Sită vibratoare pentru prepararea cărbunelui: număr mesh, sârmă și aliaj

Sita pentru ciur vibrator este o pânză metalică țesută care servește ca mediu de separare înlocuibil pe ciururile vibratoare din stațiile de preparare a cărbunelui, unde sortează dimensional cărbunele brut, drenează suspensia de mediu dens, clasifică cărbunele curat și recuperează cărbunele fin din steril. Pânza este definită de trei numere: numărul mesh (ochiuri pe inch liniar, sau 25,4 mm), diametrul sârmei și aliajul sârmei trase. Panourile destinate procesării cărbunelui variază de obicei de la 3 la 100 mesh, acoperind deschideri pătrate de la aproximativ 5 mm până la 0,15 mm, cu diametre ale sârmei de la 6,3 mm pentru panourile grosiere pre-ondulate până la 0,10 mm pentru pânza fină de deshidratare. Deoarece deschiderea (mm) = 25,4 ÷ mesh − diametrul sârmei, numărul mesh singur nu stabilește dimensiunea de separare: o pânză de 20 mesh separă la 0,87 mm cu o sârmă de 0,40 mm, dar la doar 0,57 mm cu o sârmă de 0,70 mm. Suprafața deschisă, adică fracțiunea din suprafața panoului care este liberă, este de obicei de 30–60% pentru pânza țesută medie și fină utilizată la spălarea cărbunelui și mai mică pentru panourile grosiere grele.

Concluzii principale

• Numărul mesh reprezintă ochiurile pe 25,4 mm; se convertește în deschidere cu formula: deschidere = 25,4 ÷ mesh − diametrul sârmei.
• Suprafața deschisă (30–60% pentru majoritatea pânzelor pentru cărbune) reprezintă un compromis între capacitatea de procesare și durata de viață a sitei — panourile grosiere grele au o valoare de 15–35%.
• Țesătură simplă pentru cernere umedă fină și drenare medie; sită pre-ondulată pentru scalpare (cernere grosieră) și clasificare; țesătura olandeză este o țesătură de filtrare, nu o țesătură pentru sortarea cărbunelui.
• Adaptați aliajul la chimia apei: 304 pentru uz general, 316L pentru apă acidă/cu cloruri, oțel de arc cu conținut ridicat de carbon pentru cernere uscată dominată de abraziune.
• Majoritatea defecțiunilor panourilor sunt colmatarea, lărgirea abrazivă a ochiurilor sau fisurarea prin oboseală la marginile tensionate — fiecare are o soluție la nivel de specificație.

Cum utilizează stațiile de preparare a cărbunelui sita pentru ciururi vibratoare

O stație de preparare a cărbunelui (instalație de spălare) este o secvență de etape de sortare dimensională și concentrare gravitațională, iar sita țesută este suprafața principală de separare în mai multe puncte ale schemei de flux.

• Pre-cernerea și deșlamarea cărbunelui brut. Cărbunele brut de mină este cernut înainte de spălare pentru a îndepărta fracțiunea supradimensionată și pentru a elimina fracțiunea <0,5 mm care altfel ar contamina circuitele de mediu dens. Ciururile de pre-cernere grosieră funcționează la 13–50 mm; ciururile de deșlamare funcționează la 0,5 mm.
• Drenarea și clătirea în mediu dens (DM). După ciclonul DM, sitele de drenare și clătire separă mediul de magnetită de cărbune. Ochiurile sitei de aici sunt de aproximativ 0.5–2.0 mm și trebuie să dreneze rapid, reținând în același timp cărbunele.
• Clasificarea cărbunelui curat. Cărbunele spălat este divizat în fracții de dimensiuni comerciale — de regulă 6, 13 și 25 mm — pentru piețele termice și metalurgice.
• Recuperarea cărbunelui fin. Fracțiile fine de la ciclonele de clasificare și de la evacuarea inferioară a îngroșătorului sunt recuperate pe site umede fine la 0.15–0.5 mm.

Sarcina de lucru dictează sita: cernerea grosieră necesită sârmă groasă și deschideri mari; recuperarea fină necesită o sită fină cu suficientă suprafață liberă pentru deshidratare. Regulile de selecție de mai jos se aplică pentru aceste sarcini de lucru și pentru o gamă mai largă de aplicații de cernere a cărbunelui și agregatelor care utilizează aceleași panouri.

