LZX-4型重介斜輪分選機在火石咀選煤廠的改造實踐

爾衛(wèi)江，李增強，谷柏青

(陜西火石咀煤礦有限責任公司，陜西 咸陽 713500)

LZX-4型重介斜輪分選機在火石咀選煤廠的改造實踐

爾衛(wèi)江，李增強，谷柏青

(陜西火石咀煤礦有限責任公司，陜西 咸陽 713500)

為了解決火石咀選煤廠 LZX-4 重介斜輪分選機在生產(chǎn)運行中出現(xiàn)的一些問題，結(jié)合生產(chǎn)實際，對其進行了分析研究，并采取了一系列改造措施。實踐表明，改造后的 LZX-4 重介斜輪分選機綜合性能得到提高，主要部件使用壽命延長，維護費用降低，并且分選效果得到提高。

重介斜輪分選機；排矸輪；主軸；分選槽

1 概述

火石咀選煤廠是一座設(shè)計能力為3.0 Mt/a的礦井型動力煤選煤廠，生產(chǎn)采用大塊原煤重介斜輪分選+中塊原煤三產(chǎn)品重介旋流器分選+末煤不入選的聯(lián)合工藝，具體生產(chǎn)流程為：>60 mm粒級大塊原煤采用LZX-4.0重介斜輪分選機分選，60～25 mm粒級中塊煤采用3SNWXl500/1100無壓給料三產(chǎn)品重介旋流器分選，煤泥水采用濃縮機濃縮后由加壓過濾機和快開壓濾機脫水回收，實現(xiàn)了煤泥廠內(nèi)回收，洗水一級閉路循環(huán)。火石咀選煤廠主要入選煤種為不粘煤，原煤經(jīng)分選加工后用途極為廣泛，可作為優(yōu)質(zhì)環(huán)保動力煤，是發(fā)電、化工、冶金、建材等行業(yè)的理想燃料，精塊煤產(chǎn)品可作為合成氨、化肥等工業(yè)原料。

火石咀選煤廠于2009年5月正式投入運行，在生產(chǎn)過程中，該廠采用的兩臺LZX-4型重介斜輪分選機逐漸出現(xiàn)了一些問題，在一定程度上影響了生產(chǎn)，并且維修成本較高。為了提高其綜合性能，降低職工的勞動強度，減少維修費用，結(jié)合生產(chǎn)實際，選煤廠對LZX-4型重介斜輪分選機進行了技術(shù)改造。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

LZX-4型重介斜輪分選機(圖1)主要由分選槽、轉(zhuǎn)輪蓋、提升輪架、提升輪、提升輪轉(zhuǎn)動裝置、排料輪、支座組成。其分選槽是由鋼板焊接成的多邊形槽體，是懸浮液循環(huán)流動和塊原煤分選的容器；轉(zhuǎn)輪蓋將用于固定提升輪的提升輪架固定在主軸上，使之隨主軸旋轉(zhuǎn)；提升輪負責將分選槽內(nèi)的沉物排走；提升輪轉(zhuǎn)動裝置在電機減速器的驅(qū)動下驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，從而帶動提升輪旋轉(zhuǎn)；分選槽內(nèi)的浮物由排料輪排出；支座用于支撐主軸[1]。

塊原煤進入分選槽后，在懸浮液中按密度分離，大于懸浮液密度的塊矸在重力作用下逐漸沉入槽底，然后由提升輪撈起，從排矸口排出；密度小于懸浮液密度的塊煤，在浮力作用下懸浮于分選槽上部，由排料輪從分選槽溢流口排出，從而實現(xiàn)原煤的分選[2-3]。

1—分選槽；2—提升輪；3—提升輪軸；4—主軸；5—減速機； 6—電動機；7—轉(zhuǎn)輪盤；8—轉(zhuǎn)輪蓋；9—立篩板；10—篩底； 11—葉板；12—支座；13—軸承座；14—電動機；15—鏈輪； 16—骨架；17—橡膠帶；18—重捶

