Вибрирајуће сито од жичане мреже за припрему угља: густина, жица и легура

Мрежа за вибрациона сита је плетено жичано платно које служи као заменљиви медијум за сепарацију на вибрационим ситима у постројењима за припрему угља, где врши класирање сировог угља, одводњавање суспензије тешког медијума, класификацију чистог угља и рекуперацију ситног угља из јаловине. Платно је дефинисано трима вредностима: mesh count (број отвора по линеарном инчу, или 25,4 mm), пречник жице и легура вучене жице. Панели за угаљ обично се крећу у распону од 3 до 100 mesh, покривајући квадратне отворе од око 5 mm па до 0,15 mm, са пречницима жице од 6,3 mm на грубим претходно таласастим панелима до 0,10 mm на фином платну за одводњавање. Будући да је отвор (aperture) (mm) = 25,4 ÷ mesh − пречник жице, сам mesh број не одређује величину сепарације: 20-mesh платно врши сепарацију на 0,87 mm са жицом од 0,40 mm, али на само 0,57 mm са жицом од 0,70 mm. Слободна површина (open area), односно удео површине панела који је отворен, обично износи 30–60% за средње и фино плетено платно које се користи за прање угља, а мање за тешке грубе панеле.

Кључни закључци

• Mesh count представља број отвора по 25,4 mm; претвара се у отвор (aperture) помоћу формуле: aperture = 25,4 ÷ mesh − пречник жице.
• Слободна површина (open area) (30–60% за већину платна за угаљ) представља компромис између капацитета и века трајања сита — код тешких грубих панела она износи 15–35%.
• Обично ткање (plain weave) за фино мокро просејавање и средње одводњавање; претходно таласаста мрежа (pre-crimped mesh) за грубо претпросејавање и класификацију; холандско ткање (dutch weave) је филтрационо ткање, а не ткање за класирање угља.
• Ускладите легуру са хемијским саставом воде: 304 за општу намену, 316L за киселу/хлоридну воду, високоугљенични опружни челик за суво просејавање где доминира абразија.
• Већина кварова на панелима су зачепљење (blinding), абразивно ширење отвора или заморно пуцање на затегнутим ивицама — сваки од њих има решење на нивоу спецификације.

Како постројења за припрему угља користе мрежу за вибрациона сита

Постројење за припрему угља (постројење за прање) је низ корака класирања и гравитационе концентрације, а плетена мрежа је главна радна површина за сепарацију на неколико тачака у технолошкој шеми.

• Претходно просејавање и дешлимовање сировог угља. Ровни угаљ се просејава пре прања како би се уклониле прекомерне димензије и издвојила фракција <0,5 mm која би иначе контаминирала кругове са тешким медијумом. Груба претходна сита раде на 13–50 mm; сита за дешлимовање раде на 0,5 mm.
• Одводњавање и испирање тешког медијума (DM). Након DM циклона, сита за дренажу и испирање одвајају магнетитни медијум од угља. Мрежа овде има отворе од око 0,5–2,0 mm и мора брзо да одводи течност уз задржавање угља.
• Класификација чистог угља. Опрани угаљ се дели на комерцијалне фракције величине — обично 6, 13 и 25 mm — за термоенергетско и металуршко тржиште.
• Рекуперација ситног угља. Ситне фракције из циклона за класификацију и доњег тока згушњивача издвајају се на финим мокрим ситима са отворима од 0,15–0,5 mm.

Радни задатак диктира избор мреже: грубо просејавање захтева дебелу жицу и велике отворе; рекуперација ситних фракција захтева фину мрежу са довољно слободне површине за одводњавање. Правила за избор у наставку примењују се на ове намене, као и на шире примене за просејавање угља и агрегата које користе исте панеле.

Број отвора мреже (mesh count) наспрам величине отвора и граничне величине честица

Број отвора мреже (mesh count) је број отвора по дужном инчу. Мрежа од 30 mesh-а има 30 отвора на дужини од 25,4 mm; мрежа од 8 mesh-а има 8. Пошто сваки отвор дели своје жице са суседним отворима, чист отвор износи:

Отвор (mm) = 25,4 ÷ mesh count − пречник жице (mm)

Решени примери:

• 8 mesh, жица 1.60 mm → 3.18 − 1.60 = 1.58 mm отвор
• 20 mesh, жица 0.70 mm → 1.27 − 0.70 = 0.57 mm отвор
• 30 mesh, жица 0.45 mm → 0.85 − 0.45 = 0.40 mm отвор
• 100 mesh, жица 0.12 mm → 0.25 − 0.12 = 0.13 mm отвор

Означавање mesh бројевима је најкорисније између приближно 4 и 100 mesh (отвори од око 5 mm па до 0.15 mm). Изнад тога — грубо просејавање на 13–50 mm — панели се обично специфицирају директно према отвору у милиметрима, јер еквивалентни mesh бројеви падају испод 2–4, а жица је довољно дебела да конвенција о mesh бројевима постаје заваравајућа.

