一段磨礦和分級是一個相互關聯的作業，也是選礦一個重要的工序。分級在磨礦中有著舉足輕重的作用，分級效果的好壞對磨礦機的工作效率有著直接的影響，同時對下步選別作業經濟技術指標也有著重要的影響。目前，濕法選礦廠最常用的分級設備是水力旋流器和螺旋分級機。一段磨礦用直線振動篩作為分級設備，在選煤行業應用較廣泛，而在黑色或有色金屬選廠使用較少。
首鋼礦業公司大石河鐵礦選礦廠一段磨礦分級共12個系列。多年運行實踐證明，一段磨礦分級使用螺旋分級機，工作穩定、可靠，操作方便，但也存在分級效率低、檢修工作量大等缺點。為探索分級效率高，運行穩定可靠的生產工藝，大石河鐵礦于1985年3月開始在大石河選廠主廠8～11系列球磨機分級饑組中，采用直線振動篩作為檢查分級設備。目前，12個系列中，8個系列為MQG2 700 m×3 600 mm格子型球磨機與2FLG-2000mm型高堰式雙螺旋分級機構成閉路循環。4個系列為MQC2700 mm x3 600 mm格子型球磨機與ZKB.1856A型直線振動篩構成閉路循環。
1直線篩工作原理及特點
直線振動篩主要由篩箱、振動器、驅動裝置等組成。兩臺電動機分別帶動圭軸和副軸旋轉，主軸和副軸上設有相同偏心距的重塊，激振器工作時，兩個軸上的偏心塊相位角一致，產生的離心慣性力使物料沿篩面運動。物料在篩面的運動，不是依靠篩面的傾角，雨是取決于篩子的振動方向角。
直線振動篩結構緊湊，強度高，激振力大，振動強烈，篩分效率高，生產率大，耐疲勞，壽命長，維修方便，可靠性好且振動平穩。但兩根軸的旋轉速度高，故制造和潤滑要求高。直線振動篩的返砂量少，返砂量含水少，磨礦機排礦濃度大，磨機脹肚時處理較快，在篩子使用初期時，篩下產品粒度均勻，好球螺旋分級機，它的篩下產品粒度細而又穩定，其粒度特性只受篩孔尺寸約束，不隨操作條件而變化，ZKB-1856A型直線振動篩主要技術性能見表1 ZKB-1856A型直線振動篩主要技術性能
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設備名稱 |
型號規格/mm |
篩面傾角/（°） |
篩孔尺寸/mm |
振動次數/（r/min） |
振幅/mm |
給礦濃度/% |
電機功率/KW |
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直線振動篩 |
ZKB-1856A |
5 |
1.5～2.5 |
970 |
1～2 |
68 |
2×11 |
2直線振動篩分級試驗考察
2.1臺時對比
分級對臺時影響的對比考察必須選擇工作條件類似的系列，大石河鐵礦3、4、5、8、9、10、11系列生產的鐵精礦主要供給燒結廠使用，產品粒度在70%左右，除分級設備不同以外，原礦性質、磨機型號以以及選別工藝和設備配置等其他工作條件一樣，因此選擇3、4、5系列與新廠8、9、10、11系列進行對比分析。但由于3、4、5系列在2008年以后生產的鐵精礦也主要供球團廠使甩，因此分析時采用了2007年的臺時數據，表2是2007年3、4、5、8、9、10、11系列臺時統計數據。
從2007年大石河鐵礦生產日報臺時數據統計情況來看，在工作條件相同的情況下，采用直線篩作為分級設備較采用螺旋分級機作為分級設備能夠有效地提高臺時。采用螺旋分級機作為分級設備的3.4、5系列平均臺時為75. 76 t/h，采用直線篩作為分級設備的8、9、10、11系列平均臺時為79. 55 t/h，較3、4、5系列臺時提高3. 79 t/h，臺時提高幅度為5.00%。
2.2綜合考察
為充分了解分級機和直線篩對磨礦分級的影響，做了對比考察，考察結果見表3。
從考察結果看，在臺時、磨礦濃度等工作條件基本相同的情況下，8、9、10、11系列的磨礦效率、分級效率、產品粒度、返砂粒度等數據均優于3、4、5系列。8、9、10、11系列平均磨礦效率為1. 35t/(m
3·h)，分級效率為51. 25%，產品- 200目含量為37.4%．返砂中- 200目含量只有0.57%；3、4、5系列平均磨礦效率為0. 98 t／(m
3·h)，分級效率為22.53%，產品- 200目含量為28. 1990，返砂中- 200目含量為11.11%。采用直線篩與螺旋分級機相比，磨礦效率提高0.37 t/(m
