之間存在的黏附現(xiàn)象導(dǎo)致細(xì)粒物料不能按照理論透篩概率進(jìn)行篩分，篩分分配曲線在細(xì)粒區(qū)間出現(xiàn)了反常的上翹現(xiàn)象，并建立了實(shí)用概率篩分模型。陳惜明等、趙躍民等探討了潮濕細(xì)粒物料在普通振動(dòng)篩篩面上的積聚原因和黏附機(jī)理以及黏附力、黏附厚度的影響因素，進(jìn)行了潮濕細(xì)粒物料和干燥細(xì)粒物料的相關(guān)試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)，存在于顆粒之間的液體橋是促使潮濕細(xì)粒物料聚集的首要因素，外在水分是造成細(xì)粒物料深度篩分困難的主要原因。提出了計(jì)算潮濕細(xì)粒物料黏附力的數(shù)學(xué)模型及解決篩面堵孔的2種方法。王宏凱等提出一種新的設(shè)計(jì)方案，該方案能有效克服潮濕細(xì)粒原煤深度篩分堵孔黏孔現(xiàn)象。孫剛針對(duì)目前潮濕細(xì)粒黏性物料的篩分問(wèn)題，認(rèn)為對(duì)難篩物料的篩分應(yīng)采用大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度和彈性篩面的工藝參數(shù)，并采用篩板振動(dòng)而篩箱不振動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，實(shí)現(xiàn)難篩物料的篩分。劉初升等通過(guò)分析篩分機(jī)剛性振動(dòng)和篩面彈性振動(dòng)，得出篩面彈性振動(dòng)的解析解；通過(guò)研究篩孔在彈性振動(dòng)過(guò)程中的變化規(guī)律，揭示了彈性篩面克服堵孔的機(jī)理。通過(guò)試驗(yàn)得出，物料外在水分小于5%時(shí)，彈性篩面與剛性篩面篩分效果基本接近，當(dāng)水分增大到8%～14%，彈性篩面明顯高于剛性篩面篩分效果。孫銘陽(yáng)等利用常見(jiàn)粒度分布模型和廣義正態(tài)分布模型進(jìn)行細(xì)粒煤粒度分布特性的研究。

2設(shè)備與技術(shù)研究進(jìn)展

國(guó)內(nèi)外圍繞細(xì)粒煤干法深度篩分問(wèn)題進(jìn)行了大量研究，在篩分技術(shù)和設(shè)備開(kāi)發(fā)上不斷創(chuàng)新，研發(fā)出一批結(jié)構(gòu)新穎、適應(yīng)不同用途的細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備，如國(guó)內(nèi)滾軸篩、梯流篩、博后篩、弛張篩、琴弦篩、概率篩、等厚篩、旋轉(zhuǎn)篩、高幅篩、節(jié)肢篩、共振篩等；國(guó)外Mogensen概率篩、S－TEK微粉篩、Liwell弛張篩、Binder弛張篩、metso泰勒振動(dòng)篩、Ersel平頭篩、ALLGＲIEＲ平頭篩、CIBA共振雙質(zhì)體振動(dòng)篩、SIEBTECCHNIKTEMA圓形篩選機(jī)等。

2.1概率篩

概率篩依據(jù)概率篩分原理，主要分為自同步概率篩與慣性共振式概率篩。目前煤炭分級(jí)領(lǐng)域采用自同步概率篩，主要用于原煤的準(zhǔn)備篩分與最終篩分。該類(lèi)型概率篩具有大篩孔(篩孔尺寸是分離粒度的2～10倍)、短篩面(篩面長(zhǎng)度1.4～2.0m)、多層篩面(3～6層)及大傾角(30°～60°)等特點(diǎn)，且篩面互相重疊、篩面傾角自上而下遞增、篩孔大小逐層遞減。概率篩可將外在水分高(大于7%)、細(xì)泥含量大(0～50mm)的煤篩分成4個(gè)粒級(jí)產(chǎn)品(0～6、6～13、13～25和25～50mm)。由于篩孔尺寸為分離粒度的2～10倍，故處理量大，減小堵孔，且設(shè)備體積小，占地面積少，維修方便。對(duì)外在水分7%～14%的煙煤進(jìn)行6mm分級(jí)粒度篩分時(shí)，處理能力可達(dá)160t/h，篩分效率達(dá)80%以上，是一種較好的用于潮濕細(xì)粒黏性物料的篩分設(shè)備。缺點(diǎn)是為提高篩分效率，在篩分細(xì)粒級(jí)物料時(shí)，需通過(guò)設(shè)置多層篩面增加篩分面積，篩箱高度較高，因此，其結(jié)構(gòu)不適應(yīng)目前振動(dòng)篩大型化、大處理量發(fā)展要求，且概率篩屬于近似篩分，篩分精度相對(duì)較低，只適于對(duì)篩分精度要求不高的場(chǎng)合。

