Vibrační síta pro úpravu uhlí: hustota síta, drát a slitina

Síťovina pro vibrační síta je tkaná drátěná tkanina, která slouží jako vyměnitelné separační médium na vibračních třídičích v úpravnách uhlí, kde třídí surové uhlí, odvodňuje suspenzi těžkého média, klasifikuje čisté uhlí a získává jemné uhlí z hlušiny. Tkanina je definována třemi údaji: počtem ok mesh (počet otvorů na lineární palec neboli 25,4 mm), průměrem drátu a slitinou taženého drátu. Panely pro zpracování uhlí se obvykle pohybují v rozmezí od 3 do 100 mesh, což pokrývá čtvercové otvory od přibližně 5 mm až po 0,15 mm, s průměry drátů od 6,3 mm u hrubých předlisovaných panelů až po 0,10 mm u jemné odvodňovací tkaniny. Vzhledem k tomu, že velikost otvoru (mm) = 25,4 ÷ mesh − průměr drátu, samotné číslo mesh neurčuje mezní velikost třídění: tkanina s 20 mesh třídí na 0,87 mm s drátem o průměru 0,40 mm, ale pouze na 0,57 mm s drátem o průměru 0,70 mm. Volná plocha, což je podíl otevřeného povrchu panelu, se u střední a jemné tkané síťoviny používané při praní uhlí obvykle pohybuje mezi 30–60 % a u těžkých hrubých panelů je nižší.

Hlavní poznatky

• Počet ok mesh je počet otvorů na 25,4 mm; na velikost otvoru jej převedete pomocí vzorce: velikost otvoru = 25,4 ÷ mesh − průměr drátu.
• Volná plocha (30–60 % u většiny uhelných tkanin) představuje kompromis mezi průchodností a životností síta — u těžkých hrubých panelů činí 15–35 %.
• Hladká vazba pro jemné mokré třídění a střední odvodňování; předlisovaná síťovina pro hrubé předtřídění a klasifikaci; holandská vazba je filtrační vazba, nikoli vazba pro třídění uhlí.
• Přizpůsobte slitinu chemickému složení vody: 304 pro běžné použití, 316L pro kyselou/chloridovou vodu, vysokouhlíková pružinová ocel pro suché třídění s převahou abraze.
• Většina poruch panelů je způsobena ucpáváním ok, abrazivním zvětšováním otvorů nebo únavovým praskáním na napínaných okrajích — každá z nich má řešení na úrovni specifikace.

Jak úpravny uhlí využívají síťovinu pro vibrační síta

Úpravna uhlí (mokrá úpravna) je sekvencí kroků třídění a gravitačního rozdružování, přičemž tkaná síťovina představuje hlavní separační povrch na několika místech technologického schématu.

• Předběžné třídění a odkalování surového uhlí. Surové vytěžené uhlí se před praním třídí, aby se odstranily nadsítné podíly a oddělila se frakce <0,5 mm, která by jinak kontaminovala okruhy s těžkým médiem. Hrubá předběžná síta pracují s rozměry 13–50 mm; odkalovací síta pracují s rozměrem 0,5 mm.
• Odvodňování a oplachování v těžkém médiu (DM). Po DM cyklonu oddělují odvodňovací a oplachovací síta magnetitové médium od uhlí. Velikost ok se zde pohybuje kolem 0,5–2,0 mm a síto musí rychle odvádět kapalinu a zároveň zachycovat uhlí.
• Třídění čistého uhlí. Prané uhlí se rozděluje na komerční velikostní frakce – obvykle 6, 13 a 25 mm – pro energetický a hutní trh.
• Zpětné získávání jemného uhlí. Jemné podíly z třídicích cyklonů a spodního odtoku zahušťovače se zachycují na jemných mokrých sítech s velikostí ok 0,15–0,5 mm.

Provozní požadavky určují síto: hrubé předtřídění vyžaduje silný drát a velká oka; zpětné získávání jemných podílů vyžaduje jemné síto s dostatečnou volnou plochou pro odvodnění. Níže uvedená pravidla výběru platí pro tyto úkoly i pro širší oblast aplikací pro třídění uhlí a kameniva , které používají stejné panely.

