رسانه صفحه‌ی پلی‌اورتان: بهبود جداسازی مواد معدنی با دانه‌های ریز

چرا کشش برای رسانه صفحه پلی‌اورتان حیاتی است

وقتی محیط صفحه‌ی پلی‌اورتان به درستی کشیده شود، می‌تواند ارتعاشات شدید و ضربه‌های ناشی از عبور مواد را تحمل کند. اما اگر کشش مناسب اعمال نشود، اتفاقی برای سوراخ‌های صفحه رخ می‌دهد. این بازشوها دچار اختلال می‌شوند و در نتیجه عملکرد فرآیند الک‌کردن تحت تأثیر قرار می‌گیرد. طبق تحقیقی که سال گذشته توسط متخصصان معدن منتشر شد، تفاوت قابل توجهی بین کشش مناسب و نامناسب وجود دارد. صفحه‌هایی که به خوبی کشیده شده‌اند، حدود ۹۳٪ ذرات را در جای مناسب نگه می‌دارند، در حالی که صفحه‌های شل تنها حدود ۷۶٪ ذرات را نگه می‌دارند. این شکاف زمانی که در مورد کارایی عملیاتی در واحدهای فرآوری صحبت می‌شود، بسیار مهم است.

مکانیک توزیع کشش در سیستم‌های پلی‌اورتان فلکس‌مات

پره‌های پلی‌اورتان امروزی با سیستم‌های توزیع بار چند جهته ساخته می‌شوند که از تمرکز تنش در یک نقطه جلوگیری می‌کنند. طراحی فلکس‌مات در واقع با هدایت انرژی ارتعاشی از طریق ساختارهای تقویت‌شدهٔ ریب عمل می‌کند، به‌طوری که این پره‌ها حدود ۲٫۵ برابر بیشتر از مدل‌های استاندارد بدون این تقویت ساختاری دوام می‌آورند قبل از اینکه نشانه‌های خستگی ظاهر شود. مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۲ منتشر شد، بررسی کرد که چگونه سطوح مختلف کشش بر عملکرد تأثیر می‌گذارند. آنها دریافتند که هنگامی که کشش به زیر ۱۲ نیوتن بر میلی‌متر مربع برسد، مواد تمایل به جدایی ناهموار در حین فرآوری دارند. اما اگر کشش از ۱۸ نیوتن بر میلی‌متر مربع فراتر رود، اجزای محل اتصال در نواحی فنری شروع به از بین رفتن سریع‌تر می‌کنند. این نوع بینش به مهندسان کمک می‌کند تا تنظیمات تجهیزات خود را برای دوام بهینه دقیق‌سازی کنند.

راهبردهای کشش یکنواخت برای جلوگیری از سایش و تغییر شکل لبه

خرابی‌های لبه در ۶۵٪ تعویض‌های زودهنگام صفحه نمایش در فرآوری مواد معدنی ریز نقش دارند. سیستم‌های کشش ماژولار با تنظیم‌کننده‌های تدریجی نیروی بست، تنش لبه را در مقایسه با طراحی‌های تک پیچی ۴۰٪ کاهش می‌دهند، همان‌طور که در یک مطالعه موردی از یک کارخانه سنگ آهن در آمریکای شمالی نشان داده شده است[^1^]. از جمله راهکارهای کلیدی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کالیبراسیون پیش‌تنش با تحمل ±۲٪ در حین نصب
• کرنش‌سنج‌های زمان واقعی برای نظارت بر بار در حین عملیات

[^1^]: رویه‌های بهترین نصب برای صفحات پلی‌اورتانی تحت کشش

پیامدهای کشش نادرست بر روی کارایی الک و عمر مفید آن

صفحاتی که کشش کمتری دارند، ۳ برابر سریع‌تر دچار کشیدگی منافذ می‌شوند و باعث دسته‌بندی نادرست ذرات در جریان‌های زیر ۱۰۰ میکرومتر می‌گردند. کشش بیش از حد، توانایی طبیعی پلی‌اورتان در میرایی ارتعاشات را کاهش می‌دهد و خطر ترک‌خوردگی را ۲۸٪ افزایش می‌دهد (SME، ۲۰۲۳). هر دو سناریو چرخه تعویض را از ۱۲ تا ۱۸ ماه به ۶ تا ۹ ماه کاهش داده و هزینه‌های عملیاتی را به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهند.

