铝用阳极系统水平振动筛改造设计与应用

1、铝用阳极系统水平振动筛改造与应用汪 东 卫镇东（山东省，邹城市，兖矿集团科澳公司电解铝厂，273515）摘要：水平振动筛是铝用阳极制造的一个重要设备，主要用于筛分阳极配料所需的三种原料，对配料精度和产品质量起着决定性作用，因此，该设备的稳定运行，在生产中起着非常重要的作用。针对目前我厂三台振动筛存在的严重问题，结合生产实际，对其进行了技术改造。经过改造，大大提升了水平振动筛运行的稳定性、可靠性和生产效率，大大降低了维修成本和维修工人的劳动强度，为阳极高效稳定生产提供了保障。关键词：水平振动筛；技术改造；筛网；空气弹簧；稳定性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.在铝用阳极配料混捏系统中，各物料配方的精准度离不开高效稳定的筛分系统。在筛分系统中，水平振动筛又是一个相当重要的设备，主要用于筛分阳极配料所需的三种原料（石油焦、残极和生碎），对配料精度和产品质量起着决定性作用，因此，该设备的稳定运行，在生产中起着非常重要的作用。针对目前我厂

6、三台振动筛存在的严重问题，结合生产实际，对其进行了技术改造。经过改造，大大提升了水平振动筛运行中的稳定性、可靠性和生产效率，同时，降低了维修成本和维修工人的劳动强度，为阳极高效稳定生产提供了保障。1.水平振动筛存在的问题阳极成型车间共有三台水平振动筛，使用过程中存在着如下问题：第一、水平振动筛采用橡胶弹簧减震，在振动筛分过程中，刚性过大，减振效果差，对基础和上部的振动筛冲击性较大，致使基础经常松动，并且，振动筛筛网经常损坏，维修率居高不下。第二、筛网制造结构存在问题，即直接用压板刚性压接，在振动过程中容易松动并损坏。第三、水平振动筛筛网安装方式存在缺陷，筛网与支撑梁采用刚性张紧，运行时的振动和

7、物料的冲击容易使筛网破损，造成配料混捏系统的配方失效，严重影响阳极质量。第四、设备故障率增高，维修次数增多。首先，增加了员工的劳动强度；其次，增加了维修成本，最终，很大程度上影响了阳极生产。针对以上存在问题，结合现场实际，深入现场进行分析，决定对水平振动筛的减振方式和筛网的安装方式进行技术改造。2.水平振动筛改造方案2.1改变筛网结构形式和安装方式改变筛网结构形式筛网的结构改变在张紧筛网的过程中起到了重要的作用，筛网由原先用角钢和扁铁夹紧制作（如图1所示）改为由一块厚2mm、长与筛网宽边同长、宽200mm的钢板沿宽边对折折弯并夹住筛网，用折弯机把钢板和筛网同时弯曲处理（如图2所示），改造后的筛

8、网解决了筛网张紧时因振动和物料冲击导致筛网边缘松散的问题。图1. 原筛网固定方式Tag1. The original screen fixation.图2. 改造后筛网张紧边形状示意图Tag2. After the transformation of the screen tensioning edge shape diagram.安装方式改造后，筛网的折弯部分和张紧筋板用螺栓进行固定，形成一体结构，方便张紧螺栓的张紧，如图3所示，同时，在筛网支撑架上方增加耐磨橡胶垫，如图4所示，一是筛网在夹紧弯曲后，筛网的张紧部分形成很好的防松结构，防止振动筛运行时因振动引起的筛网松散；二是在筛网下方增加减

9、振垫，筛网在运行过程中不会因振动和物料的冲击而磨破筛网。图3. 筛网张紧剖面示意图Tag3. A screen tensioning section diagram.图4. 水平振动筛筛网安装示意图Tag4. Horizontal vibration sieve screen installation diagram.2.2振动筛减震方式的改造 12.2.1 由橡胶弹簧改为橡胶空气弹簧橡胶空气弹簧比橡胶弹簧有如下的优点，其图样与选择尺寸如图5所示：第一，橡胶空气弹簧具有非线性特性，可以根据实际需求设计；第二，空气弹簧的弹力便于调整，可根据需要随时调整空气的压力来调整弹力。第三，空气弹簧能同时承