Număr de ochiuri (mesh count) vs. deschidere vs. dimensiune de separare a particulelor

Numărul de ochiuri (mesh count) este numărul de deschideri pe inch liniar. O sită de 30-mesh are 30 de deschideri pe o lungime de 25.4 mm; o sită de 8-mesh are 8. Deoarece fiecare deschidere își împarte sârmele cu cele vecine, deschiderea utilă este:

Deschidere (mm) = 25.4 ÷ mesh count − diametru sârmă (mm)

Exemple practice:

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

Numerotarea mesh este cea mai utilă între aproximativ 4 și 100 mesh (deschideri de la aproximativ 5 mm până la 0,15 mm). Peste această valoare — scalpare grosieră la 13–50 mm — panourile sunt specificate de regulă direct prin deschiderea în milimetri, deoarece numerele mesh echivalente scad sub 2–4, iar sârma este suficient de groasă încât convenția mesh devine înșelătoare.

Dimensiunea de tăiere — dimensiunea particulei care face separarea între supradimensionat și subdimensionat — urmărește deschiderea, dar nu este identică cu aceasta. O particulă trece printr-o deschidere pătrată atunci când două dintre dimensiunile sale sunt mai mici decât deschiderea liberă, astfel încât particulele angulare, aproape pătrate, trec la aproximativ 85–95% din deschiderea nominală, în timp ce particulele alungite trec doar atunci când dimensiunea lor mică se potrivește cu deschiderea. În scopuri de specificare și QC, deschiderea pătrată nominală este referința de dimensionare, iar țesătura metalică este declarată în raport cu această valoare (consultați ghidul nostru de conversie între numărul mesh și ratingul în microni ).

Când comparați ofertele pentru țesătură metalică „30-mesh”, confirmați întotdeauna diametrul sârmei: 30 mesh cu sârmă de 0,30 mm taie la 0,55 mm; 30 mesh cu sârmă de 0,45 mm taie la 0,40 mm. Această diferență de 0,15 mm decide dacă magnetita este pierdută în rebuturi sau dacă mediul este antrenat în produs.

Diametrul sârmei și suprafața deschisă: debit vs. durata de viață a sitei

Suprafața deschisă este procentul din suprafața sitei care reprezintă spațiu deschis:

Suprafață deschisă % = [deschidere ÷ (deschidere + sârmă)]² × 100

Diametrul sârmei influențează suprafața deschisă în două moduri. O sârmă mai groasă micșorează fiecare ochi (reducând limita de cernere), ocupând în același timp mai multă suprafață; o sârmă mai subțire mărește suprafața deschisă a sitei, dar se uzează mai rapid și suportă o încărcare mai mică. Sitele standard de granulație medie și fină utilizate pentru ciururile de cărbune se încadrează în intervalul de 30–60% suprafață deschisă; panourile grele pre-ondulate cu sârmă groasă funcționează la 15–35% deoarece suprafața sârmei domină țesătura.

• Sârmă subțire, suprafață deschisă mare (40–60%): capacitate maximă de trecere și drenaj — alegerea corectă pentru cernerea fină umedă și drenajul mediu unde tonajul și dezhidratarea contează. Compromis: durată de viață mai scurtă, deformare mai mare, necesită un suport bun.
• Sârmă groasă, suprafață deschisă mică (15–35%): durată de viață mai lungă la uzură și rigiditate mai mare pentru utilizare grosieră, abrazivă și uscată. Compromis: capacitate de trecere mai mică și o limită de cernere efectivă mai grosieră la un anumit mesh count.

Regulă practică: selectați cea mai groasă sârmă care oferă în continuare suprafața deschisă și capacitatea de trecere necesare. Dacă capacitatea de trecere este constrângerea principală, subțiați sârma și adăugați suport; dacă durata de viață a panoului este constrângerea principală, îngroșați sârma și acceptați o suprafață deschisă mai mică. La o dimensiune fixă a ochiului, puteți obține o suprafață deschisă mai mare doar prin utilizarea unei sârme mai subțiri care poate rezista în continuare la regimul de lucru.