کشش بیش از حد در مقابل کشش کم: یافتن تعادل برای ذرات ریز

برای خوراک‌های معدنی با اندازه حدود 0.5- میلی‌متر، حفظ کشش در محدوده 15 تا 22 کیلونیوتن بر متر مربع بهترین نتیجه را دارد و نقطه بهینه‌ای فراهم می‌کند که در آن مواد همچنان انعطاف‌پذیر بوده و در عین حال سفت کافی هستند. پژوهش دانشگاه پردیو در سال 2019 نشان داد که هنگامی صفحات الک در این محدوده کار می‌کنند، مشکلات گرفتگی حدود 37 درصد کاهش می‌یابد، در حالی که تقریباً 98 درصد از ظرفیت معمول عبور جریان حفظ می‌شود. تحول واقعی با تنظیم پویای کشش اتفاق می‌افتد که به تغییرات در تراکم خوراک در طول عملیات واکنش نشان می‌دهد. این روش‌های تطبیقی می‌توانند عمر تجهیزات را تقریباً 19 درصد افزایش دهند، موضوعی که در دستورالعمل‌های برتر کنترل ارتعاشات که بسیاری از واحدها به طور دقیق دنبال می‌کنند، برجسته شده است.

انعطاف‌پذیری، جذب ارتعاشات و مقاومت در برابر گرفتگی در سیستم‌های تحت کشش

چگونه کشش انعطاف‌پذیری را افزایش داده و ارتعاشات را کاهش می‌دهد

هنگامی که رسانه‌های صفحه‌ای پلی‌اورتان به درستی تحت کشش قرار می‌گیرند، چیزی ویژه ایجاد می‌شوند - سطحی که واقعاً کار می‌کند، زیرا همزمان انعطاف‌پذیر و محکم است. تفاوت بین این ماده و صفحات سخت معمولی قابل توجه است. بر اساس یافته‌های اخیر مجله Materials Today در سال 2023، پلی‌اورتان کشیده شده می‌تواند به طور جانبی حدود ۱۸ تا ۲۴ درصد بیشتر از گزینه‌های معمولی خم شود. این انعطاف اضافی به ماده اجازه می‌دهد تا ضربه‌ها را جذب کند بدون اینکه شکل دهانه‌های صفحه تغییر کند. آنچه برای افرادی که در کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی کار می‌کنند واقعاً مهم است، کاهش ارتعاشات است. مطالعات نشان می‌دهد که زمانی که صفحات به درستی تحت کشش قرار می‌گیرند، ارتعاشات حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد کمتر می‌شود که این امر به معنای سایش و فرسودگی کمتر در تمام تجهیزات بعدی است. مقاله‌ای که سال گذشته در مجله Advanced Engineering Materials منتشر شد نیز به این موضوع پرداخت. آنها دریافتند که الگوهای خاصی از کشش در واقع مناطقی ایجاد می‌کنند که انرژی به طور خاص در آنجا جذب می‌شود، نوعی شبیه به آنچه در قطعات لاستیکی صنعتی گران‌قیمت رخ می‌دهد، اما بدون از دست دادن دقت در فرآیند الک کردن.

نوسان ناشی از کشش: جلوگیری از گیرکردن ذرات در الک‌های ظریف

هنگامی که سطوح به درستی تحت کشش قرار می‌گیرند، نوساناتی بین حدود ۴۰۰ تا ۸۰۰ سیکل در هر دقیقه ایجاد می‌شود. این نوسانات عملکردی تمیزکننده ایجاد می‌کند که به لرزاندن ذرات تا اندازه حدود ۱٫۵ میلی‌متر کمک می‌کند. برخی آزمایش‌ها که در یک کارخانه فرآوری مس در کانادا انجام شده است، نشان داده‌اند که صفحات الک زمانی که از مواد پلی‌اورتان به خوبی کشیده شده استفاده می‌شود، ۲۷٪ بیشتر از حالت معمول بدون گرفتگی باقی می‌مانند. این حرکت‌های ریز شبیه سیستم‌های میرایی ارتعاش در تجهیزات با دقت بالا عمل می‌کنند و با نوسان‌های مکانیکی دقیق و زمان‌بندی شده در طول کار، چسبندگی ذرات به سطوح را از بین می‌برند.