火石咀選煤廠應(yīng)用的LZX-4型重介斜輪分選機主要技術(shù)參數(shù)[4]如下：

分選槽寬/mm

4 000

入料粒級/mm

13～200

排矸輪轉(zhuǎn)速/(r·min-1)

5.3

處理量/(t·h-1)

350～500

設(shè)備質(zhì)量/kg

43 820

主機功率/kW

22

輔機功率/kW

4

自火石咀選煤廠投產(chǎn)以來，LZX-4型重介斜輪分選機出現(xiàn)的主要問題有：

(1)提升輪主軸與轉(zhuǎn)輪蓋采用螺紋聯(lián)接壓緊，在實際生產(chǎn)過程中曾出現(xiàn)螺紋失效，甚至出現(xiàn)過渡軸斷裂的情況。

(2)排矸系統(tǒng)提升輪主軸采用錐軸頭通過鍵和轉(zhuǎn)輪蓋配合連接，在使用過程中錐軸頭和轉(zhuǎn)輪蓋之間間隙易充填重介質(zhì)和煤泥，并且由于排矸輪轉(zhuǎn)動時兩端負荷不平衡，因此造成鍵或軸頭磨損嚴重，使用壽命短。

(3)排矸輪主軸在使用一段時間以后，鍵磨損嚴重，易出現(xiàn)機械滾鍵現(xiàn)象。

(4)分選槽內(nèi)矸石和介質(zhì)容易堆積，不僅加大職工的勞動強度，而且嚴重影響了洗選效果。

2 改造方案

2.1 排矸輪過渡軸的改造

火石咀選煤廠使用的LZX-4型重介斜輪分選機排矸輪直徑為6 650 mm，主軸材質(zhì)為45號鍛鋼，在理論上是主軸軸向承載力，但在實際運行過程中排矸輪軸和槽體傾斜40°布置，因此導(dǎo)致排矸輪內(nèi)的矸石運轉(zhuǎn)狀態(tài)不平穩(wěn)，使過渡軸處受到既有彎曲又有剪切的交變應(yīng)力，而過渡軸為帶有φ10 mm注油孔的直徑為50 mm的圓柱，其最大可承受的屈服強度為69 t，螺紋為M56粗牙螺栓，保證載荷為123 t。但在實際運行中，載荷大小會遠遠超過此數(shù)值，因此導(dǎo)致生產(chǎn)中出現(xiàn)螺紋失效甚至過渡軸出現(xiàn)斷裂的情況。

鑒于以上情況，選煤廠將過渡軸直徑增加到170 mm，其屈服強度可達到800 t，絲扣增大到M180，可保證載荷為1 272 t。經(jīng)過改造后，排矸輪主軸壽命從以前的六個月提高到一年半左右，大大降低了維修成本，提高了經(jīng)濟效益[5-6]。

圖2 排矸輪主軸改造前后結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 排矸輪主軸的改造

改造前，斜輪軸裝置采用錐軸頭通過鍵和轉(zhuǎn)輪蓋連接，在實際生產(chǎn)過程中，一些介質(zhì)及煤泥會填充其間，造成軸頭和轉(zhuǎn)輪蓋的配合尺寸超差，因此不能保證定位尺寸；同時，該錐頭的端部采用非標壓環(huán)和普通螺母壓緊方式，當主軸帶動排矸輪工作時，由于排矸輪負荷不平衡，長期運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生松動，從而失去壓緊作用，造成轉(zhuǎn)輪蓋和軸配合不緊密，產(chǎn)生滾鍵現(xiàn)象，損壞軸和轉(zhuǎn)輪蓋，使斜輪不能正常工作。

經(jīng)反復(fù)觀察和試驗，將錐軸頭改為直軸頭，定位尺寸改為與轉(zhuǎn)輪蓋加工的軸孔長度相關(guān)，并在改造后的軸頭處增加了開槽(圖2)，安裝了螺母防松動墊圈，以保證運轉(zhuǎn)時不再出現(xiàn)因螺母松動而使轉(zhuǎn)輪蓋壓緊失效的現(xiàn)象。