Țesătură simplă, sită ondulată sau țesătură olandeză pentru industria cărbunelui

Trei structuri țesute acoperă cernerea cărbunelui, iar fiecare corespunde unui regim diferit de lucru.

• Țesătură simplă — fiecare sârmă de urzeală trece alternativ peste și pe sub fiecare sârmă de bătătură, producând o sită plană cu ochiuri pătrate uniforme. Este standardul pentru cernerea fină și medie: desmâlire la 0.5 mm, drenaj mediu la 0.5–2.0 mm și recuperarea cărbunelui fin. Țesătura simplă oferă cele mai curate ochiuri și cea mai mare suprafață deschisă în intervalul fin.
• Sită pre-ondulată (ondulată) — sârmele de urzeală și de bătătură sunt ondulate înainte de țesere, astfel încât se întrețes la fiecare intersecție și rezistă la mișcarea laterală, oferind un panou rigid și stabil pentru utilizare grosieră. Sita din sârmă ondulată este standardul pentru cernerea în minerit și agregate la dimensiuni grosiere: scalparea cărbunelui brut și clasarea la 6–50 mm. Ondularea prezintă, de asemenea, vârfuri de suprafață rotunjite care elimină particulele fine umede mai bine decât o sită plană; dubla ondulare adaugă un al doilea plan de ondulare pentru o rigiditate suplimentară.
• Țesătură olandeză — sârma de urzeală este grosieră, iar cea de bătătură este mai fină și strâns compactată, oferind o suprafață de filtrare densă și sinuoasă, fără deschideri pătrate clare. Este o țesătură de filtrare (evaluată de obicei la 5–300 µm), nu o țesătură de sortare. Pe un ciur vibrator pentru cărbune, aceasta se colmatează aproape imediat și nu oferă niciun beneficiu de sortare; rezervați-o pentru colectarea prafului sau filtrarea șlamului off-line.

Pentru o comparație mai detaliată a construcțiilor simple, diagonal și olandeze, consultați țesătură simplă vs diagonală vs olandeză, iar pentru panouri de ciuruire grosieră în regim greu citiți plasă de sârmă ondulată pentru ciuruire în regim greu.

Selectarea aliajului: 304, 316L sau oțel de arc cu conținut ridicat de carbon

Aliajul determină modul în care panoul cedează — prin abraziune, prin coroziune sau prin oboseală — iar costul variază în consecință.

• oțel inoxidabil 304 (18% Cr, 8% Ni) este opțiunea standard pentru circuitele de cărbune umed cu apă neutră până la ușor acidă. Rezistă bine la rugină și acizi organici, se trefilează în sârmă fină și este cea mai economică opțiune de oțel inoxidabil.
• oțel inoxidabil 316L adaugă aproximativ 2% molibden pentru rezistență la pitting și cloruri. Specificați-l acolo unde apa de proces este acidă, bogată în cloruri sau unde cărbunele are un conținut ridicat de sulf și generează drenaj acid de mină. Diferența de preț este mică în comparație cu costul defectărilor premature prin pitting într-un circuit DM.
• Oțel de arc cu conținut ridicat de carbon (65Mn / 60Si2Mn / C72D) este trefilat la o rezistență la tracțiune mult mai mare (aproximativ 1.500–1.900 MPa) decât oțelul inoxidabil recoapt, oferind o rezistență superioară la abraziune și oboseală pentru aplicații uscate, în regim greu de lucru, cum ar fi scalparea grosieră. Oțelul de arc galvanizat este utilizat în mod obișnuit acolo unde există doar o coroziune ușoară. Nu este recomandat pentru circuitele acide umede.
• Mangan — oțelul veritabil cu mangan Hadfield de 12–14% este turnat, nu trefilat în sârmă fină, astfel încât „plasa de mangan” este de obicei un termen de marketing pentru sârma de arc cu conținut ridicat de carbon. Dacă un furnizor oferă mangan, solicitați clasa sârmei.

Comparația noastră completă privind rezistența la coroziune a plasei de sârmă SS304 vs SS316 tratează metalurgia în mod mai detaliat.

Specificații tipice de sită pentru aplicații comune în industria cărbunelui

Tabelul de mai jos este un punct de pornire practic; verificați în funcție de distribuția granulometrică a alimentării, tonaj și chimia apei.

