Как отрегулировать степень воздушного сепарации и размер ячейки сетки для повышения чистоты меди

Опубликовано в разделе «Новости и аналитика» · «Техника и техническое обслуживание»

Автор: Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd.

Чистота меди не является характеристикой гранулятора; это характеристика этапа сепарации. Два завода, использующие одинаковые машины для производства аналогичного кабеля, регулярно получают продукцию разного качества, и разница почти всегда заключается в размере ячейки сетки и скорости воздушного потока — двух параметрах, которые настраиваются за несколько минут, но при этом остаются неизменными в течение нескольких месяцев.

В этой статье объясняется, как каждый параметр влияет на физический процесс, как они взаимодействуют друг с другом, а также приводится пошаговая инструкция по их настройке с учетом особенностей вашего сырья. В ней намеренно отражена реальная сложность: сетку и воздух невозможно оптимизировать по отдельности, а стремление добиться последней десятой доли процента чистоты обходится реальной потерей производительности.

Где на самом деле теряется чистота

Прежде чем что-либо настраивать, полезно определить, какую из трёх проблем вы пытаетесь устранить. У них разные причины и разные способы решения.

Физика: кратко и по существу

При воздушном разделении используется разница в плотности между медью (около 8 900 кг/м³) и изоляцией из ПВХ или ПЭ (примерно 1 300–1 400 кг/м³ — примерно одна седьмая от плотности меди). В восходящем воздушном потоке сила, действующая на частицу вверх, зависит от её проекционной площади, тогда как её вес зависит от объёма и плотности. При одинаковом размере частиц пластик поднимается гораздо легче, чем медь.

Сложность заключается в том, что размер частиц. Большой плоский кусок пластика имеет высокое соотношение площади поверхности к массе и его легко поднять. Очень мелкая медная частица имеет небольшую массу, но и небольшую проекционную площадь, и в высокоскоростном воздушном потоке она может быть увлечена и утрачена. Именно поэтому размер ячейки и скорость воздуха необходимо рассматривать в совокупности: размер ячейки определяет, частицы какого размера достигают стадии сепарации, а скорость воздуха — какие из них поднимаются в воздушный поток.

Какую роль на самом деле играет размер ячейки сетки (экрана)

Сито устанавливается между этапом грануляции и окончательной классификацией. Размер его ячеек определяет верхний предел размера проходящего материала, а значит, сито регулирует гранулометрический состав материала, поступающего на этап сепарации, а также гранулометрический состав готовой продукции.

Практический вывод заключается в том, что выбор размера ячейки представляет собой компромисс между производительностью и равномерностью, а не средство регулирования чистоты как таковое. Его влияние на чистоту проявляется через контроль того, с чем приходится работать стадии разделения.

Какое влияние на самом деле оказывает скорость воздуха

Скорость воздушного потока — это регулятор чистоты, действующий в определённых пределах. Увеличение скорости приводит к попаданию большего количества материала в выходной канал для пластика, что снижает загрязнение медной фракции пластиком, но создаёт риск потери мелких частиц меди. Снижение скорости позволяет сохранить медь, но приводит к попаданию пластика в медную фракцию.

• Управление вентилятором с переменной частотой вращения Именно это позволяет регулировать его на практике. Вентилятор с фиксированной скоростью оставляет вам только один режим для кормовой смеси, состав которой меняется каждый день.
• Второй, более щадящий этап разделения Установка пластикового выпускного патрубка — это самый недорогой способ повышения чистоты, доступный для оборудования с одноступенчатой системой разделения. Это позволяет проводить первый проход в режиме, ориентированном на сохранение меди, а оставшуюся медь извлекать во втором проходе, когда материал уже в основном состоит из пластика.
• Скорость — это не то же самое, что объем. Утечки в воздуховодах, частичные засоры и загрязнённые фильтры — всё это влияет на скорость воздушного потока, поступающего в камеру сепарации, даже если настройки вентилятора остаются неизменными. Именно поэтому установка, которая месяцами работала без сбоев, может постепенно начать работать нестабильно без видимой причины.

Взаимодействие, которое ставит людей в тупик

Регулировкой сетки и подачи воздуха обычно занимаются два разных человека в разное время, и именно здесь и возникают проблемы. Изменение размера ячейки сетки изменяет гранулометрический состав материала, поступающего на стадию сепарации, что, в свою очередь, влияет на скорость воздушного потока. Установка сетки с более мелкими ячейками при неизменных настройках воздушного потока приведёт к потере мелких частиц меди. Установка сетки с более крупными ячейками при неизменных настройках воздушного потока приведёт к попаданию пластика в медный продукт. Любое изменение одного параметра требует перенастройки другого.