2.3 主軸鍵槽改造

改造前，斜輪提升輪主軸鍵槽如圖3中A-A剖面所示，采用普通平鍵45 mm×25 mm×220 mm單鍵聯(lián)接，在使用過程中，由于主軸受力不均且受力較大，使鍵的磨損較快，從而造成鍵和主軸出現(xiàn)配合間隙，最終導(dǎo)致滾鍵現(xiàn)象發(fā)生，嚴重時甚至?xí)绊懮a(chǎn)。

經(jīng)研究分析，將原錐面軸上的單鍵改為圓柱軸上的雙鍵，兩鍵夾角120°。改造后，鍵的使用壽命從原來的約三個月提高到一年半左右。

圖3 主軸鍵槽改造前后示意圖

圖4 分選槽改造前后結(jié)構(gòu)示意圖

2.4 分選槽內(nèi)壁的改造

在洗選過程中，大塊原煤在分選槽內(nèi)進行分離，矸石會克服重介懸浮液阻力沉降，分選槽一側(cè)的矸石在沉降過程中會到達分選槽壁，分選槽壁材質(zhì)為16Mn，在運行過程中分選槽壁出現(xiàn)磁化現(xiàn)象，首先會造成部分介質(zhì)吸附到表面，導(dǎo)致分選槽壁摩擦系數(shù)增大，當入選原煤量大時，會造成矸石堆積現(xiàn)象，使分選槽容積變小。此外，火石咀煤礦煤層中部分矸石為泥巖，具有嚴重的泥化傾向，矸石堆積加聚泥化現(xiàn)象，使矸石易混入到精煤中，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

為此，在分選槽壁貼上不銹鋼鋼板(圖4)，以降低其摩擦阻力，消除磁化現(xiàn)象，使槽壁上不容易掛料。改造后，很少出現(xiàn)矸石及介質(zhì)堆積情況。

3 改造效果

改造后，火石咀選煤廠LZX-4型重介斜輪分選機排矸輪過渡軸，轉(zhuǎn)輪蓋壓緊失效、主軸鍵磨損嚴重和分選槽堆積介質(zhì)的現(xiàn)象得到大大改善，斜輪主軸的壽命增加兩倍，兩臺斜輪分選機每年可節(jié)約材料費24萬元，節(jié)省人工維修費3萬元，因此每年可減少維護費用27萬元。此外，排矸輪主軸損壞更換時間為16 h，每年可減少影響生產(chǎn)時間48 h(改造前每年檢修3次)。改造還使斜輪分選機分選效果得到改善，分選精度進一步提高，使大塊精煤帶矸率降低，精煤灰分平均降低1個百分點，使精煤產(chǎn)品的質(zhì)量得到提高。

[1] 顧文卿. 2005版新編選煤實用技術(shù)手冊[M]. 北京:煤炭工業(yè)出版社, 2005.

[2] 王啟廣.選煤機械[M]. 徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2009.

[3] 楊小平. 重力選煤技術(shù)[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社, 2012.

[4] 嚴國彬.選煤廠機械設(shè)備安裝、使用與檢修[M]. 北京:煤炭工業(yè)出版社,1993.

[5] 聞邦椿.機械設(shè)計手冊(第5版)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2010.

[6] 李 靜.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

Application of the renovated LZX-4 drewboy separator at Huoshizui coal preparation plant

ER Wei-jiang，LI Zeng-qiang，GU Bai-qing

(Shaanxi Hotstone Coal Mine Co., Ltd., Xianyang, Shaanxi 713500, China)

In order to tackle the problems encountered during operation of the LZX-4 Drewboy separator (inclined-wheel lifting separator), following an analytical study in the light of the specific operating conditions, a series of renovation has made it possible for the service life of main parts, reduced maintenance cost and better separating result.

drewboy separator; lifting wheel; main shaft; trough washer

1001-3571(2016)01-0058-03

TD942

B

2016-02-13

10.16447/j.cnki.cpt.2016.01.015

爾衛(wèi)江 ( 1974—) ，男，陜西省西安市人，工程師，從事選煤技術(shù)管理工作。

E-mail: erweijiang-2005@163.com Tel: 029-32922315