鋁用陽極系統(tǒng)水平振動篩改造設計與應用

1、鋁用陽極系統(tǒng)水平振動篩改造與應用汪 東 衛(wèi)鎮(zhèn)東（山東省，鄒城市，兗礦集團科澳公司電解鋁廠，273515）摘要：水平振動篩是鋁用陽極制造的一個重要設備，主要用于篩分陽極配料所需的三種原料，對配料精度和產品質量起著決定性作用，因此，該設備的穩(wěn)定運行，在生產中起著非常重要的作用。針對目前我廠三臺振動篩存在的嚴重問題，結合生產實際，對其進行了技術改造。經過改造，大大提升了水平振動篩運行的穩(wěn)定性、可靠性和生產效率，大大降低了維修成本和維修工人的勞動強度，為陽極高效穩(wěn)定生產提供了保障。關鍵詞：水平振動篩；技術改造；篩網(wǎng)；空氣彈簧；穩(wěn)定性Aluminum anode system transformatio

2、n and application of horizontal vibration sieveWangdong Weizhendong（Smelter of YANCON KEAU Aluminium CO.,LTD. Zoucheng City,ShanDong Pro. 273515）Abstract : Horizontal vibration sieve is an important equipment in the aluminum anode manufacturing. It is mainly used for screening three kinds of materia

3、ls for anode mixture, and screening result palys a decisive role in the batching precision and the product quality. Therefore, The stable operation of theequipment plays an important role in theproduction. At present, aiming at the seriousproblems existing at the three vibratingsieves in ourfactory

4、,combined with the actual production, we have carried on the technological transformation. After the transformation, that enhances the level vibration sieves stability, reliability and production efficiency in the operation, and reduces the cost of repair and the labor intensity of the workers, whic

5、h provide the guarantee for high and stable production of anode.Key words: Horizontal vibration sieve ; Technical reformation; Screen mesh; air spring; Stability.在鋁用陽極配料混捏系統(tǒng)中，各物料配方的精準度離不開高效穩(wěn)定的篩分系統(tǒng)。在篩分系統(tǒng)中，水平振動篩又是一個相當重要的設備，主要用于篩分陽極配料所需的三種原料（石油焦、殘極和生碎），對配料精度和產品質量起著決定性作用，因此，該設備的穩(wěn)定運行，在生產中起著非常重要的作用。針對目前我廠

6、三臺振動篩存在的嚴重問題，結合生產實際，對其進行了技術改造。經過改造，大大提升了水平振動篩運行中的穩(wěn)定性、可靠性和生產效率，同時，降低了維修成本和維修工人的勞動強度，為陽極高效穩(wěn)定生產提供了保障。1.水平振動篩存在的問題陽極成型車間共有三臺水平振動篩，使用過程中存在著如下問題：第一、水平振動篩采用橡膠彈簧減震，在振動篩分過程中，剛性過大，減振效果差，對基礎和上部的振動篩沖擊性較大，致使基礎經常松動，并且，振動篩篩網(wǎng)經常損壞，維修率居高不下。第二、篩網(wǎng)制造結構存在問題，即直接用壓板剛性壓接，在振動過程中容易松動并損壞。第三、水平振動篩篩網(wǎng)安裝方式存在缺陷，篩網(wǎng)與支撐梁采用剛性張緊，運行時的振動和

7、物料的沖擊容易使篩網(wǎng)破損，造成配料混捏系統(tǒng)的配方失效，嚴重影響陽極質量。第四、設備故障率增高，維修次數(shù)增多。首先，增加了員工的勞動強度；其次，增加了維修成本，最終，很大程度上影響了陽極生產。針對以上存在問題，結合現(xiàn)場實際，深入現(xiàn)場進行分析，決定對水平振動篩的減振方式和篩網(wǎng)的安裝方式進行技術改造。2.水平振動篩改造方案2.1改變篩網(wǎng)結構形式和安裝方式改變篩網(wǎng)結構形式篩網(wǎng)的結構改變在張緊篩網(wǎng)的過程中起到了重要的作用，篩網(wǎng)由原先用角鋼和扁鐵夾緊制作（如圖1所示）改為由一塊厚2mm、長與篩網(wǎng)寬邊同長、寬200mm的鋼板沿寬邊對折折彎并夾住篩網(wǎng)，用折彎機把鋼板和篩網(wǎng)同時彎曲處理（如圖2所示），改造后的篩

8、網(wǎng)解決了篩網(wǎng)張緊時因振動和物料沖擊導致篩網(wǎng)邊緣松散的問題。圖1. 原篩網(wǎng)固定方式Tag1. The original screen fixation.圖2. 改造后篩網(wǎng)張緊邊形狀示意圖Tag2. After the transformation of the screen tensioning edge shape diagram.安裝方式改造后，篩網(wǎng)的折彎部分和張緊筋板用螺栓進行固定，形成一體結構，方便張緊螺栓的張緊，如圖3所示，同時，在篩網(wǎng)支撐架上方增加耐磨橡膠墊，如圖4所示，一是篩網(wǎng)在夾緊彎曲后，篩網(wǎng)的張緊部分形成很好的防松結構，防止振動篩運行時因振動引起的篩網(wǎng)松散；二是在篩網(wǎng)下方增加減