Процедура настройки, которую можно выполнить за полдня

1. Проведите базовое тестирование. Не внося никаких изменений в настройки, загрузите взвешенную партию репрезентативного материала — не менее 200 кг — и соберите и взвесьте все три вида отходов: медный продукт, пластиковый продукт и пыль. Зафиксируйте фактически достигнутую скорость подачи. Это и будет вашей отправной точкой.
2. Проведите анализ пробы и оцените степень чистоты. Возьмите репрезентативную пробу медного изделия весом 2–3 кг и осмотрите её. Практичный метод, применимый в полевых условиях, заключается в том, чтобы разложить изделие на чистом листе и сосчитать или отделить пластик на глаз, а затем взвесить отобранный пластик. У вас уже есть точные весы, поэтому точность подсчёта не так важна, как постоянство результатов измерений.
3. Сначала проверьте сетку. Проверьте, нет ли засорений, износа, деформаций и разрывов. Перед регулировкой подачи воздуха очистите или замените сетку — изношенная сетка не позволяет настроить степень сепарации.
4. Регулируйте скорость воздушного потока небольшими шагами. Измените настройку вентилятора на небольшую величину, подавайте тот же материал с той же скоростью и снова возьмите пробу выходного материала. Продолжайте двигаться в одном направлении, пока в выходном отверстии для пластика не появится медь, а затем вернитесь на один шаг назад. Это и будет ваш верхний предел.
5. Обращайте внимание на общий баланс, а не только на внешний вид. Правильной настройкой считается та, при которой медный изделие остается чистым и Пластиковая фракция отличается небольшим весом и низким содержанием меди. Настройка, которая улучшает внешний вид меди, но при этом увеличивает общее содержание меди в пластике, привела к ухудшению, а не к улучшению ситуации.
6. Зафиксируйте настройку в зависимости от типа материала. Запишите настройки вентилятора, размер ячейки сетки и наблюдаемую степень очистки для каждого типа сырья — бытовой провод, коммуникационный кабель, жгуты проводов, тонкий провод. Теперь у вас будет отправная точка для следующего раза, и вам не придется тратить целый день на пробы и ошибки.
7. Повторяйте после любого изменения. Новый набор лопастей, новая сетка, другой поставщик материалов или только что очищенная пылеудаляющая система — всё это влияет на оптимальные настройки. Лучше перенастроить систему, чем полагать, что настройки прошлого месяца по-прежнему актуальны.

Как определить степень чистоты без лаборатории

Для обеспечения чистоты не требуется аналитическое оборудование — главное, чтобы результаты были стабильными. Для повседневного контроля достаточно трёх полевых методов:

• Визуальное распределение и выбор. Распределите образец тонким слоем, вручную отберите видимые кусочки пластика и взвесьте их, сопоставив с общей массой. Погрешность не превысит доли процента, если вы всегда будете отбирать образец одинакового размера.
• Испытание на плавучесть в воде. Медь тонет, а большинство изоляционных пластиков плавают. Погружение образца в воду позволяет мгновенно отделить фракции и является быстрым способом проверки на наличие крупных загрязнений — хотя и не на наличие мелких загрязнений; при этом речь идет о проверке, а не об анализе.
• Массовый баланс. Самый мощный инструмент, который у вас есть. Если разница между поступлением сырья и выходом меди и пластика не объясняется наличием пыли, то недостающий материал является потерей. Отслеживайте это ежедневно, и вы заметите, как возникает проблема с сепарацией, ещё до того, как продукция поступит к вашему покупателю.

Распространенные ошибки при настройке разделения

1. Настройка воздушного разделения на станке с изношенными лопастями или при открытом зазоре между лопастями — сначала устраните неисправность в режущей камере, а затем произведите настройку.
2. Стремление к максимальной чистоте без учета производительности. Повышение содержания меди с 99 % до 99,7 % при одновременном сокращении объема производства на треть может принести больше убытков, чем прибыли.
3. Одновременная настройка размера ячейки и подачи воздуха, после чего становится невозможно определить, какое именно изменение повлияло на результат.
4. Оценивать состояние установки, ориентируясь исключительно на медную продукцию и никогда не проверяя пластиковую фракцию.
5. Оставлять оборудование с запыленным, частично забитым воздуховодом или фильтром и ожидать, что вентилятор будет работать так же, как и в чистом состоянии.
6. Настройки никогда не сохраняются, поэтому при любом изменении материала приходится начинать сначала.

Когда можно согласиться на более низкую степень чистоты

Более высокая степень очистки не всегда означает большую прибыль. Процесс сепарации требует затрат энергии, а работа вентилятора и скорость подачи на пределе заданных параметров снижают производительность и повышают риск потери мелкой меди. Разумный подход заключается в том, чтобы выяснить, что на самом деле требует ваш покупатель — зачастую это оговоренное в контракте минимальное содержание меди в каждой партии — и настроить процесс так, чтобы с запасом соответствовать этой спецификации, а не стремиться к максимальному показателю, за который никто не готов платить надбавку. В случае с трудной тонкой проволокой надежно поставляемый, хорошо настроенный продукт с содержанием 98–99 % обычно превосходит продукт с содержанием 99,5 %, произведенный в два раза меньшим объемом.