کاهش گرفتگی منافذ از طریق حرکت پویای سطح

صفحات الک پلی‌اورتان تحت کشش از طریق سه مکانیسم هم‌افزا مقاومت در برابر گرفتگی دارند:

1. بازیابی کشش جانبی – حفظ ۹۲٪ حافظه شکل پس از تغییر شکل (در مقابل ۶۸٪ در صفحات بدون کشش)
2. انقباض شعاعی – نوسان اندازه منافذ بین ۰٫۲ تا ۰٫۵ میلی‌متر در حین کار
3. انتشار موج سطحی – امواج ایستاده با دامنه ۱۲ تا ۱۸ میلی‌متر

این رفتار پویا به ۹۸ درصد از ذرات نزدیک به اندازه آپرتور (در محدوده ±۰٫۳ میلی‌متر) اجازه می‌دهد از جیب‌های الک گریز کنند، در مقایسه با ۷۴ درصد در سیستم‌های ثابت. این حرکات منجر به کاهش ۳۴ درصدی هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در عملیات‌های فرآوری مواد معدنی با محتوای بالای خاک رس می‌شوند.

مقایسه محیط الک پلی‌اورتان با الک بافت فلزی: مقایسه عملکرد

پاسخ ارتعاشی و کارایی جداسازی: تفاوت‌های کلیدی

پلی‌اورتان در مکان‌هایی که ارتعاش زیادی وجود دارد بسیار خوب عمل می‌کند، زیرا می‌تواند بدون فرسودگی ساختاری، حرکات مکانیکی را تحمل کند. کشسانی این ماده به هر سوراخ اجازه می‌دهد به صورت مستقل نوسان کند، بنابراین ذرات کمتر گیر می‌کنند. طبق تحقیقات انجام‌شده توسط هاورنیاگارا در سال ۲۰۲۳، این ویژگی در واقع دقت فرآیند جداسازی را حدود ۲۲٪ افزایش می‌دهد. هنگام بررسی نحوه عبور مواد، پلی‌اورتان برای ذرات کوچک‌تر از ۲ میلی‌متر، بیش از ۹۴٪ بازده عبور دارد. این مقدار در مقایسه با ۷۸٪ بازده مشاهده‌شده در آزمایشگاه برای صفحات سیمی بافته‌شده معمولی بسیار بهتر است. برخی شرکت‌ها اکنون نسخه‌های ترکیبی تولید می‌کنند که در آن پلی‌اورتان با سیم‌های کششی بسیار محکم ترکیب شده است. این ترکیبات بازده عبور را حدود ۴۰٪ نسبت به صفحات بافته‌شده قدیمی افزایش می‌دهند. علاوه بر این، خواص میرایی طبیعی آن‌ها به کاهش ارتعاشات ناخواسته نیز کمک می‌کند.

مزایای پلی‌اورتان کشیده نسبت به صفحات سیمی بافته‌شده سنتی

سیستم های مدرن پلی اورتان تنش دار از محدودیت های اصلی سیم بافتی عبور می کنند:

• مقاومت در برابر سایش : پلی اورتان بهینه شده تنش 5 برابر بیشتر از سیم بافت در کاربردهای غربالگری زغال سنگ خیس است.
• کاهش انسداد : حرکت مستقل سیم باعث کاهش حوادث تعطیلی با 67% از طریق تغییر شکل دیافراگم مداوم می شود.
• بهره‌وری انرژی : جرم کمتر بار عرشه را 18٪ کاهش می دهد و مصرف برق را 1.2 کیلو وات در هر تن پردازش شده کاهش می دهد.

با ۳۵ درصد بیشتر از مساحت باز نسبت به معادلات بافت، پلی اورتان بهبود بازیابی مواد معدنی را بدون قربانی دوام افزایش می دهد.