Un panou de desmăluire de 0,5 mm este de obicei o țesătură simplă de 24–30 mesh cu sârmă de 0,35–0,50 mm din 304 sau 316L; un panou de clasificare de 13 mm este o sită pre-ondulată specificată după deschidere — o deschidere de aproximativ 13 mm cu sârmă de 4–6 mm. Acolo unde aplicația de drenare și clătire necesită un profil cu fante, anti-colmatare, multe instalații folosesc în schimb panouri din sârmă profilată (wedge wire), care se comportă diferit față de sita țesută și necesită un proces propriu de selecție.

Moduri comune de defectare și cum să le remediați

Majoritatea defectărilor panourilor de sită pentru cărbune se datorează uneia dintre cele patru cauze, iar fiecare are o soluție la nivel de specificație.

Colmatarea și înfundarea. Particulele de dimensiuni apropiate se blochează în ochiuri, iar particulele fine umede formează o crustă pe suprafața sitei, reducând suprafața activă și gâtuind circuitul. Soluții: măriți dimensiunea ochiului cu o treaptă; treceți de la țesătura simplă plană la o sită ondulată sau cu autocurățare; adăugați un sistem cu bile (punte cu bile săritoare), pulverizatoare de apă sau un sistem de încălzire a sitei; măriți amplitudinea vibrației la o frecvență ușor mai mică.

Uzura abrazivă și mărirea ochiurilor. Sârma se erodează cu precădere la intersecțiile ondulațiilor, ochiurile se măresc, iar particulele supradimensionate contaminează produsul. Aceasta este principala cauză de defectare în sortarea uscată grosieră a cărbunelui și rocii abrazive. Soluții: măriți diametrul sârmei, utilizați o dublă ondulare întrepătrunsă, treceți la oțel de arc cu conținut ridicat de carbon, reduceți viteza de alimentare și înălțimea de cădere și rotiți panourile pentru ca uzura să rămână uniformă.

Fisurarea prin oboseală. Vibrația ciclică fracturează sârma la marginile tensionate și la intersecțiile ondulațiilor — vizibile ca fisuri fine cu mult înainte ca panoul să pară uzat. Soluții: tensionați conform specificațiilor producătorului (nici slăbit, nici întins la maximum), sprijiniți marginile panoului pe benzi de cauciuc sau poliuretan, nu direct pe oțelul simplu, utilizați sârmă călită pentru arcuri și evitați cârligele cu margini ascuțite care pot cresta sârma.

Coroziunea și oboseala sub coroziune. Coroziunea punctiformă (pitting) cauzată de apa acidă sau salină concentrează tensiunile și accelerează fisurarea. Soluții: treceți de la 304 la 316L și reverificați compoziția chimică a apei atunci când defecțiunile se acumulează în zona umedă.

Slăbirea tensiunii după instalare nu este o defecțiune, ci un comportament normal: sita nouă se detensionează în primele ore, așa că retensionați după primul schimb și apoi conform ciclului normal de întreținere.

Opțiuni de panouri și instalare

Cea mai mare parte a plaselor țesute de schimb este furnizată sub formă de panouri dreptunghiulare cu margini cu profil de prindere (cârlig) — sita este îndoită și fixată în jurul unei tije sau al unei benzi plate pentru tensionarea laterală pe platformă. Profilul cârligului trebuie să se potrivească cu șinele de tensionare ale platformei. Alternativ, panourile sunt furnizate pretensionate pe un cadru din cauciuc sau poliuretan care se fixează cu șuruburi pe traverse — mai ușor și mai rapid de înlocuit, la un cost inițial mai mare.

Pentru aplicații foarte grosiere în regim greu de lucru, panourile pot fi comandate cu margini îndoite sau rulate, uneori cu o sârmă de lizieră mai groasă pentru a preveni smulgerea sârmelor de pe margine. Când specificați un panou, indicați lungimea și lățimea totală, deschiderea ochiului, tipul și profilul cârligului, diametrul sârmei, tipul de țesătură și aliajul.

Indiferent de metoda de tensionare, tensionați uniform pe toată suprafața panoului, lucrați de la centru spre exterior și retensionați după perioada de rodaj. Un panou tensionat corect stă plat, fără zone de tip „tobă” și fără ondulații; atât supratensionarea, cât și subtensionarea cauzează defectarea prematură.