Počet ok (mesh) vs. velikost oka vs. velikost dělicího zrna

Počet ok (mesh) je počet otvorů na lineární palec. Tkanina s označením 30 mesh má 30 otvorů na délce 25,4 mm; tkanina s 8 mesh jich má 8. Protože každý otvor sdílí své dráty se sousedními, světlá šířka oka (světlost) je:

Velikost oka (mm) = 25,4 ÷ počet ok (mesh) − průměr drátu (mm)

Praktické příklady:

• 8 mesh, drát 1,60 mm → 3,18 − 1,60 = 1,58 mm světlost oka
• 20 mesh, drát 0,70 mm → 1,27 − 0,70 = 0,57 mm světlost oka
• 30 mesh, drát 0,45 mm → 0,85 − 0,45 = 0,40 mm světlost oka
• 100 mesh, drát 0,12 mm → 0,25 − 0,12 = 0,13 mm světlost oka

Značení v mesh je nejužitečnější v rozmezí přibližně 4 až 100 mesh (světlost oka zhruba od 5 mm do 0,15 mm). Nad touto hranicí – při hrubém třídění od 13 do 50 mm – se panely obvykle specifikují přímo světlostí oka v milimetrech, protože odpovídající hodnoty mesh klesají pod 2–4 a drát je již tak silný, že by označení v mesh mohlo být zavádějící.

Mezní velikost třídění – tedy velikost částic, která rozděluje nadsítnou a podsítnou frakci – odpovídá světlosti oka, ale není s ní totožná. Částice projde čtvercovým otvorem, pokud jsou dva její rozměry menší než volná světlost, takže nepravidelné, téměř čtvercové částice procházejí při přibližně 85–95 % nominální světlosti, zatímco podlouhlé částice projdou pouze tehdy, když jejich menší rozměr odpovídá otvoru. Pro účely specifikace a QC je referenční hodnotou nominální čtvercová světlost oka a sítovina se deklaruje vůči této hodnotě (viz náš převod počtu mesh na mikrony – průvodce).

Při porovnávání nabídek na sítovinu „30 mesh“ si vždy ověřte průměr drátu: 30 mesh s drátem 0,30 mm třídí na 0,55 mm; 30 mesh s drátem 0,45 mm třídí na 0,40 mm. Tento rozdíl 0,15 mm rozhoduje o tom, zda se magnetit ztratí v odpadu, nebo zda se médium dostane do produktu.

Průměr drátu a volná plocha: propustnost vs. životnost síta

Volná plocha je procentuální podíl povrchu síta, který tvoří volný prostor:

Volná plocha % = [světlost ÷ (světlost + drát)]² × 100

Průměr drátu ovlivňuje volnou plochu dvěma způsoby. Silnější drát zmenšuje každé oko (což snižuje mez třídění) a zároveň zabírá více povrchu; tenčí drát tkaninu otevírá, ale rychleji se opotřebovává a snese menší zatížení. Standardní střední a jemné tkaniny používané na uhelných sítech spadají do rozmezí 30–60 % volné plochy; těžké předem krepované panely se silným drátem dosahují 15–35 %, protože plocha drátu dominuje vazbě.

• Tenký drát, vysoká volná plocha (40–60 %): maximální průchodnost a odvodnění — správná volba pro mokré jemné třídění a střední odvodňování, kde záleží na tonáži a odvodnění. Kompromis: kratší životnost, větší průvěs, vyžaduje dobrou podporu.
• Silný drát, nízká volná plocha (15–35 %): delší životnost proti opotřebení a vyšší tuhost pro hrubý, abrazivní a suchý provoz. Kompromis: nižší průchodnost a hrubší efektivní mez třídění při dané hustotě síta.

Praktické pravidlo: zvolte nejsilnější drát, který stále zajišťuje požadovanou volnou plochu a průchodnost. Pokud je hlavním omezením průchodnost, ztenčete drát a přidejte podporu; pokud je hlavním omezením životnost panelu, zesilte drát a akceptujte nižší volnou plochu. Při pevné velikosti oka můžete volnou plochu zvětšit pouze použitím tenčího drátu, který stále vydrží daný provoz.