Гранична величина честица (cut size) — величина честица која раздваја крупну фракцију (надсито) од ситне фракције (подсито) — прати величину отвора, али није идентична са њом. Честица пролази кроз квадратни отвор када су две њене димензије мање од светлосног отвора, тако да угаоне честице приближно квадратног облика пролазе на око 85–95% номиналног отвора, док издужене честице пролазе само када њихова мања димензија одговара отвору. За потребе спецификације и контроле квалитета (QC), номинални квадратни отвор је референца за димензионисање, а платно се декларише према тој вредности (погледајте наш водич за конверзију mesh броја у микроне ).

Када поредите понуде за „30-mesh“ платно, увек потврдите пречник жице: 30 mesh са жицом од 0.30 mm врши пресек на 0.55 mm; 30 mesh са жицом од 0.45 mm врши пресек на 0.40 mm. Та разлика од 0.15 mm одлучује о томе да ли се магнетит губи у шкарт или се медијум преноси у производ.

Пречник жице и слободна површина: проток наспрам века трајања сита

Слободна површина је проценат површине сита који чини отворени простор:

Слободна површина % = [отвор ÷ (отвор + жица)]² × 100

Пречник жице утиче на слободну површину на два начина. Дебља жица смањује сваки отвор (смањујући границу просејавања) док заузима више површине; тања жица отвара мрежу, али се брже троши и подноси мање оптерећење. Стандардна мрежа средње и фине класе која се користи на ситима за угаљ спада у опсег од 30–60% слободне површине; тешки претходно таласасти панели са дебелом жицом имају 15–35% јер површина жице доминира у ткању.

• Тања жица, висока слободна површина (40–60%): максималан проток и дренажа — прави избор за мокро фино просејавање и средње одводњавање где су капацитет и одводњавање важни. Компромис: краћи век трајања, веће угибање, захтева добру подршку.
• Дебела жица, ниска слободна површина (15–35%): дужи век трајања и већа крутост за грубе, абразивне и суве услове рада. Компромис: мањи проток и грубља ефективна граница просејавања при датом mesh count-у.

Практично правило: изаберите најдебљу жицу која и даље обезбеђује захтевану слободну површину и проток. Ако је проток главно ограничење, смањите пречник жице и додајте подршку; ако је век трајања панела главно ограничење, повећајте дебљину жице и прихватите мању слободну површину. При фиксном отвору, слободну површину можете повећати само коришћењем тање жице која и даље може да издржи услове рада.

Обично ткање, таласаста мрежа или холандско ткање за услове рада са угљем

Три ткане конструкције покривају просејавање угља, и свака одговара различитим условима рада.

• Обично ткање — свака жица основе пролази наизменично изнад и испод сваке жице потке, стварајући равну мрежу са уједначеним квадратним отворима. То је стандард за фино и средње просејавање: одмуљавање на 0.5 mm, средње одводњавање на 0.5–2.0 mm и издвајање финог угља. Обично ткање нуди најчистије отворе и највећу слободну површину у фином опсегу.
• Претходно таласаста (таласаста) мрежа — жице основе и потке се таласају пре ткања тако да се међусобно спајају на сваком пресеку и отпорне су на бочно померање, дајући крут, стабилан панел за грубе услове рада. Таласаста жичана мрежа је стандард за рударство и просејавање агрегата код грубих величина: грубо просејавање сировог угља и класификацију на 6–50 mm. Таласање такође ствара заобљене врхове површине који лакше ослобађају мокре фине честице него равна мрежа; двоструко таласање додаје другу раван таласања за додатну крутост.
• Холандско ткање — жица основе је груба, а потка је тања и густо збијена, што даје густу, вијугаву филтерску површину без правилних квадратних отвора. То је филтрационо ткање (типично декларисано на 5–300 µm), а не ткање за класирање. На вибрационом ситу за угаљ оно се зачепљује готово тренутно и не пружа никакву корист за класирање; резервишите га за сакупљање прашине или офлајн филтрацију муља.