مطالعه موردی: افزایش کارایی در یک کارخانه پردازش مواد معدنی واقعی

یک تاسیسات سنگ آهن غرب میانه، پرده های سیم بافته را با پنل های پلی اورتانی که با فشار کالیبوری شده اند جایگزین کرد و به پیشرفت های قابل اندازه گیری دست یافت:

این کارخانه هزینه های جایگزینی رسانه را 18،000 دلار در ماه کاهش داد در حالی که ثبات حاصل را در سطوح رطوبت از 5٪ به 17٪ بهبود بخشید.

روش‌های بهینه نصب و نگهداری برای قابلیت اطمینان بلندمدت

تضمین نصب صحیح و بازرسی معمول برای حفظ تنش

دستیابی به تنش مناسب از داشتن ابزارهای دقیق و رعایت رویه‌های صحیح ترازبندی شروع می‌شود. وقتی پیچ‌ها بیش از حد سفت شوند، نقاط تنش ایجاد می‌کنند که مشکلات سایش لبه را تسریع می‌کنند. از سوی دیگر، اگر چیزی به اندازه کافی سفت نباشد، باعث لغزش شده و ممکن است در طول زمان شکل دهانه را تحریف کند. بر اساس مطالعات اخیر در مورد رویه‌های صنعتی محکم‌کردن پیچ از سال گذشته، اکثر تکنسین‌ها تشخیص داده‌اند که اعمال گشتاوری حدود ۲۰ تا شاید ۳۰ نیوتن متر هنگام سفت کردن قطعات به صورت الگوی شعاعی یکی پس از دیگری، بهترین نتیجه را دارد. پس از تکمیل نصب، تیم‌های نگهداری باید سطح تنش را حدود هر ۲۰۰ ساعت عملیات بررسی کنند. آن‌ها معمولاً از اندازه‌گیری‌های انحراف لیزری برای این کار استفاده می‌کنند و به دنبال هرگونه تغییری هستند که بیش از حد مثبت یا منفی ۵ درصد نسبت به مقدار اولیه اندازه‌گیری شده در هنگام راه‌اندازی باشد.

تطبیق سطوح تنش با ویژگی‌های مواد ورودی

غربال‌گری ذرات ریز (≤2 میلی‌متر) نیازمند تنش پایه‌ای 10 تا 15 درصد بالاتر برای مقابله با نیروهای قفل‌شدن است، در حالی که سنگ‌های معدنی ساینده از کاهش 5 تا 7 درصدی تنش به منظور جبران خمش بهره می‌برند.

عملیاتی که تنظیمات تنش را با سختی مواد و دانه‌بندی هماهنگ می‌کنند، هزینه‌های تعویض محیط کاری را طبق مطالعه انجمن مواد معدنی صنعتی 2023 به میزان 38 درصد در سال کاهش داده‌اند.

سوالات متداول

رسانه صفحه‌ی پلی‌اورتان چیست؟

رسانه صفحه‌ی پلی‌اورتان نوعی سطح الک کننده است که از ماده پلی‌اورتان ساخته شده و به دلیل انعطاف‌پذیری، دوام و توانایی جذب ارتعاشات شناخته شده است.

چرا کشش برای صفحات الک پلی‌اورتان مهم است؟

کشش مناسب بسیار مهم است، زیرا اطمینان حاکم است که سوراخ‌های صفحه شکل خود را حفظ کنند، که این امر باعث بهبود کارایی الک کردن و افزایش عمر رسانه صفحه می‌شود.

عدم تنظیم صحیح کشش چگونه بر کارایی الک کردن تأثیر می‌گذارد؟

کشش نامناسب می‌تواند منجر به کشیدگی سریع‌تر سوراخ‌ها، دسته‌بندی نادرست ذرات و افزایش خطر ترک خوردگی شود که همه این موارد کارایی فرآیند الک کردن را کاهش می‌دهند.

مزایای پلی‌اورتان کشیده نسبت به سیم بافت سنتی چیست؟

پلی‌اورتان کشیده در مقایسه با صفحه‌های سیمی بافت سنتی، مقاومت بهتری در برابر سایش، کاهش گرفتگی و بازده انرژی بالاتری دارد.

سطح کشش چقدر باید بررسی شود؟

سطوح کشش باید هر 200 ساعت عملیات بررسی شوند تا عملکرد مناسب تضمین شود و از سایش و فرسودگی زودهنگام جلوگیری شود.