Plátnová vazba, krepované síto nebo holandská vazba pro uhelný provoz

Třídění uhlí pokrývají tři tkané konstrukce, z nichž každá odpovídá jinému použití.

• Plátnová vazba — každý osnovní drát střídavě prochází nad a pod každým útkovým drátem, což vytváří plochou tkaninu s jednotnými čtvercovými oky. Je to standard pro jemné a střední třídění: odkalování při 0,5 mm, střední odvodňování při 0,5–2,0 mm a získávání jemného uhlí. Plátnová vazba nabízí nejčistší oka a nejvyšší volnou plochu v jemném rozsahu.
• Předem krepované (krepované) síto — osnovní a útkové dráty jsou před tkaním krepovány, takže do sebe zapadají v každém křížení a odolávají bočnímu posunu, což poskytuje tuhý a stabilní panel pro hrubý provoz. Krepované drátěné síto je standardem pro třídění v hornictví a kamenoprůmyslu u hrubých velikostí: hrubé předtřídění surového uhlí a klasifikace v rozmezí 6–50 mm. Krepování také vytváří zaoblené povrchové vrcholy, které lépe odvádějí mokré jemné podíly než plochá tkanina; dvojité krepování přidává druhou rovinu krepování pro mimořádnou tuhost.
• Holandská vazba — osnovný drát je hrubý a útek je jemnější a těsně sražený, což vytváří hustý, členitý filtrační povrch bez jasných čtvercových otvorů. Jedná se o filtrační vazbu (obvykle s jemností 5–300 µm), nikoli o třídicí vazbu. Na vibračním sítě na uhlí se téměř okamžitě zanáší a nepřináší žádný užitek při třídění; vyhraďte ji pro zachycování prachu nebo off-line filtraci kalů.

Pro podrobnější srovnání hladké, keprové a holandské konstrukce viz hladká vs. keprová vs. holandská vazba, a pro panely pro těžký hrubý provoz si přečtěte lisované drátěné síto pro náročné třídění.

Výběr slitiny: 304, 316L nebo vysokouhlíková pružinová ocel

Slitina rozhoduje o tom, jak panel selže – zda otěrem, korozí nebo únavou – a od toho se odvíjí i cena.

• Nerezová ocel 304 (18% Cr, 8% Ni) je standardní volbou pro mokré uhelné okruhy s neutrální až mírně kyselou vodou. Dobře odolává rzi a organickým kyselinám, lze ji táhnout do jemného drátu a představuje nejekonomičtější nerezovou variantu.
• Nerezová ocel 316L obsahuje navíc přibližně 2 % molybdenu pro odolnost proti důlkové korozi a chloridům. Zvolte ji tam, kde je technologická voda kyselá, s vysokým obsahem chloridů, nebo kde má uhlí vysoký obsah síry a vytváří kyselé důlní vody. Cenový příplatek je zanedbatelný v porovnání s náklady na předčasná selhání způsobená důlkovou korozí v DM okruhu.
• Vysokouhlíková pružinová ocel (65Mn / 60Si2Mn / C72D) se táhne na mnohem vyšší pevnost v tahu (přibližně 1 500–1 900 MPa) než žíhaná nerezová ocel, což jí dodává vynikající odolnost proti otěru a únavě pro suché, vysoce namáhané aplikace, jako je hrubé třídění. Pozinkovaná pružinová ocel je běžná tam, kde dochází pouze k mírné korozi. Není vhodná pro mokré kyselé okruhy.
• Mangan – skutečná 12–14% Hadfieldova manganová ocel se odlévá, netáhne se do jemného drátu, takže „manganové síto“ je obvykle pouze marketingový termín pro vysokouhlíkový pružinový drát. Pokud dodavatel nabízí mangan, vyžádejte si specifikaci jakosti drátu.

Naše kompletní srovnání odolnosti drátěného síta SS304 vs SS316 proti korozi se věnuje metalurgii podrobněji.