2.2等厚篩

等厚篩(香蕉篩)依據(jù)等厚篩分法，主要分為自然分層等厚篩與概率分層等厚篩。在煤分級(jí)中主要采用自然分層等厚篩。近年來(lái)，等厚篩逐步應(yīng)用到煤炭干法深度篩分，分級(jí)粒度下限為13mm。篩面分為3、5、6、7段角度，每段傾角依次遞減，傳統(tǒng)認(rèn)為3°與5°適用于分級(jí)作業(yè)，而6°更適用于脫介、脫泥和脫水作業(yè)。隨著篩機(jī)跨度的不斷增大，其箱式激振器數(shù)量也由原來(lái)1～2個(gè)已發(fā)展成為3、4或更多，單位面積處理量較普通振動(dòng)篩提高1倍以上。等厚篩是目前發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的篩分設(shè)備。

2.3博后篩

博后篩主要通過(guò)大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度與彈性篩面，滿(mǎn)足振動(dòng)機(jī)械要求和潮濕細(xì)粒級(jí)黏性物料的篩分規(guī)律。主要特點(diǎn)為篩面振動(dòng)、篩箱不振動(dòng)。工作過(guò)程中，對(duì)地基或廠房的動(dòng)負(fù)荷較?。桓鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，篩面可進(jìn)行多段組合，有利于設(shè)備大型化；篩機(jī)沿篩面法線方向呈直線振動(dòng)，采用了大振幅(15～30mm)、大振動(dòng)強(qiáng)度(5～9)、大傾角(18°～30°)和彈性篩面，有利于篩分物料的快速松散和透篩，篩分過(guò)程中物料不易堵孔；篩面的篩絲為順向排列，篩絲篩分過(guò)程中產(chǎn)生二次振動(dòng)，有自清理篩面功能；處理潮濕細(xì)粒黏性物料時(shí)，篩分效率可達(dá)85%。

2.4高幅篩

高幅振動(dòng)篩采用大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度、較低振頻和自清理篩面實(shí)現(xiàn)濕黏物料的篩分。高幅振動(dòng)篩只有篩網(wǎng)與激振器參與振動(dòng)，而整體不參與振動(dòng)，高幅篩的篩網(wǎng)是特鋼棒條和框架組成，棒條呈縱向排列，除了整塊篩網(wǎng)振動(dòng)外，每根棒條也存在活動(dòng)間隙，并做二次振動(dòng)，能大限度消除濕黏原煤對(duì)篩網(wǎng)的黏結(jié)。目前高幅振動(dòng)篩用于濕黏物料深度篩分，特別對(duì)于小于10mm濕黏原煤篩分時(shí)，能較好解決篩網(wǎng)堵孔問(wèn)題。

2.5節(jié)肢篩

節(jié)肢篩(單元組合振動(dòng)篩)由分節(jié)振動(dòng)的多節(jié)振動(dòng)篩組成，其組合形式有多種，整體按照等厚篩分原理布置，各段的頻率和振幅可單獨(dú)調(diào)節(jié)，入料篩篩面安裝傾角大，有利于物料入篩后迅速散開(kāi)而易于透篩，減小了篩面磨損，提高了單位面積的處理量，中間篩和出料篩的安裝傾角逐漸減小，使物料速度相對(duì)降低，有利于提高篩分效率。該篩機(jī)在選煤廠可篩分出8～13mm粉煤，有效解決黏濕粉煤篩分堵孔的難題，明顯提高篩分效率。

