螺旋洗砂机的应用与改造

张铭洋，张国丰，李晓光，郭志刚

(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

1 应用背景

废砂分离是我车间化灰工序的一个重要环节，它通过3台灰乳转筛将石灰乳与砂粒、焦核等(以下统称为废砂)生产不可再利用部分进行筛分，筛分后的石灰乳送入下一工序用于蒸氨及粗盐水的精制，废砂则进输送带进入废砂仓内，最终作为生产废弃物随运输车辆运往厂外进行下一步处理。

由于目前生产负荷比较大，每小时筛分灰乳总量大约为500 m3/h，按照目前3台灰乳转筛分离能力，不能满足生产工艺使用要求，废砂和石灰乳不能完全分离，以致出现废砂中夹带石灰乳的现象，导致石灰乳随废砂一起进入废砂仓内，随运输车辆运出厂外，造成原材料的浪费。同时由于运输车辆密封性差，石灰乳则会洒落至运输车辆途径的地面上，造成环境污染问题，在清理清扫过程中又会增加人工投入以及增加岗位职工的劳动强度。

车间内的3台灰乳转筛由于受使用环境和空间等因素制约，通过对灰乳转筛的改造以达到提高筛分能力最终解决废砂中夹带灰乳的问题，存在较大的难点。为了节约原材料，降低职工劳动强度、降低环保风险，我们决定采用增加一台洗砂机，通过洗砂机对废砂进行清洗的方式，达到使废砂与石灰乳完全分离的目的来解决上述问题。

2 螺旋洗砂机在化灰工序的应用

洗砂机是一种针对人工砂和天然砂的洗选设备，广泛用于砂石厂、矿山、建材、化工、水利水电、混凝土搅拌站等行业中对较小物料的洗选、分级和脱水。他能除去砂石表面的附着物，同时能破坏包裹砂粒的水汽层，以利于脱水，起到洗砂清洗的作用。按其结构特点和工作方式不同分为螺旋洗砂机和轮斗洗砂机，本文主要介绍了螺旋洗砂机在我车间的应用及优化改进情况。

2.1 螺旋洗砂机的结构及特点

螺旋洗砂机主要部件有电机和减速机组成的传动装置、连接装置、螺旋叶片构成的执行装置、衬板和壳体组成的输送槽装置、洗涤池，具体详见图1。

图1 洗砂机的结构原理

螺旋洗砂机具有结构简单、运行平稳；易损件较少维修便利，使用周期长；洗砂干净、产量高和使用范围广等特点。

2.2 洗砂机的应用原理

当洗砂机通电启动工作时，电机通过减速机、连接装置带动螺旋叶片缓慢转动。洗涤水从洗砂机上部进液管进入洗涤池内，废砂通过3台灰乳转筛出口溜管进入到洗砂机洗涤池内，螺旋带在转动过程中，不断搅拌废砂和洗涤水，并使废砂得到均匀充分的水洗，以达到将废砂表面附着的石灰乳和废砂间夹带的石灰乳进行充分分离的目的，水洗充分后的废砂通过螺旋带的螺旋推进作用经输送槽最终运送到废砂仓内，在此运送过程中废砂顺利脱水。水洗后的洗涤水和石灰乳则通过布置在洗涤池上的排液管排放到厂房外部集液池回收再利用。

2.3 洗砂机的应用效果

通过以上过程，就将废砂与其夹带的石灰乳进行充分的分离，石灰乳得到有效的回收，同时也解决的因灰乳外溢所带的环境污染及因清理工作所增加的人工及材料问题。

3 存在问题及改造措施

在洗砂机投用后，废砂中夹带的石灰乳得到了有效的分离，但是在使用过程中发现也存在着一些实实在在的问题，主要表现为洗砂机衬板材质不适合现场生产使用和螺旋带部件结构不完善所导致的问题。

3.1 衬板改型

最初设计投用时我们选用的洗砂机衬板高硬度尼龙衬板，由于洗砂机螺旋带与衬板直接接触的结构形式及物料粒度大的原因，对衬板的磨损大，衬板的使用周期非常短，造成频繁检修更换衬板的现象，对设备使用及生产均造成不利的影响。针对这一现象，我们对衬板材质进行更换，经过一系列的试验观察，经过由尼龙衬板到普通钢板再到NM360型耐磨钢板的改造过程，最终洗砂机衬板使用周期短的问题得到有效解决。

3.2 螺旋带部件结构优化

由于洗砂机螺旋带是空芯结构，且采取的是一端固定一端自由的连接方式，导致螺旋带由于自身重力作用与衬板直接接触，在运行过程中螺旋带与衬板产生直接摩擦，在衬板改为耐磨衬板之后，加剧了螺旋带端面的磨损且现场噪音大的现象。针对这一现象，我们对螺旋带部件及连接方式进行结构优化。我们采取的优化措施是增加空心轴装置和尾部增加轴承座，目的是为了通过将螺旋带进行支撑，使其与衬板完全分离，解决相互摩擦磨损，提高使用可靠性并消除现场噪音。

具体改造优化措施：

1)将洗砂机螺旋带的结构改为类似于输送粉状物料的绞龙螺旋带结构，即在螺旋带中心线位置增加空心轴，螺旋带与空心轴直接焊接，为了满足冲洗水回流的效果，在保证连接强度的前提之下对螺旋带进行均匀开孔。

2)洗砂机尾部增加轴承座装置，用于螺旋带的支撑和传动使用。

3)空心轴两端各有一个轴头，出料端轴头与连接装置整体制作并与减速机直接连接。进料端轴头直接安装到轴承中，这样就能通过空心轴的作用将螺旋带整体抬起，使螺旋带与衬板完全分离，且螺旋带不会由于自身重力引起变形。

4)在螺栓带空心轴与洗砂机尾部连接位置增加轴封部件，防止物料冲洗水和废砂外排。

图2 螺旋带部件结构优化

通过上述第3.1节和第3.2节中的优化该措施的实施，全面解决了洗砂机在我车间由于设备结构不完善及备件材质不适用等问题所引起的现场使用问题，并取得了非常好的效果。