論GPJ-120 加壓過濾機在酒鋼的應用與改進

馬小江

（酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司選燒廠，甘肅 嘉峪關 735100）

加壓過濾機是一種高效、節能環保、自動化程度高的新型脫水設備。與傳統的真空過濾機比較，加壓過濾機壓差大，因此，其過濾效率更高，脫水效果更好，被廣泛用于選煤廠浮選精煤脫水、原生煤泥脫水。

2010 年，酒鋼計劃新建一個400 萬噸鐵選廠，而已建成的燒結工序無熱篩作業構成返回配料系統來平衡鐵精礦水分，因此，選礦工序的鐵精礦水分必須低于13%。傳統的真空過濾機，鐵精礦濾餅水分一般在15.5%～16%，無法滿足后續燒結工藝要求。2012 年11 月酒鋼選燒廠在國內首創采用GPJ-120 加壓過濾機過濾鐵精礦，鐵精礦水分達到12.66%，解決了鏡鐵山礦鐵精礦的脫水難題。

但是，鐵精礦礦漿與煤泥、浮選精煤物料性質差異很大，鐵精礦比重大、含鐵顆粒對設備的磨損損壞異常明顯。設備故障率高，長期連續穩定運行困難，需要投入大量檢修人力、材料備件。長此以往，將增加企業的生產成本，制約整個選礦工序的生產。因此，針對出現的各類設備問題，進行改進，降低設備故障，延長使用周期，十分必要。

1 GPJ-120 加壓過濾機設備性能參數（表1）

表1

2 運行故障分析及改進措施

2.1 倉內皮帶減速機異常損壞

（1）減速機損壞情況：加壓過濾機中心皮帶減速機是由SEW 公司生產的KA87DV132M4 減速機。減速機用于圓盤加壓過濾機精礦皮帶輸送驅動，M1 空心軸地腳安裝方式，共4 臺設備，每臺壓濾機倉內有一臺該型號減速機。損壞現象均為減速機內潤滑油變質成為糊狀液體，齒輪和軸承磨損、生銹。在使用不到三個月時間內，陸續損壞減速機8 臺次，直接影響了二選工序生產系統的安全穩定運行。

（2）故障原因分析：根據減速機的損壞現象分析，減速機故障原因主要是有鐵精礦粉和濕氣進入箱體內，導致潤滑油變質、齒輪和軸承的磨損。礦粉和濕氣進入箱體的原因主要有以下兩方面：①由于減速箱原配的透氣閥為單向閥，且透氣孔較小，在壓濾機開始運轉時，倉體約在10 分鐘左右快速加壓到3 個大氣壓，而此時減速箱內的壓力無法在短時間和倉體內的壓力平衡，導致減速箱內存在負壓，對減速機油封形成壓力，使油封處堆積的礦粉隨著減速機的運轉進入減速箱內。②大量的礦粉堆積在減速機輸出軸油封處，對減速機油封形成擠壓、研磨效應，再加上壓力差的作用，導致減速機輸出軸油封變形，礦粉和濕氣更容易進入減速箱內。

（3）改進技術措施：①將原來的透氣閥改為直通式透氣閥，增大排氣孔直徑，以保證減速箱內的壓力和壓力倉內的壓力能夠迅速達到平衡，消除減速箱和壓力倉的壓力差。將該透氣閥通過銅管引到倉體的上部，出口處加裝過濾裝置，減小灰塵和濕氣的影響。②在減速箱的輸出軸外側加裝防塵罩，以保護外側油封。在內側油封處加裝擋板。③減速機整體加裝防護罩，防止鐵精礦進入減速箱內。

通過以上改造，減速機內再未進入礦粉，潤滑油清潔，倉內中心皮帶減速機運行穩定。減速機使用周期從20 天延長至6 個月。

2.2 圓盤給料機撒料

（1）設備現狀與問題。圓盤給料機圓盤直徑為Φ2000mm，運行過程中，有零星的礦粉從周圍掉落至圓盤給料機減速機及周圍地面，影響減速機散熱，增加了崗位人員清掃衛生的工作量。

圖1 改造示意圖

（2）問題剖析。圓盤給料機圓盤直徑小，運行過程中零星礦粉沒有堆積的空間，直接散落至地面。

（3）改進技術措施。將圓盤給料機圓盤直徑由Φ2000mm，增大至Φ2300mm，延順時針方向在出料口的位置加裝刮料板。改進后，撒料問題得到了有效控制。零星的礦粉隨圓盤的運行直接給到精礦皮帶，減輕了崗位清掃衛生的工作量。

2.3 濾布損耗大、濾液濃度高

（1）原因分析。壓濾機濾布在礦漿液面處受氣液沖刷影響，易出現破損，導致濾布壽命縮短，平均為10 ～15 天； 通過隨機抽樣100 條破損濾布統計，78%以上的濾布在液面交界范圍內破損，破損面積約為0.35cm2/條。

圖2 破損濾布抽樣統計分析表

（2）改進措施。針對濾布三角區破損率高的問題，根據統計濾扇濾布的破損情況，技術上采取在該區域鑲襯160mm 寬度滌綸針刺無紡布進行耐磨耐氣蝕性加強防破損。襯套縫合在過濾布的下部，這個部位是加壓過濾機槽體內液漿沖刷最嚴重的部位，襯套的存在既保證了濾布原有的過濾功能，又能有效地保護濾布，最終達到延長濾布的使用壽命。

加襯濾布使用后，濾布三角區破損問題得到了解決，濾布破損量大幅降低，濾液濃度由5%以上下降至1%左右，大部分集中在1%以下，既降低了濾布費用，又降低了濾液濃度。

2.4 上下濾液管使用壽命短

（1）設備現狀與問題。倉內上濾液管、下濾液管由兩側法蘭、波紋管及管道構成。兩側法蘭連接，波紋管用于調整連接尺寸誤差。實際在線使用周期為7 天，運行時間短，影響壓濾機的穩定運行。

圖3 濾布結構改進

（2）問題剖析。濾液中含有鐵精礦、氣、水，運行過程中由于波紋管不耐磨，并且受到一定的拉伸力，頻繁磨漏。

（3）改進技術措施。將兩側波紋管長度由目前的300mm，延長至400mm，波紋管中間焊接耐磨套管，耐磨套管的長度500mm。

圖4 濾液管改造后示意圖

波紋管加長，伸縮量變大，便于更換拆裝。中間焊接耐磨套管，耐磨套管對波紋管起到保護作用。因此，使用壽命延長至3 個月。

2.5 氣動蝶閥使用壽命短

（1）設備現狀與原因分析。上下濾液氣動控制閥與手動調節閥壽命短，主要體現在閘板受濾液及氣蝕磨損損壞，密封失效。鐵精礦濾液對閥門的磨損遠遠大于精煤濾液對閥門的磨損。因此，使用壽命急劇縮短，直接影響整個系統的穩定運行。（2）改進技術措施。閥門優化選型為腔體、閘板全陶瓷閥門。經過現場實際使用，閥門的使用周期由3 個月延長至36 個月，近12 倍，大幅降低了檢修頻次及備件費用。

3 結語

酒鋼選燒廠在國內首次嘗試使用GPJ-120 型加壓過濾機用于鐵精礦脫水作業。經過幾年的運行，分析解決出現的各類設備問題，優化改造后，總體運轉平穩，確保了生產的連續性。

加壓過濾機自動化程度高，任何零星設備故障都能導致停機，中斷生產。日常的精心操作與維護必不可少，同時，還需要繼續摸索提升設備性能，以便能更好地服務于選礦行業。