2.6琴弦篩

琴弦篩主要適用于潮濕難篩物料的中、細(xì)粒級(jí)干式篩分，分級(jí)下限可達(dá)3mm。琴弦篩一般為雙層，上層篩面的作用是承受入料沖擊，控制進(jìn)入下層篩的粒度上限，減輕篩面負(fù)擔(dān)，保護(hù)下層篩面。篩面由細(xì)鋼絲繩及張緊框架組成，繩間距等于分級(jí)粒度。鋼絲繩張緊后成琴弦狀，琴弦篩的篩面開(kāi)孔率高，在篩箱振動(dòng)過(guò)程中，篩絲自身也能產(chǎn)生二次振動(dòng)，有效清除在篩孔中卡堵的物料，強(qiáng)化篩分過(guò)程，篩網(wǎng)具有自清理功能，可有效解決各種潮濕細(xì)黏物料的堵孔現(xiàn)象，取得較理想的篩分效果。由于琴弦篩篩絲細(xì)，無(wú)縱絲，開(kāi)孔率高，故單位面積處理能力大。琴弦篩優(yōu)點(diǎn)是分級(jí)下限低、不堵孔、單位面積處理量大。但由于篩面采用鋼絲繩，篩絲易斷，篩面壽命短，經(jīng)常出現(xiàn)磨損或疲勞折斷，且在振動(dòng)過(guò)程中，篩絲松弛后再次張緊困難，影響篩分效果。上層篩面雖起到保護(hù)下層篩面的作用，但下層篩面損壞后，不易發(fā)現(xiàn)，且更換篩面繁瑣，因而琴弦篩無(wú)法大量推廣。

2.7弛張篩

弛張篩是目前黏濕煤炭干法深度篩分作業(yè)中研究熱點(diǎn)，弛張篩可進(jìn)行6～3mm有效干式深度篩分，且具有不堵孔、處理量大等優(yōu)點(diǎn)，常用篩孔尺寸6mm左右，最低3mm，篩分效率最高可達(dá)85%～90%。篩孔為6mm時(shí)，效率可達(dá)93%～95%；根據(jù)篩機(jī)運(yùn)動(dòng)形式，弛張篩主要包括往復(fù)式弛張篩和振動(dòng)式弛張篩，其主要特點(diǎn)為:

1)往復(fù)式弛張篩由2個(gè)篩箱組成，可變形的篩面一端安裝在內(nèi)側(cè)篩框的橫梁上，另一端安裝在外側(cè)篩框的橫梁上，電機(jī)帶動(dòng)偏心軸使2個(gè)篩箱產(chǎn)生方向相反的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。由于篩板進(jìn)行交替拉緊和松弛，物料在篩板上做類(lèi)似蹦床運(yùn)動(dòng)，物料加速度最高可達(dá)50g，從而使待篩物料徹底松散并快速分離，且能有效防止篩分物料顆粒堵孔。

2)振動(dòng)式弛張篩與普通的振動(dòng)篩原理一樣，其驅(qū)動(dòng)方式為箱式激振器和塊偏心式激振器，近年煤炭領(lǐng)域的弛張篩采用箱式激振較多。振動(dòng)器產(chǎn)生的離心力使篩框產(chǎn)生振動(dòng)，由于篩面安裝在浮動(dòng)框架上，所以篩面在篩框振動(dòng)過(guò)程中還產(chǎn)生附加振動(dòng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于聚氨酯篩面連續(xù)不斷擴(kuò)張、收縮，從而獲得較高的加速度，聚氨酯篩面可承受50倍重力加速度及800次/min的篩面曲張。

2.8拋射篩

拋射篩是在弛張篩技術(shù)基礎(chǔ)上，借鑒弛張篩的主機(jī)篩框在低振動(dòng)強(qiáng)度下運(yùn)行、篩面和物料在高振動(dòng)強(qiáng)度下拋射的設(shè)計(jì)思路，主要從篩板及有效篩分面積，拋射強(qiáng)度，振動(dòng)方向角，篩板撐料運(yùn)動(dòng)方式、軌跡等方面研究開(kāi)發(fā)。主要特點(diǎn)為:篩面上物料在高振動(dòng)強(qiáng)度下拋射，篩框在低振動(dòng)強(qiáng)度運(yùn)行，延長(zhǎng)主機(jī)的使用壽命；物料垂直于篩孔透篩，篩板與撐料浮動(dòng)梁之間以一定頻率接觸、沖擊、反彈，對(duì)黏附在篩板上或篩孔中的細(xì)粒物料具有自清理功能，解決臨界顆?？住裎锪隙驴讍?wèn)題；物料的拋射加速度大(80g～100g)，且可根據(jù)物料的篩分難易程度隨機(jī)調(diào)整，可達(dá)到物料最佳篩分狀態(tài)；高彈性篩板為非曲張拉緊運(yùn)動(dòng)，降低篩面疲勞損壞，延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)灰分高、粉煤量大且外在水分7%～15%的煤進(jìn)行3mm分級(jí)時(shí)，拋射篩處理量為12～15t/(m2·h)，篩分效率達(dá)到80%以上。