9、振墊，篩網(wǎng)在運行過程中不會因振動和物料的沖擊而磨破篩網(wǎng)。圖3. 篩網(wǎng)張緊剖面示意圖Tag3. A screen tensioning section diagram.圖4. 水平振動篩篩網(wǎng)安裝示意圖Tag4. Horizontal vibration sieve screen installation diagram.2.2振動篩減震方式的改造 12.2.1 由橡膠彈簧改為橡膠空氣彈簧橡膠空氣彈簧比橡膠彈簧有如下的優(yōu)點，其圖樣與選擇尺寸如圖5所示：第一，橡膠空氣彈簧具有非線性特性，可以根據(jù)實際需求設計；第二，空氣彈簧的彈力便于調整，可根據(jù)需要隨時調整空氣的壓力來調整彈力。第三，空氣彈簧能同時承

10、受軸向和徑向載荷，也能傳遞扭矩，通過內壓調整得到不同的承載能力，因此能適應多重載荷的需要；第四，與鋼性彈簧或橡膠塊相比，空氣彈簧壽命較長；第五，便于調節(jié)振幅，避開設備共振；第六，空氣彈簧緩沖減震性能好，能提高設備的使用壽命。其圖樣與選擇尺寸如圖5所示： 圖5、空氣彈簧實樣及尺寸Tag5. Air spring is kind and size.2.2.2空氣彈簧選型對于空氣彈簧的選型，根據(jù)水平振動篩整體重量M1=3000Kg、振動高度h=30mm、篩分料的重量M2=100Kg、振動周期T=60/1500=0.04s，計算得出振動篩在振動時對基礎的沖擊壓力F。重力作用下速度因振幅小，所以重力作用

11、下的速度幾乎為零，忽略不計，運行時由于轉動得出的線速度V2為： V=r (1.1) 電機速度約為1500r/min，式中12.5m/s，激振器旋轉半徑為：15mm；（M1+ M2）V = FT （1.2）即： =145312N （1.3）把沖擊力換算成重量G為： G=F/(g1000)=14531214.6t (1.4) 式中g=10N/Kg; 根據(jù)1.4式得出水平振動篩在振動時對基礎的沖擊力為14.6噸?？紤]到空氣彈簧的安裝空間，選用了公稱通徑為230mm的空氣彈簧，并且，根據(jù)水平振動篩對基礎的沖擊力，選用了8個空氣彈簧并合理布局減震，滿足運行要求。選型的規(guī)格和指標如表1和表2所示。表1.空

12、氣彈簧法蘭形式規(guī)格及裝配尺寸Tab1. Air spring flange specifications and assembling size法蘭形式曲數(shù)公稱通徑（mm）外徑（mm）端部外徑（mm）高度（mm）JBF2230280200140在0.70Mpa時曲囊最大外徑300mm。表2.空氣彈簧性能指標Tab2. Air spring performance index名稱單位適應值適用介質水、空氣工作壓力Mpa0.7爆破壓力Mpa2.0疲勞試驗次100萬最低壓縮高度mm70安全伸長高度mm1700.7Mpa時承載重量為2908Kg3 振動篩改造前后的效益分析根據(jù)對單臺振動篩改造前后經濟效

13、果比較，一年內振動篩使用配件維護費用和改造費用數(shù)據(jù)對比如表3所示。表3.水平振動篩維護和改造費用對照表Tab3. Horizontal vibration sieve maintenance control table.對比類型改造前改造后減震類型橡膠彈簧空氣彈簧減震使用數(shù)量16個8個減震更換周期4個月3年一年內減震消耗數(shù)量48個無一年內消耗減震總價格11520元12000元一年內篩網(wǎng)消耗數(shù)量48片8片一年內消耗篩網(wǎng)價格139200元23200元一年內配件消耗總價格150720元35200元從2011年10月份改造完成至今，經過一年多的的運行，得出了表4的所有對比數(shù)據(jù)，對設備各項運行的數(shù)據(jù)進行

14、比較，設備運行穩(wěn)定、可靠，保證了設備的連續(xù)運行，同時，穩(wěn)定了陽極的質量，實現(xiàn)了保護設備基礎、提高篩分效率和降低設備維護成本的目的。在設備維護費用中，能節(jié)約出部分資金作為其他設備的維護費使用，為節(jié)支降耗工作提供有力的技術支持。表4.水平振動篩各項參數(shù)指標改造前后對比表Table4. Horizontal vibration sieve the parameters comparison table.篩分速度篩分純度故障次數(shù)篩網(wǎng)損壞減震更換改造前20t/h80%20次/年48片48個/年改造后24t/h85%無0片無4. 結論通過對水平振動篩篩網(wǎng)安裝方法及減振彈簧選型的改造，提高了振動篩的可靠性和

15、穩(wěn)定性，提升了振動篩的整體性能。主要表現(xiàn)在以下四個方面。第一，振動篩對樓板的沖擊被空氣彈簧吸收，水平振動篩對樓層的沖擊明顯減小3。第二，空氣彈簧的彈性比橡膠減振好，振動頻率穩(wěn)定，篩分粒度均勻，物料配比精度同比上升2%。第三，改變了篩網(wǎng)的安裝方式，篩網(wǎng)和整個振動篩形成了一體，運行穩(wěn)定可靠。大大提高了設備的使用效率和生產效率,給車間正常生產提供了設備保障。第四，改造后，篩網(wǎng)壽命大大增加,由改造前每月?lián)Q兩次篩網(wǎng),到現(xiàn)在兩年換一次篩網(wǎng),使篩網(wǎng)壽命提高了48倍,同時電機、激振器損壞率也大大降低，振動篩實現(xiàn)了免維護不僅大大降低了檢修人員的勞動強度，而且還大大降低了維修成本，每年可節(jié)約振動篩維修費用8萬元/臺,三臺可節(jié)約近150萬元,經濟