如何保证砂石骨料产品具有良好的连续级配?
在新修订的国家标准中I类建设用砂除应满足累计筛余要求外,还应满足分计筛余要求。因此,对连续级配的要求更高。
连续级配的两大主要影响因素是:矿山原料和工艺过程。
筛分是保证良好连续级配的重要工艺
筛分过程的技术经济指标是筛分效率和生产率,前者为质量指标,后者为数量指标。它们之间有一定的关系,同时还与其他许多因素有关,这些因素决定筛分的结果。
理想的筛分效果是,比筛孔小的颗粒全部透筛而成为筛下产物,比筛孔大的颗粒全部不透筛而成为筛上产物,这时的筛分效率就是100%。但是由于各种各样的原因,例如,因原料中含有粘土和水分使应该进入筛下产物的细颗粒粘在粗颗粒上一同进入筛上产物;或因筛面使用过久而使筛孔磨损变大等,导致本该进入筛上产物的粗颗粒却进入了筛下产物。
在深圳德颐姆EDEM离散元仿真软件中,能够通过改变参数,快速模拟仿真不同物料、不同结构、不同工况下的筛子实际作业过程,通过分析物料在设备内的流动行为,在降低物理测试成本的同时,评估筛分效率和设备寿命,从而对筛子结构进行优化设计升级。

筛子的动态性能会直接影响筛分效率和使用寿命。其中,影响筛分过程的因素大体可以分两类:被筛分物料的物理性质和筛子的结构参数。
被筛分物料的物理性质影响
被筛分物料的物理性质包括物料本身的粒度组成、湿度、含泥量和粒子的形状等。
当物料细粒含量较大时,筛子的生产率也大。当物料的湿度较大时,一般来说筛分效率都会降低。但筛孔尺寸愈大,水分影响愈小,所以对于含水分较大的湿物料,为了改善筛分过程,一般可以采用加大筛孔的办法,或者采用湿式筛分。物料含泥量大(当含泥量大于8%时)应当采用湿式筛分,或预先洗矿。
在仿真前,会对不同性质的物料做相应的标定试验,使能够在EDEM中建立与真实物料物理性质相符的仿真物料模型。

筛子结构参数的影响
筛孔的形状
圆形筛孔,以圆的直径标明筛孔的大小,能保证通过的粒度都小于筛孔的尺寸,其筛下产品基本不含大于筛孔的大小,但有的资料认为通过方孔的最大颗粒,相当于通过圆孔的最大粒度的1.23倍。
矩形筛孔以矩形的短边作为筛孔的名义尺寸,在这种情况下,超过筛孔尺寸的粒度,特别是扁平颗粒将顺着筛眼长边透筛。
因此,筛孔的形状会影响筛分产品的质量。在EDEM中可以通过建立不同形状的颗粒,分析不同筛孔形状下不同粒型的过筛率。

筛面的长度和宽度
对于一定的物料而言,筛子的生产率和筛分效率决定于筛孔尺寸。生产率取决于筛面宽度,筛分效率取决于筛面长度。
有效的筛子面积(即筛孔面积与整个筛面面积之比)愈大,则筛面的单位面积生产率和筛分效率愈高。

筛面的倾角
筛面倾角的大小,影响筛上物料的移动速度。倾角大,物料的移动快,处理能力高。
筛面的倾角和筛子的结构形式与筛分产品的质量要求有关,筛子的倾角要适宜。
振幅和频率
筛箱除筛面倾角外,必须具备足够大的速度才能使筛面上的物料前进。
在一定的范围内,增加振动可以提高筛分指标。

处理量
此外,过大的处理量会严重影响筛分效率,使筛上物中含小于筛孔粒级的数量增加
当筛子的负荷较大时,筛分效率低。
因此,给料的均匀性对筛分过程也意义重大。

利用EDEM离散元仿真软件中的相对磨损模型,可以识别设备的高冲击和磨料磨损区域;而绝对磨损模型可以用来判断筛面的磨损深度。//实际仿真需要通过实验校准材料的抗磨损常量确定。
与有限元软件耦合可以分析几何体结构的受力情况,进一步判断设备的使用寿命。