2.9諧振式泰勒振動(dòng)篩

諧振式系列泰勒振動(dòng)篩主要針對(duì)干法篩分細(xì)粒物料設(shè)計(jì)，諧振式振動(dòng)篩的設(shè)計(jì)采用重力和振動(dòng)加快物料流動(dòng)，使顆粒最大程度分離。同時(shí)，激烈的高頻線性運(yùn)動(dòng)使物料迅速分層，加快分離過(guò)程。諧振式振動(dòng)篩獨(dú)特設(shè)計(jì)在于采用干油潤(rùn)滑的振動(dòng)電機(jī)，使篩分介質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)而篩分機(jī)機(jī)體保持靜止，主要有1～3層，振動(dòng)頻率為30與60Hz

2.10雙質(zhì)體振動(dòng)篩

雙質(zhì)體振動(dòng)篩主要依據(jù)共振原理，采用一個(gè)質(zhì)體(平衡架安裝振動(dòng)電機(jī)后)驅(qū)動(dòng)另一個(gè)質(zhì)體(篩箱)。通過(guò)彈簧連接2個(gè)質(zhì)體，形成一個(gè)敏感的亞共振系統(tǒng)，采用自適用式、亞共振技術(shù)實(shí)現(xiàn)用很小的激振力驅(qū)動(dòng)大型篩體，通過(guò)激振彈簧系統(tǒng)放大工作振幅，不會(huì)隨著篩分物料負(fù)荷的變化而影響篩分性能發(fā)揮。與單質(zhì)體系統(tǒng)相比，雙質(zhì)體系統(tǒng)只需較小的功率就能達(dá)到相同的篩分效能。振動(dòng)電機(jī)的功率只有傳統(tǒng)設(shè)計(jì)電機(jī)功率的25%左右，滿(mǎn)足節(jié)能環(huán)保要求。同時(shí)由于振動(dòng)電機(jī)安裝在振動(dòng)篩上部，下部隔震彈簧固定在基礎(chǔ)上，可輕易實(shí)現(xiàn)整體吊裝，整機(jī)安裝在隔震彈簧上，無(wú)需螺栓固定，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)移動(dòng)性的要求，篩網(wǎng)采用小面積組合結(jié)構(gòu)，方便安裝、容易更換、耗量較小，解決了由于局部損壞而需要更換大面積篩板的弊端，降低了生產(chǎn)成本。另外采用了加速度計(jì)及振動(dòng)信號(hào)發(fā)射裝置用來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)狀況，信號(hào)可輸出到客戶(hù)的控制系統(tǒng)。

2.11電磁高頻細(xì)篩

電磁高頻細(xì)篩根據(jù)激振方式不同可分為電動(dòng)式驅(qū)動(dòng)與電磁式驅(qū)動(dòng)，目前主要采用電磁式驅(qū)動(dòng)，應(yīng)用較多的有電磁高頻振網(wǎng)篩、復(fù)合振動(dòng)篩，主要用于選礦領(lǐng)域分級(jí)、脫水，也逐漸應(yīng)用于選煤領(lǐng)域。由于其具有節(jié)能環(huán)保、功率較低等優(yōu)點(diǎn)，在煤炭干法領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。

