篩分是按一定的篩分粒度將物料分成一個(gè)大于篩分粒度的粒級(jí)和另一個(gè)小于篩分粒度的粒級(jí)的工業(yè)過程。顆粒的振動(dòng)可以提高篩分精度，并使大顆粒在篩面上運(yùn)動(dòng)而離開篩面。
在常規(guī)篩分中，用單一頻率振動(dòng)篩板，篩面上的顆粒受到相同作用。Ultimate篩子（圖1）是一種新的篩分設(shè)備，它的篩板受到多頻率振動(dòng)，因此，篩面不同部位以不同的頻率振動(dòng)。
Ultimate篩分機(jī)由安裝有多頻適配器的附加圓盤組成（如圖2所示）。這些特殊的適配器可以將各自單頻率振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎囝l率振動(dòng)。當(dāng)篩子的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，適配器開始振動(dòng)。通過篩分機(jī)機(jī)體，振動(dòng)傳給適配器。適配器將振動(dòng)調(diào)整為多頻率，振動(dòng)通過共振環(huán)傳遞給篩面。
當(dāng)篩板以單頻率振動(dòng)時(shí)，篩面上的所有顆粒均受到相同的力作用。顆粒以相同的振幅和頻率在篩面上振動(dòng)。而篩子受到多頻率作用時(shí)，篩面上的顆粒也受到不同振幅和不同頻率的力作用。Ultimate篩分機(jī)電動(dòng)機(jī)的頻率是可以設(shè)置的，可在40～60Hz范圍內(nèi)變化。
本課題研究目的是考查Ultimate篩分機(jī)在冶金方面的應(yīng)用效果。同時(shí)對(duì)比單頻率篩分機(jī)與多頻率篩分機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)篩分機(jī)的處理量、篩孔堵塞程度和篩分效率對(duì)兩種篩分機(jī)進(jìn)行比較。用這些參數(shù)作為評(píng)價(jià)Ultimate篩分機(jī)在冶金中應(yīng)用的操作指標(biāo)。
用焙燒無煙煤作為篩分物料。焙燒無煙煤經(jīng)常用作煉鋼中的長(zhǎng)柄勺或高爐中的滲碳劑。由于它的質(zhì)量高，費(fèi)用低，因此可用它作為焙燒石油焦炭的替代物。
1、試驗(yàn)程序
研究了以下參數(shù)：
1)篩孔尺寸。用兩種篩孔尺寸（212和25 μm）評(píng)價(jià)了篩子的操作指標(biāo)；
2)試驗(yàn)中電動(dòng)機(jī)的頻率可以改變，分別為45、50和55 Hz。研究了電動(dòng)機(jī)頻率對(duì)篩分動(dòng)力學(xué)和篩分效率的影響。
3)還用篩孔尺寸為212和25 μm的Sweco篩分機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，以便進(jìn)行對(duì)比。
將5 kg煤樣放在篩網(wǎng)中心。然后進(jìn)行分批試驗(yàn)。在總的30 min試驗(yàn)內(nèi)定期收集篩下產(chǎn)品。根據(jù)篩析結(jié)果測(cè)定粒度分布，以評(píng)價(jià)分批篩分動(dòng)力學(xué)。在篩分粒度為25 μm時(shí)使用篩析結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一些問題。曾試驗(yàn)用光衍射技術(shù)來確定樣品粒度分布。由于- 25 μm粒級(jí)磁團(tuán)絮，衍射法也未成功。從圖3可以看出，只能根據(jù)篩分效率來評(píng)價(jià)-25 μm粒級(jí)篩分效果。
進(jìn)行了分批試驗(yàn)，得到了理想的處理量，并畫出了分批篩分動(dòng)力學(xué)曲線。
根據(jù)式(1)，計(jì)算篩分效率：
篩分效率=篩下產(chǎn)品質(zhì)量／給料中篩下產(chǎn)品質(zhì)量×100 (1)
完美的分離結(jié)果是不可能獲得的。總有一些小于篩分粒度的顆粒留在篩上產(chǎn)品中。如果篩網(wǎng)要是破損，那么大于篩分粒度的顆粒也會(huì)進(jìn)入篩下產(chǎn)品中。因此，當(dāng)描述篩分能力時(shí)，只用篩分效率因數(shù)是不夠的。通過分配曲線可以得到更有代表性的描述結(jié)果。這是描述不通過篩面的每個(gè)粒級(jí)小數(shù)的曲線。通常用式(2)對(duì)分配曲線建立模型：式中：