10、受轴向和径向载荷，也能传递扭矩，通过内压调整得到不同的承载能力，因此能适应多重载荷的需要；第四，与钢性弹簧或橡胶块相比，空气弹簧寿命较长；第五，便于调节振幅，避开设备共振；第六，空气弹簧缓冲减震性能好，能提高设备的使用寿命。其图样与选择尺寸如图5所示： 图5、空气弹簧实样及尺寸Tag5. Air spring is kind and size.2.2.2空气弹簧选型对于空气弹簧的选型，根据水平振动筛整体重量M1=3000Kg、振动高度h=30mm、筛分料的重量M2=100Kg、振动周期T=60/1500=0.04s，计算得出振动筛在振动时对基础的冲击压力F。重力作用下速度因振幅小，所以重力作用

11、下的速度几乎为零，忽略不计，运行时由于转动得出的线速度V2为： V=r (1.1) 电机速度约为1500r/min，式中12.5m/s，激振器旋转半径为：15mm；（M1+ M2）V = FT （1.2）即： =145312N （1.3）把冲击力换算成重量G为： G=F/(g1000)=14531214.6t (1.4) 式中g=10N/Kg; 根据1.4式得出水平振动筛在振动时对基础的冲击力为14.6吨。考虑到空气弹簧的安装空间，选用了公称通径为230mm的空气弹簧，并且，根据水平振动筛对基础的冲击力，选用了8个空气弹簧并合理布局减震，满足运行要求。选型的规格和指标如表1和表2所示。表1.空

12、气弹簧法兰形式规格及装配尺寸Tab1. Air spring flange specifications and assembling size法兰形式曲数公称通径（mm）外径（mm）端部外径（mm）高度（mm）JBF2230280200140在0.70Mpa时曲囊最大外径300mm。表2.空气弹簧性能指标Tab2. Air spring performance index名称单位适应值适用介质水、空气工作压力Mpa0.7爆破压力Mpa2.0疲劳试验次100万最低压缩高度mm70安全伸长高度mm1700.7Mpa时承载重量为2908Kg3 振动筛改造前后的效益分析根据对单台振动筛改造前后经济效

13、果比较，一年内振动筛使用配件维护费用和改造费用数据对比如表3所示。表3.水平振动筛维护和改造费用对照表Tab3. Horizontal vibration sieve maintenance control table.对比类型改造前改造后减震类型橡胶弹簧空气弹簧减震使用数量16个8个减震更换周期4个月3年一年内减震消耗数量48个无一年内消耗减震总价格11520元12000元一年内筛网消耗数量48片8片一年内消耗筛网价格139200元23200元一年内配件消耗总价格150720元35200元从2011年10月份改造完成至今，经过一年多的的运行，得出了表4的所有对比数据，对设备各项运行的数据进行

14、比较，设备运行稳定、可靠，保证了设备的连续运行，同时，稳定了阳极的质量，实现了保护设备基础、提高筛分效率和降低设备维护成本的目的。在设备维护费用中，能节约出部分资金作为其他设备的维护费使用，为节支降耗工作提供有力的技术支持。表4.水平振动筛各项参数指标改造前后对比表Table4. Horizontal vibration sieve the parameters comparison table.筛分速度筛分纯度故障次数筛网损坏减震更换改造前20t/h80%20次/年48片48个/年改造后24t/h85%无0片无4. 结论通过对水平振动筛筛网安装方法及减振弹簧选型的改造，提高了振动筛的可靠性和

15、稳定性，提升了振动筛的整体性能。主要表现在以下四个方面。第一，振动筛对楼板的冲击被空气弹簧吸收，水平振动筛对楼层的冲击明显减小3。第二，空气弹簧的弹性比橡胶减振好，振动频率稳定，筛分粒度均匀，物料配比精度同比上升2%。第三，改变了筛网的安装方式，筛网和整个振动筛形成了一体，运行稳定可靠。大大提高了设备的使用效率和生产效率,给车间正常生产提供了设备保障。第四，改造后，筛网寿命大大增加,由改造前每月换两次筛网,到现在两年换一次筛网,使筛网寿命提高了48倍,同时电机、激振器损坏率也大大降低，振动筛实现了免维护不仅大大降低了检修人员的劳动强度，而且还大大降低了维修成本，每年可节约振动筛维修费用8万元/台,三台可节约近150万元,经济