1)電磁高頻振網(wǎng)篩篩面高頻振動(dòng)、篩箱不動(dòng)。激振器安裝在篩箱側(cè)板上，電磁激振力通過(guò)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)激振，從篩板下側(cè)打擊篩面，每個(gè)振動(dòng)器單獨(dú)激振篩面，由于各點(diǎn)弦振疊加作用，篩面實(shí)際振幅比激振點(diǎn)大，且功率較小。振動(dòng)系統(tǒng)處于近共振狀態(tài)，可以較小的激振力達(dá)到正常工作所需的振動(dòng)參數(shù)。篩面的頻率為50Hz，振幅為1～2mm，振動(dòng)強(qiáng)度為8～10，入料粒度上限10mm，分級(jí)粒度為0.043～1mm。篩面自清理能力強(qiáng)，篩分效率高，處理能力大。篩機(jī)振動(dòng)參數(shù)也采用計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)控制，還可設(shè)定間斷瞬時(shí)強(qiáng)振參數(shù)以隨時(shí)清理篩網(wǎng)，保持篩孔不堵。另外篩機(jī)安裝角度可快速調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同的性質(zhì)物料及篩分作業(yè)的要求。

2)復(fù)合振動(dòng)篩由電磁激振篩網(wǎng)振動(dòng)及整機(jī)直線振動(dòng)復(fù)合而成。篩機(jī)設(shè)計(jì)為雙振動(dòng)源驅(qū)動(dòng)(動(dòng)電機(jī)組與電磁激振器)。振動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)篩箱單元組合使篩網(wǎng)產(chǎn)生直線振動(dòng)，篩網(wǎng)在電磁激振器、傳動(dòng)系統(tǒng)和振動(dòng)系統(tǒng)的作用下形成敲擊振網(wǎng)運(yùn)動(dòng)。篩面是電磁振動(dòng)，強(qiáng)度大，頻率高，強(qiáng)化細(xì)粒物料透篩；直線振動(dòng)頻率低(16或25Hz)、振幅大，物料拋擲后料層易松散和輸送。篩機(jī)的工作篩網(wǎng)配置有不銹鋼細(xì)絲編織復(fù)合網(wǎng)和聚氨酯彈性體條縫細(xì)篩網(wǎng)，可滿(mǎn)足不同工藝條件的要求，同時(shí)篩機(jī)的篩箱傾斜安裝，根據(jù)篩分物料的性質(zhì)可設(shè)計(jì)不同的安裝傾角，達(dá)到篩分精度和生產(chǎn)能力的最佳結(jié)合。

3研究方向

3.1篩分理論研究

各種細(xì)粒煤表面各種化學(xué)與物理特性，以及對(duì)篩分過(guò)程影響，不斷完善、創(chuàng)新篩分理論。如概率篩分理論產(chǎn)生概率篩、等厚篩分原理產(chǎn)生等厚篩、雙質(zhì)體共振篩分理論產(chǎn)生雙質(zhì)體共振篩、弛張篩分原理產(chǎn)生弛張篩、網(wǎng)振篩分原理產(chǎn)生網(wǎng)振篩。新的篩分理論產(chǎn)生往往導(dǎo)致新型細(xì)粒物料深度篩分設(shè)備的出現(xiàn)。

3.2關(guān)鍵技術(shù)

經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，篩分設(shè)備相關(guān)技術(shù)發(fā)生顯著變化，如運(yùn)動(dòng)軌跡從直線向曲線、從線性到非線性轉(zhuǎn)變；振動(dòng)方式由遠(yuǎn)離共振區(qū)發(fā)展到近共振或共振區(qū)，既增大振幅，也減少功率。下一步應(yīng)加強(qiáng)研究現(xiàn)有的篩分關(guān)鍵技術(shù)，并不斷完善豐富，提高細(xì)物料干法深度篩分設(shè)備的結(jié)構(gòu)可靠性及性能穩(wěn)定性，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。如設(shè)計(jì)增加潮濕細(xì)粒煤用篩分機(jī)篩面的自清理裝置，設(shè)定間斷瞬時(shí)強(qiáng)振參數(shù)，隨時(shí)清理篩網(wǎng)，可及時(shí)解決篩面堵孔和黏孔現(xiàn)象；研究共振篩相關(guān)技術(shù)參數(shù)，提高在共振區(qū)時(shí)設(shè)備運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性與可靠性。可借鑒其他篩分設(shè)備進(jìn)行工藝組合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)設(shè)計(jì)，如德國(guó)開(kāi)發(fā)的兩自由度弛張篩，具有弛張篩和直線振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)，篩分效率較高；復(fù)合振動(dòng)篩集中了電磁振動(dòng)篩和直線振動(dòng)篩的優(yōu)點(diǎn)?？梢M(jìn)其他領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于細(xì)粒物料干法深度篩分作業(yè)中，如英國(guó)ＲusselFinex公司將超聲波技術(shù)應(yīng)用到超細(xì)粒級(jí)的篩分作業(yè)中，有效解決了篩孔堵塞的問(wèn)題。