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли более мелкая ячейка сетки обеспечивает более высокую чистоту меди?

Не напрямую. Более мелкая ячея обеспечивает более однородный размер частиц, что упрощает настройку этапа сепарации и, как следствие, обычно повышает достижимую степень очистки — но только в том случае, если скорость воздушного потока будет соответствующим образом скорректирована, и только если образующиеся дополнительные мелкие частицы будут улавливаться пылеулавливающей системой, а не теряться. При использовании более мелкой ячейки без изменения настроек воздушного потока будет происходить потеря мелких частиц меди.

Как определить, не установлена ли у меня слишком высокая степень воздухоразделения?

Оцените состояние пластиковой фракции. Если пластиковая фракция имеет высокую плотность по отношению к своему объему, содержит хорошо заметную яркую или розоватую медь, либо если в балансе масс обнаруживается неучтенная медь, это означает, что скорость потока слишком высока или скорость подачи материала на этапе разделения слишком велика. Постепенно снижайте скорость вентилятора и каждый раз повторно проверяйте состояние пластиковой фракции.

Какой размер ячейки следует использовать для тонкой и капиллярной проволоки?

Размер ячейки сетки должен быть достаточно мал, чтобы не допустить попадания длинных фрагментов нитей на этап сепарации, поскольку именно эти фрагменты наиболее сложно отделить без остатка. В то же время она не должна быть настолько мелкой, чтобы не снизилась пропускная способность и не возросло образование мелких фракций. Поскольку правильный размер ячейки зависит от конкретных размеров ваших нитей, практичным методом является тестирование двух соседних размеров ячейки на репрезентативной партии и сравнение как чистоты, так и измеренной пропускной способности.

Как часто следует проверять и чистить экран?

Проводите его осмотр еженедельно в рамках планового технического обслуживания и очищайте при любом заметном изменении производительности или потребляемой мощности. Ячейки сита постепенно забиваются, а частично забитое сито изменяет гранулометрический состав материала, проходящего через него, — в результате чистота продукта незаметно ухудшается без каких-либо явных признаков до тех пор, пока кто-нибудь не проверит фракцию пластика.

Можно ли повысить степень очистки на установке, оснащённой только одноступенчатой системой разделения воздуха?

Часто да, без замены оборудования. Если провести первый этап сепарации с небольшим запасом — уделяя больше внимания сохранению меди, а не полному удалению всех следов пластика, — а затем повторно обработать пластиковую фракцию на том же этапе сепарации, обычно удается извлечь большую часть оставшейся меди. Это требует дополнительного прохода по материалу, но обходится гораздо дешевле, чем покупка нового оборудования.

Получить рекомендацию по настройке при разделении

Если вы сообщите нам модель вашего гранулятора, состав сырьевой смеси и требуемый покупателем уровень чистоты, наши инженеры подберут для данного материала рекомендуемый размер ячейки сита и схему воздушной сепарации — а если вы сможете прислать образец, мы проведем его испытания и сообщим вам, какие настройки мы бы использовали.

Пришлите нам описание вашего сырья, суточный объём и планируемую производительность, и наша команда инженеров предоставит вам рекомендацию по выбору модели, расчёт производительности и коммерческое предложение. Вы также можете заказать видеоэкскурсию в режиме реального времени по заводу Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. в Чжэнчжоу (провинция Хэнань, Китай) или запросить список объектов, на которых эксплуатируются установки, перерабатывающие аналогичные потоки кабелей или отходов.

Об авторе и производителе

Данная статья была подготовлена командой технических специалистов по продажам и инженеров компании Henan Jiacui Intelligent Equipment Co., Ltd. (торговое название JIACUI). Компания JIACUI, основанная в 2015 году в городе Чжэнчжоу, провинция Хэнань, Китай, занимается разработкой и производством оборудования для переработки твердых отходов и систем грануляции медной проволоки на заводе площадью 5 000 м², где работает более 100 сотрудников. Наше оборудование имеет сертификаты CE, ISO и CSA, в нем используются компоненты управления ABB и Siemens, изготовленные в соответствии с европейскими стандартами проектирования, и оно было поставлено более чем 400 заказчикам в свыше 100 стран. Были проведены аудиты завода компаниями SGS, BV и TÜV. Мы владеем 27 патентами, охватывающими технологии измельчения, грануляции и сепарации. Указанные в данной статье показатели производительности взяты из опубликованных технических характеристик моделей и результатов пуско-наладочных испытаний на реальных установках; фактические результаты зависят от состава кабеля, подготовки сырья и методов эксплуатации.