Typické specifikace sít pro běžné třídění uhlí

Níže uvedená tabulka je praktickým výchozím bodem; ověřte ji na základě distribuce velikosti částic na vstupu, tonáže a chemického složení vody.

Odkalovací panel s velikostí 0,5 mm má obvykle hladkou vazbu 24–30 mesh s drátem o průměru 0,35–0,50 mm z materiálu 304 nebo 316L; třídicí panel s velikostí 13 mm je krepovaná tkanina specifikovaná velikostí oka – přibližně 13 mm otvor s drátem o průměru 4–6 mm. Tam, kde proces odvodňování a oplachování vyžaduje štěrbinový profil odolný proti ucpávání, mnoho závodů používá štěrbinové panely (wedge wire), které se chovají odlišně od tkaných sít a vyžadují vlastní proces výběru.

Běžné způsoby selhání a jak je vyřešit

Většina selhání uhelných sítových panelů spadá do jedné ze čtyř kategorií a každá z nich má řešení na úrovni specifikace.

Zaslepování a ucpávání. Částice s velikostí blízkou rozměru oka se zaklínují v otvorech a vlhké jemné podíly vytvářejí na tkanině souvislou vrstvu, což snižuje volnou plochu a omezuje kapacitu okruhu. Řešení: zvětšete velikost oka o jeden stupeň; přejděte z hladké plátnové vazby na vlnité nebo samočisticí síto; přidejte systém s odrážecími kuličkami, vodní ostřik nebo ohřev síta; zvyšte amplitudu vibrací při mírně nižší frekvenci.

Abrazivní opotřebení a zvětšování ok. Drát se přednostně opotřebovává v místech křížení, oka se zvětšují a nadsítná frakce kontaminuje produkt. Jedná se o hlavní příčinu selhání při suchém hrubém třídění abrazivního uhlí a kameniva. Řešení: zvětšete průměr drátu, použijte zámkové vlnění, přejděte na vysoce uhlíkovou pružinovou ocel, snižte rychlost přísunu a výšku pádu a otáčejte panely, aby bylo opotřebení rovnoměrné.

Únavové praskání. Cyklické vibrace způsobují lomy drátu u napínacích hran a v místech křížení – ty jsou viditelné jako vlasové trhliny dlouho předtím, než panel vykazuje známky opotřebení. Řešení: napínejte podle specifikací výrobce (síto nesmí být volné ani přepnuté), podložte okraje panelů pryžovými nebo polyuretanovými pásky namísto holé oceli, používejte pružinově kalený drát a vyhněte se hákům s ostrými hranami, které by mohly drát naříznout.

Koroze a korozní únava. Důlková koroze způsobená kyselou nebo slanou vodou koncentruje napětí a urychluje praskání. Řešení: přejděte z materiálu 304 na 316L a znovu zkontrolujte chemické složení vody, pokud dochází k častým selháním na mokrém konci.

Povolení po instalaci není selháním, ale přirozenou vlastností: nová tkanina se v prvních hodinách uvolní, proto ji po první směně znovu napněte a poté postupujte podle běžného cyklu údržby.

Varianty panelů a instalace

Většina náhradních tkaných sít se dodává jako obdélníkové panely s napínacími hranami (háky) — síto je přehnuté a upnuté kolem tyče nebo ploché lišty pro boční napínání na třídicí ploše. Profil háku by měl odpovídat napínacím lištám třídiče. Alternativně jsou panely dodávány předepnuté na pryžovém nebo polyuretanovém rámu, který se šroubuje na příčníky — výměna je snazší a rychlejší, avšak za vyšší počáteční náklady.

Pro velmi hrubé a náročné aplikace lze panely objednat s přehnutými nebo rolovanými okraji, někdy s tlustším krajovým drátem, který zabraňuje vytržení okrajových drátů. Při specifikaci panelu uveďte celkovou délku a šířku, velikost oka, typ a profil háku, průměr drátu, typ vazby a slitinu.

Bez ohledu na způsob napínání napínejte panel rovnoměrně po celé ploše, postupujte od středu směrem ven a po zaběhnutí jej znovu dopněte. Správně napnutý panel leží rovně, bez volných míst a bez zvlnění; nadměrné i nedostatečné napnutí způsobuje předčasné selhání.