3·h)。提高幅度為37. 76%；分級效率提高28. 72%．提高幅度為127.47%；溢流中- 200目含量提高9.21%，提高幅度為32. 67%；返砂中- 200目含量降低10. 54%，降低幅度為94. 87%。
3宜線振動篩使用情況
直線篩與分級機相比，作業率不高是主要的缺點，2007年以前，大石河鐵礦8、9、10、11系列因直線篩造成的系統故障停機時間平均在20 h左右，且故障主要集中在傳動部位，而螺旋分級機造成的故障停機時間僅為3h。
針對傳動部位故障率高的問題，大石河鐵礦于2006年開始了直線篩傳動方式由萬向節傳動軸傳動改為膠帶軟連的改造，改造于2007年底完成，有效的提高了直線篩的作業率。通過對2007年和2008年的直線篩和分級機作業率對比情況來看，2007年分級機的故停時間為21.8 h，直線篩的故停時間為71.35 h;2008年分級機故停時間為19.09 h．而直線篩的故停時間為13.07 h。從統計數據來看，分級機的作業率變化不大，但直線篩的作業率卻有了很大提高，故障停機時間減少了58.28 h，故停率降低了81. 68%。并且基本達到了分級機的作業水平，這主要得益于直線篩傳動方式的改變。
4直線篩與分級機的運行成本比較
設備的運行成本包括設備購買和設備投入運行后的日常使用維護費用即能耗費用和維護費用（未考慮基建、安裝和維護人工費）。直線篩日常維護費用為更換直線篩片，其中第一片直線篩約1個月更換一歡；第二片直線篩片為2個月更換一次；第三、四片大約半年以上更換一次；直線篩片目前單價為1700元。分級機日常維護費用為更換分級機2根大軸，并小葉板進行更換，每根大軸約200塊小葉板，同時偶爾更換損壞的大葉板，靠球磨機的分級機大軸約3個月更換一次，另一根約4個月更換一次，日常小葉板損壞大約有90～150塊／（根·3月）。直線篩使用2臺電動機共計21 kW，分級機的使用1臺電動機為22 kW．工業用電平均按0.4元／(kW·h)計算。對直線篩和分級機的各種費用進行統計結果見表4。
表4分級機與直線篩運行成本對比
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設備 |
購買費/萬元 |
年維護費/萬元 |
年使用費/萬元 |
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分級機 |
＞30 |
4.97 |
6.97 |
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直線篩 |
7.80 |
3.74 |
6.65 |
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節省費用 |
22.2 |
1.16 |
0.32 |
從表4數據來看，采用直線篩比分級機節省投資22.2萬元／臺，且使用直線篩每年的維護費要比分級機少1.16萬元／臺；對于一個設計服務年限為20年的選礦廠，可以節省52萬／臺左右。
5結語
(1)在工作條件相同的情況下，采用直線篩作為分級設備較采用螺旋分級機作為分級設備能夠有效的提高臺時。大石河鐵礦采用直線篩作為分級設備的8、9、10、11系列平均臺時達到79.55 t/h，較采用螺旋分級機作為分級設備的3、4、5系列臺時提高3.79 t/h，提高幅度為5.0%。
(2)采用直線篩作為分級設備能有效的提高磨礦效率、分級效率、產品粒度、返砂粒度等技術經濟指標。大石河鐵礦采用直線篩的系列與螺旋分級機的系列相比，磨礦效率提高0. 37t/(m
3·h)，提高幅度為37.76%；分級效率提高28. 72%，提高幅度為127. 47%；溢流中- 200目含量提高9.21%，提高幅度為32. 67%；返砂中- 200目含量降低10.54%，降低幅度為94.87%。
(3)采用軟連接的傳動方式有效的解決了困擾直線篩作業率提高的問題。通過對傳動方式的改造，直線篩的故停率降低了81. 68%，作業率與螺旋分級機基本持平。
(4)采用直線篩比分級機節省投資22.2萬元／臺，且使用直線篩每年的維護費要比分級機少1.16萬元／臺。
三門峽富通新能源生產直線式振動篩、滾筒篩等機械設備。