За детаљније поређење обичне, кепер и холандске конструкције, погледајте обично против кепер против холандског ткања, а за панеле за тешке услове рада и грубо просејавање прочитајте таласана жичана мрежа за тешке услове просејавања.

Избор легуре: 304, 316L или високоугљенични опружни челик

Легура одлучује о томе како панел отказује — услед абразије, корозије или замора — а цена то прати.

• 304 нерђајући челик (18% Cr, 8% Ni) је стандардни избор за кругове влажног угља са неутралном до благо киселом водом. Добро је отпоран на рђу и органске киселине, извлачи се у фину жицу и представља најекономичнију опцију од нерђајућег челика.
• 316L нерђајући челик додаје око 2% молибдена за отпорност на питинг и хлориде. Специфицирајте га тамо где је процесна вода кисела, са високим садржајем хлорида, или где угаљ има висок садржај сумпора и генерише киселу рудничку воду. Разлика у цени је мала у поређењу са трошковима превремених отказа услед питинга у DM кругу.
• Високоугљенични опружни челик (65Mn / 60Si2Mn / C72D) се извлачи до много веће затезне чврстоће (приближно 1.500–1.900 MPa) него жарени нерђајући челик, пружајући супериорну отпорност на абразију и замор за суве, тешке услове рада као што је грубо просејавање. Поцинковани опружни челик је уобичајен тамо где постоји само блага корозија. Није намењен за влажне киселе кругове.
• Манган — прави 12–14% Хедфилдов мангански челик се лије, а не извлачи у фину жицу, тако да је „манганска мрежа“ обично маркетиншки термин за високоугљеничну опружну жицу. Ако добављач понуди манган, тражите класу жице.

Наше комплетно поређење отпорности на корозију жичане мреже SS304 наспрам SS316 детаљније покрива металургију.

Типичне спецификације мреже за уобичајене намене у преради угља

Табела испод је практична почетна тачка; извршите проверу у односу на гранулометријски састав ваше улазне сировине, тонажу и хемијски састав воде.

Панел за одвајање муља од 0,5 mm је обично обичног ткања од 24–30 mesh са жицом од 0,35–0,50 mm од материјала 304 или 316L; класификациони панел од 13 mm је таласасто плетено платно специфицирано према отвору — приближно отвор од 13 mm са жицом од 4–6 mm. Тамо где намена дренаже и испирања захтева профил са прорезима који се не зачепљује, многа постројења користе панеле од клинасте жице, који се понашају другачије од тканог платна и захтевају сопствени процес селекције.

Уобичајени начини отказа и како их отклонити

Већина отказа панела сита за угаљ своди се на једну од четири ствари, а свака од њих има решење на нивоу спецификације.

Заслепљивање и зачепљивање. Честице приближне величине заглављују се у отворима, а влажне ситне честице стварају слој преко платна, смањујући слободну површину и ограничавајући проток кроз систем. Решења: повећајте отвор за један степен; пређите са равног глатког ткања на таласасто или самочистеће платно; додајте дек са куглицама (одскачућим куглицама), прскалице за воду или грејање сита; повећајте амплитуду вибрација на нешто нижој фреквенцији.

Абразивно хабање и ширење отвора. Жица се првенствено троши на пресецима таласа, отвори се повећавају, а прекрупне честице контаминирају производ. Ово је доминантни узрок квара код сувог грубог просејавања абразивног угља и стена. Решења: повећајте пречник жице, користите двоструко таласасто ткање са закључавањем, пређите на високоугљенични челик за опруге, смањите брзину дозирања и висину пада и ротирајте панеле како би хабање остало уједначено.

Пуцање услед замора материјала. Цикличне вибрације ломе жицу на затегнутим ивицама и на пресецима таласа — што је видљиво као влакнасте пукотине знатно пре него што панел изгледа истрошено. Решења: затегните према спецификацији произвођача (ни превише лабаво ни затегнуто као бубањ), ослоните ивице панела на гумене или полиуретанске траке уместо на голи челик, користите каљену опружну жицу и избегавајте куке са оштрим ивицама које могу зарезати жицу.

Корозија и замор услед корозије. Питинг услед киселе или слане воде концентрише напон и убрзава пуцање. Решења: пређите са 304 на 316L и поново проверите хемијски састав воде када се кварови групишу на влажном крају.

Олабављивање након уградње није квар већ уобичајено понашање: ново платно се опушта током првих сати, па га поново затегните након прве смене, а затим у оквиру редовног циклуса одржавања.