Časté dotazy

Jaké síto je nejlepší pro třídění čistého uhlí o velikosti 13 mm? Specifikujte předem krimpované síto podle velikosti oka — přibližně 13 mm otvor s drátem 4–6 mm. Krimpovaný zámek udržuje hrubý panel stabilní při zatížení; nerezová ocel 304 i pružinová ocel 65Mn jsou vhodné, přičemž ocel 65Mn je preferována pro suché abrazivní aplikace.

Jak převést počet ok (mesh) na velikost oka v mm? Velikost oka (mm) = 25,4 ÷ mesh − průměr drátu (mm). Pro 30 mesh s drátem 0,45 mm: 25,4 ÷ 30 − 0,45 = 0,40 mm. Vždy uvádějte průměr drátu společně s číslem mesh — samotné označení „30 mesh“ je nedostatečně specifikované.

Mám pro třídicí síto na uhlí použít 304 nebo 316L? Začněte u chemického složení vody. Ocel 304 zvládá neutrální až mírně kyselou vodu a představuje cenově dostupný standard. Na 316L přejděte v případě, že je voda kyselá, bohatá na chloridy nebo má uhlí vysoký obsah síry – obsah molybdenu odolává bodové korozi, která zkracuje životnost panelů z oceli 304.

Proč se mé jemné síto zanáší a jak to vyřešit? Zanášení je způsobeno zaklíněním částic o velikosti blízké velikosti oka a hrudkováním mokrých jemných podílů. Zvětšete velikost oka o jeden stupeň, nainstalujte systém s čisticími kuličkami nebo vodní postřik, použijte samočisticí zvlněné síto nebo síto zahřívejte. Pokud je zanášení závažné, zvažte, zda by pro dané použití nebylo vhodnější štěrbinové síto s klínovým profilem (wedge wire).

Je holandská vazba vhodná pro třídění uhlí? Ne. Holandská vazba je filtrační konstrukce s klikatým, hustě sraženým útkem, která nabízí zachycování částic v řádu mikronů, ale nemá jasně definovanou velikost oka pro přesné třídění. Na vibračním uhelném sítě se okamžitě zanese. Pro třídění podle velikosti použijte hladkou nebo zvlněnou čtvercovou tkaninu; holandskou vazbu si ponechte pro filtraci kalů nebo prachu.

Zakázkové panely třídicích sít od KAIFIL

Každá úpravna uhlí třídí jiný vstupní materiál, takže standardní role málokdy dobře pasují. KAIFIL vyrábí na zakázku vibrační třídicí síta z nerezové a pružinové oceli řezaná přesně na rozměry vaší třídicí plochy, s velikostí oka, průměrem drátu, vazbou a slitinou podle vaší specifikace – včetně možností provedení hran s napínacími lištami (hook-strip), zahnutých nebo předepnutých hran. Zašlete nám rozměry síta a provozní parametry (požadovanou velikost třídění, výkon v tunách, chemické složení vody) nebo výkres a naši inženýři vám doporučí vhodnou konstrukci a dodají na míru nařezané panely v krátkých dodacích lhůtách. Kontaktujte KAIFIL pro zakázkovou výrobu drátěných sít nebo začněte u naší řady tkaných drátěných sít pro výběr standardní tkaniny.

Zdroje

• ISO 9044:2016, Průmyslové kovové tkaniny — Technické požadavky a zkoušení, Mezinárodní organizace pro normalizaci.
• ASTM E2016-06, Standardní specifikace pro průmyslové kovové tkaniny, ASTM International.
• ASTM E11-22, Standardní specifikace pro tkané zkušební síťoviny a zkušební síta, ASTM International.
• ISO 3310-1:2016, Zkušební síta — Technické požadavky a zkoušení — Část 1: Zkušební síta z kovové tkaniny, Mezinárodní organizace pro normalizaci.
• Leonard, J.W. (ed.), Coal Preparation, 5. vydání, Society for Mining, Metallurgy & Exploration (SME), 1991.