rf -旁流因數(shù)；Ro -大于篩分粒度粒級(jí)的回收率；d-顆粒粒度；口和m-用于決定曲線形狀的形狀參數(shù)。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)與Excel模型值平方和最小化法來解式(2)。
采取預(yù)防措施使試驗(yàn)中產(chǎn)生的煤灰量最少。為了防止所產(chǎn)生的粉塵進(jìn)入篩分機(jī)零件中，用裝飾帶將篩上的縫隙封住。由于產(chǎn)生大量靜電，所以對(duì)人的手要進(jìn)行防護(hù)。
所有試驗(yàn)均重復(fù)進(jìn)行兩次，以驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性。
2、結(jié)果和討論
用篩孔尺寸為212 μm的Ultimate篩分機(jī)獲得的篩分動(dòng)力學(xué)曲線如圖4所示，從該圖可以看出，在該篩分粒度下，篩分還是很容易的，只要l min就可將粒度小于篩孔尺寸的物料篩到篩下產(chǎn)品中。電動(dòng)機(jī)頻率越高，試驗(yàn)開始時(shí)的篩分速度越快。
篩分粒度為25 ym時(shí)的篩分情況如圖5所示。從圖5可知，電動(dòng)機(jī)頻率越高，篩分速度越快，篩分效率越高。
在對(duì)比篩孔尺寸分別為25和212 μm時(shí)的Ul-tima te篩分機(jī)和Sweco篩分機(jī)的篩分效率可知（見圖6），Ultimate篩分機(jī)篩分效率比Sweco篩分機(jī)高得多。Swec01和Swec0 2表示用Sweco篩分機(jī)所作的兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。
從圖7可明顯看出，Ultimate篩分機(jī)可以很容易篩出- 25 μm物料，其篩分效率與電動(dòng)機(jī)頻率有關(guān)，一般在90%～98%范圍之內(nèi)，而常規(guī)篩分機(jī)篩分這么細(xì)的物料卻完全失效。在篩分細(xì)粒物料時(shí)，電動(dòng)機(jī)的頻率對(duì)篩分指標(biāo)影響很大。
Sweco篩分機(jī)篩網(wǎng)的堵塞程度比Ultimate篩分機(jī)篩網(wǎng)的堵塞程度嚴(yán)重得多。從圖8可知，兩種篩分機(jī)的篩網(wǎng)堵塞程度是不同的。對(duì)于Ultimate篩分機(jī)，篩網(wǎng)外邊緣堵塞程度比中間篩網(wǎng)堵塞程度大得多。這是由物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)方式所決定的。物料給到篩網(wǎng)中心，隨著篩網(wǎng)振動(dòng)，物料向外運(yùn)動(dòng)。一旦物料到達(dá)篩面外側(cè)，振動(dòng)變得很弱，物料開始以反時(shí)針方向沿著篩分機(jī)外緣運(yùn)動(dòng)。弱的振動(dòng)力和物料作圓周運(yùn)動(dòng)使得這部分篩網(wǎng)堵塞（見圖8）。
在試驗(yàn)中還觀察到，Ultimate篩分機(jī)在共振環(huán)與篩網(wǎng)之間的接觸區(qū)域的篩子磨損嚴(yán)重。
3、結(jié)論
用Ultimate篩分機(jī)作為細(xì)物料干篩有一些顯著的優(yōu)點(diǎn)。Ultimate篩分機(jī)篩分速度快，篩網(wǎng)堵塞程度低。它能夠篩分用常規(guī)篩分機(jī)不能篩分的粒度小于30 μm的物料。該篩分機(jī)的一個(gè)最大優(yōu)點(diǎn)是，在電動(dòng)機(jī)以高頻率操作時(shí)，篩分速度更快，篩分效率很高。試驗(yàn)結(jié)果還表明，在篩分機(jī)以較高的電動(dòng)機(jī)頻率操作時(shí)，其處理量較高。
但是，Ultimate篩分機(jī)的磨損速度較快，同時(shí)由于產(chǎn)生較大的靜電，對(duì)人的健康有一定的危害。
三門峽富通新能源生產(chǎn)振動(dòng)篩、篩分機(jī)、滾筒篩等。