Опције панела и уградња

Већина заменских плетених мрежа испоручује се у виду правоугаоних панела са ивицама са кукастим тракама (кукама) — платно је пресавијено и стегнуто око шипке или равне траке за бочно затезање на палуби. Профил куке треба да одговара затезним шинама палубе. Алтернативно, панели се испоручују унапред затегнути на гуменом или полиуретанском раму који се вијцима причвршћује за попречне носаче — лакше и брже за замену, уз веће почетне трошкове.

За веома грубе услове рада у тешкој индустрији, панели се могу наручити са пресавијеним или ваљаним ивицама, понекад са дебљом граничном жицом како би се спречило извлачење ивичних жица. Када специфицирате панел, наведите укупну дужину и ширину, величину отвора, тип и профил куке, пречник жице, начин ткања и легуру.

Без обзира на метод затезања, затежите равномерно дуж целог панела, радите од центра ка споља и поново затегните након почетног уходавања. Правилно затегнут панел лежи равно без незатегнутих делова и набора; и прекомерно и недовољно затезање узрокују превремени отказ.

Често постављана питања

Која мрежа је најбоља за класификацију чистог угља од 13 mm? Наведите унапред таласасто платно према величини отвора — приближно 13 mm отвор са жицом од 4–6 mm. Таласасти преплет одржава груби панел стабилним под оптерећењем; нерђајући челик 304 или опружни челик 65Mn су погодни, при чему се 65Mn преферира за суве абразивне услове рада.

Како да претворим број ока мреже (mesh) у величину отвора у mm? Величина отвора (mm) = 25.4 ÷ mesh − пречник жице (mm). За 30 mesh са жицом од 0.45 mm: 25.4 ÷ 30 − 0.45 = 0.40 mm. Увек наведите пречник жице уз број ока мреже — само „30 mesh“ није довољно дефинисано.

Да ли треба да користим 304 или 316L за мрежу сита за угаљ? Почните од хемијског састава воде. 304 је погодан за неутралну до благо киселу воду и представља стандардну економичну опцију. Пређите на 316L када је вода кисела, богата хлоридима или када угаљ има висок садржај сумпора — садржај молибдена спречава питинг корозију која скраћује век трајања панела од челика 304.

Зашто се моје фино сито зачепљује и како се то решава? Зачепљење настаје услед заглављивања честица сличне величине и накупљања влажних ситних честица. Повећајте отвор за један степен, уградите систем са одскачућим куглицама или прскалице за воду, користите самочистеће таласасто сито или загрејте сито. Ако је зачепљење озбиљно, размислите да ли је профил од клинасте жице са прорезима боље решење за ту намену.

Да ли је холандско ткање погодно за просејавање угља? Не. Холандско ткање је филтрациона конструкција са сложеном, густо збијеном потком која нуди задржавање у опсегу микрона, али нема чист отвор за класирање. На вибрационом ситу за угаљ оно се одмах зачепљује. Користите обичну или таласасту квадратну мрежу за класирање, а холандско ткање сачувајте за филтрацију муља или прашине.

Панели мреже за сита по мери од KAIFIL

Свако постројење за угаљ просејава другачију сировину, тако да стандардне ролне ретко одговарају. KAIFIL производи вибрационе панеле мреже за сита од нерђајућег и опружног челика по мери, исечене према димензијама ваше палубе сита, са отвором, пречником жице, ткањем и легуром коју одредите — укључујући опције са кукастим тракама, пресавијеним и преднапрегнутим ивицама. Пошаљите нам димензије сита и услове рада (граница класирања, тонажа, хемијски састав воде) или цртеж, а наши инжењери ће препоручити конструкцију и испоручити прилагођено исечене панеле у кратким роковима. Контактирајте KAIFIL за израду жичане мреже по мери или крените од нашег асортимана плетених жичаних мрежа како бисте пронашли стандардно плетиво.

Извори

• ISO 9044:2016, Индустријско ткано жичано платно — Технички захтеви и испитивања, Међународна организација за стандардизацију.
• ASTM E2016-06, Стандардна спецификација за индустријско ткано жичано платно, ASTM International.
• ASTM E11-22, Стандардна спецификација за ткано жичано платно за испитна сита и испитна сита, ASTM International.
• ISO 3310-1:2016, Испитна сита — Технички захтеви и испитивање — Део 1: Испитна сита од металног жичаног платна, Међународна организација за стандардизацију.
• Leonard, J.W. (ур.), Припрема угља, 5. изд., Друштво за рударство, металургију и истраживање (SME), 1991.