3.3篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

目前使用的大多數(shù)細(xì)物料干法深度篩分設(shè)備為提高細(xì)粒物料的快速分層與透篩，一般通過(guò)增大振動(dòng)強(qiáng)度、拋射強(qiáng)度、振動(dòng)方向角、振幅等運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)實(shí)現(xiàn)，但存在篩機(jī)側(cè)板、橫梁、驅(qū)動(dòng)梁等主要結(jié)構(gòu)件斷裂的現(xiàn)象，尤其對(duì)于跨度3.6m以上的大型振動(dòng)篩，原因在于篩分本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理性。研究發(fā)現(xiàn)振動(dòng)篩作為一個(gè)整體桁架結(jié)構(gòu)，任何部位的結(jié)構(gòu)強(qiáng)化都會(huì)出現(xiàn)其他部位結(jié)構(gòu)相對(duì)弱化現(xiàn)象，且在振動(dòng)過(guò)程中，疲勞斷裂應(yīng)力遠(yuǎn)小于各種鋼材的屈服應(yīng)力。所以振動(dòng)篩的壽命及結(jié)構(gòu)可靠性不僅取決于結(jié)構(gòu)件材質(zhì)與加工精度，篩機(jī)本身結(jié)構(gòu)的合理性也是重要因素。在今后的振動(dòng)篩設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用應(yīng)力分布均衡化的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)各種分析與測(cè)試手段不斷改進(jìn)優(yōu)化篩機(jī)，使其各部位應(yīng)力趨于相同，達(dá)到整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，即使在現(xiàn)有材質(zhì)與加工精度不變的情況下，也可大幅提高振動(dòng)篩的壽命及結(jié)構(gòu)可靠性。

3.4振動(dòng)參數(shù)合理配置

國(guó)內(nèi)外可用于篩分潮濕細(xì)粒黏性物料的各型篩分機(jī)械較多，但仍無(wú)法滿(mǎn)足篩分全部粒級(jí)物料的要求。一般而言，細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備要求較大的拋射強(qiáng)度，通過(guò)增大振幅來(lái)提高篩分效果，但同時(shí)降低了篩機(jī)運(yùn)行的可靠性與壽命。如普通振動(dòng)篩、旋轉(zhuǎn)概率篩等在機(jī)械強(qiáng)度上較可靠，但對(duì)難篩煤的處理效果較差；而琴弦篩、弛張篩、螺旋分級(jí)篩等在機(jī)械強(qiáng)度與篩分效果上存在諸多問(wèn)題，但工藝效果較好。因此針對(duì)設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度和工藝效果間的矛盾，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)篩分物料的粒度、組成、處理量等情況，合理配置篩分設(shè)備的振動(dòng)參數(shù)，改善篩分效果。

3.5篩板相關(guān)技術(shù)

篩面是影響篩分效果的重要因素，篩面的彈性與其材質(zhì)、厚度有直接關(guān)系，且篩面開(kāi)孔率與篩面使用壽命成反比。目前國(guó)內(nèi)外細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備主要采用焊接篩板、復(fù)合篩板、聚氨酯篩板，其在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、彈性、開(kāi)孔率等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。而細(xì)粒煤干法深度篩分由于增加拋射強(qiáng)度以便促使顆粒群在最大程度上松散，有利于減輕篩面上物料的黏附；同時(shí)采用大振幅、大振動(dòng)強(qiáng)度和彈性篩面，有利于篩分潮濕細(xì)粒級(jí)黏性物料，因此細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備對(duì)篩板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、彈性、開(kāi)孔率要求較高。今后應(yīng)加強(qiáng)篩板相關(guān)技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)抗腐蝕、耐磨損、柔度適中的新型篩面材料，增加篩面的彈性與開(kāi)孔率，提高篩分物料顆粒的彈跳力和透篩率。