Întrebări frecvente

Ce sită este cea mai potrivită pentru clasificarea cărbunelui curat de 13 mm? Specificați o sită pre-ondulată în funcție de deschiderea ochiului — aproximativ 13 mm deschidere cu sârmă de 4–6 mm. Îmbinarea ondulată menține panoul grosier stabil sub sarcină; atât oțelul inoxidabil 304, cât și oțelul de arcuri 65Mn sunt potrivite, 65Mn fiind preferat pentru aplicații abrazive uscate.

Cum convertesc numărul mesh în deschiderea ochiului în mm? Deschiderea ochiului (mm) = 25,4 ÷ mesh − diametrul sârmei (mm). Pentru mesh 30 cu sârmă de 0,45 mm: 25,4 ÷ 30 − 0,45 = 0,40 mm. Menționați întotdeauna diametrul sârmei împreună cu numărul mesh — doar „mesh 30” este o specificație incompletă.

Ar trebui să folosesc 304 sau 316L pentru plasa de sită pentru cărbune? Porniți de la chimia apei. Aliajul 304 rezistă la apă neutră până la ușor acidă și reprezintă opțiunea standard din punct de vedere al costurilor. Treceți la 316L atunci când apa este acidă, bogată în cloruri sau cărbunele are un conținut ridicat de sulf — conținutul de molibden rezistă la coroziunea alveolară care scurtează durata de viață a panourilor din 304.

De ce se colmatează sita mea fină și cum se poate remedia acest lucru? Colmatarea este cauzată de blocarea particulelor de dimensiuni apropiate de cele ale ochiurilor, combinată cu aglomerarea fracțiilor fine umede. Măriți dimensiunea ochiului cu o treaptă, montați un sistem cu bile de curățare sau duze de pulverizare a apei, utilizați o sită ondulată cu autocurățare sau încălziți sita. Dacă colmatarea este severă, analizați dacă un profil de sită cu sârmă profilată în V cu fante este mai potrivit pentru această aplicație.

Este țesătura olandeză potrivită pentru ciuruirea cărbunelui? Nu. Țesătura olandeză este o structură de filtrare cu o bătătură sinuoasă și strâns compactată, care oferă o retenție în domeniul micronilor, dar nu are ochiuri libere pentru sortare dimensională. Pe o sită vibratoare pentru cărbune, aceasta se colmatează imediat. Utilizați plasă cu ochiuri pătrate simplă sau ondulată pentru sortare; păstrați țesătura olandeză pentru filtrarea suspensiilor sau a prafului.

Panouri de sită din plasă metalică personalizate de la KAIFIL

Fiecare stație de preparare a cărbunelui ciuruiește un material de alimentare diferit, astfel încât rolele standard se potrivesc rareori. KAIFIL produce panouri de sită vibratoare personalizate din oțel inoxidabil și oțel de arcuri, tăiate la dimensiunile punții dumneavoastră, având dimensiunea ochiului, diametrul sârmei, tipul de țesătură și aliajul specificate de dumneavoastră — inclusiv opțiuni de margini cu cârlig, pliate și pretensionate. Trimiteți dimensiunea sitei și parametrii de lucru (dimensiunea de tăiere, tonajul, chimia apei) sau un desen, iar inginerii noștri vă vor recomanda structura potrivită și vă vor livra panouri tăiate la comandă în termene scurte de execuție. Contactați KAIFIL pentru fabricarea personalizată a plasei de sârmă sau începeți de la gama noastră de plase din sârmă țesută pentru a găsi o sită standard potrivită.

Surse

• ISO 9044:2016, Țesătură metalică industrială — Cerințe tehnice și încercări, Organizația Internațională de Standardizare.
• ASTM E2016-06, Specificație standard pentru țesătură metalică industrială, ASTM International.
• ASTM E11-22, Specificație standard pentru țesătură metalică pentru site de analiză și site de analiză, ASTM International.
• ISO 3310-1:2016, Site de analiză — Cerințe tehnice și încercări — Partea 1: Site de analiză din țesătură metalică, Organizația Internațională de Standardizare.
• Leonard, J.W. (ed.), Prepararea cărbunelui, ediția a 5-a, Societatea pentru Minerit, Metalurgie și Explorare (SME), 1991.