3.6多樣化研究

節(jié)能環(huán)保、智能化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、大型化、精細(xì)化是細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。節(jié)能環(huán)保型設(shè)備是未來(lái)的發(fā)展重點(diǎn)，因此在細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用時(shí)要注重節(jié)能環(huán)保。智能化是未來(lái)機(jī)械設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)，因此今后細(xì)粒煤干法深度篩分要重視發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品，目前研究熱點(diǎn)為智能化設(shè)計(jì)、智能化制造、實(shí)時(shí)在線數(shù)字監(jiān)測(cè)控制等。模塊化可減少細(xì)粒煤炭干法深度篩分設(shè)備的設(shè)計(jì)及制造時(shí)間，節(jié)約成本，也是未來(lái)細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。規(guī)范細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程，方便用戶(hù)對(duì)篩機(jī)型號(hào)的選擇，進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)以及保證產(chǎn)品質(zhì)量和降低制造成本，細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備應(yīng)向著標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向發(fā)展。大型細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。篩分機(jī)械的大型化對(duì)提高大型選煤廠的處理能力具有重要意義，也可減少單位設(shè)備的管理和設(shè)計(jì)費(fèi)用，減少篩機(jī)使用數(shù)量和廠房使用面積，減少設(shè)備投資和建設(shè)成本，有利于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營(yíng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。需要注意的是設(shè)備大型化的同時(shí)，大幅增加了設(shè)備的結(jié)構(gòu)強(qiáng)與動(dòng)負(fù)荷，如對(duì)振動(dòng)篩來(lái)說(shuō)，跨度增加1倍，連接橫梁的應(yīng)變?cè)黾?6倍，對(duì)地基的動(dòng)負(fù)荷也成倍增加。精細(xì)化研究可優(yōu)化細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提高性能穩(wěn)定性及結(jié)構(gòu)可靠性，也是未來(lái)重要的研究方向。

4結(jié)語(yǔ)

圍繞細(xì)粒煤干法深度篩分問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外在理論研究、技術(shù)與設(shè)備等方面都取得許多創(chuàng)新性研究成果。國(guó)外主要研究成果為概率篩分原理、等厚篩分理論、電磁激振理論、弛張篩分理論、強(qiáng)化篩分理論，同時(shí)對(duì)黏附細(xì)粒物料深度篩分模型，潮濕細(xì)粒物料的黏結(jié)力計(jì)算公式及減少黏結(jié)力方法，降低潮濕細(xì)粒物料堵孔方法，以及雙質(zhì)體共振與網(wǎng)振篩分技術(shù)等進(jìn)行深入研究；國(guó)內(nèi)主要研究成果為實(shí)用概率篩分模型，潮濕細(xì)粒物料在篩面上積聚原因和黏附機(jī)理及黏附力、黏附厚度的影響因素，克服潮濕細(xì)粒原煤深度篩分堵孔、黏孔現(xiàn)象的設(shè)計(jì)方案，采用篩板振動(dòng)、篩箱不振動(dòng)的形式實(shí)現(xiàn)難篩物料的篩分，彈性篩面克服堵孔的機(jī)理及性篩面與剛性篩面篩分效果對(duì)比，細(xì)粒煤粒度分布模型分布特性的研究等。在篩分技術(shù)和設(shè)備開(kāi)發(fā)上，目前已開(kāi)發(fā)了概率篩、等厚篩、博后篩、高幅篩、節(jié)肢篩、琴弦篩、弛張篩、拋射篩、諧振式泰勒振動(dòng)篩、雙質(zhì)體振動(dòng)篩、電磁高頻細(xì)篩等多種結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)各異，且適于不同用途的細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備。但目前存在的問(wèn)題是對(duì)于3mm以下細(xì)粒煤仍無(wú)法進(jìn)行有效干法深度篩分，不僅造成環(huán)境污染，也浪費(fèi)大量資源。與此同時(shí)，近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)煤炭深度提質(zhì)和分質(zhì)分級(jí)的要求愈加迫切，細(xì)粒煤干法深度篩分設(shè)備在未來(lái)的煤炭清潔高效利用市場(chǎng)中必將有更大需求，且細(xì)粒煤干法深度篩分技術(shù)也具有重要的研究?jī)r(jià)值?；诖耍岢鑫磥?lái)應(yīng)加強(qiáng)篩分理論、關(guān)鍵技術(shù)、篩機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、振動(dòng)參數(shù)優(yōu)化配置、篩板相關(guān)技術(shù)與多樣化研究。