聚氨酯细筛网和弛张筛板的开发和技术进步

赵廷午

(山西省化工研究所(有限公司)，山西 太原 030001)

聚氨酯细筛网和弛张筛板的开发和技术进步

赵廷午

(山西省化工研究所(有限公司)，山西 太原 030001)

综述了聚氨酯细筛网和弛张筛板的加工方法、材料性能以及发展历程，并对其发展的趋势进行了分析。分析表明，聚氨酯细筛网和弛张筛板目前仍然是对聚氨酯材料要求高、加工难度大、相对利润高、发展前景好的品种。

聚氨酯弹性体；弛张筛板；聚氨酯细筛网

引 言

筛板(网)是筛分机的重要部件，筛板的水平高低一定程度上反映了筛分机技术的先进程度。这些年,筛板的发展可谓迅猛，并先后经历了几个发展阶段。起初，筛板的材质是金属材料，加工工艺是采用机械的方式来加工，如钢板冲孔、钢丝编织、钢丝焊接等方式。随着新材料的发展，不锈钢材质的筛板开始在洗选行业逐步应用，替代了耐磨性较差的普通钢材制作的筛板。由于金属筛板在使用过程中均存在着耐磨性差、噪音大、维修工作繁重等缺点，故后来又改用耐磨性极佳的聚氨酯弹性体来制作各种用途和结构的筛板，收到了良好的效果。但因聚氨酯弹性体属于高聚物材料，模量与金属相差较大，所以，由聚氨酯弹性体制作的筛板存在着开孔率低、冲击性差的缺点。之后，又开发了兼具金属筛板开孔率高、减震效果好的金属和聚氨酯弹性体的复合筛板。目前，该种筛板与聚氨酯筛板一样已成为筛板中的重要品种，在洗选行业得到了较为广泛的应用。在众多筛板品种中，为筛板制造企业和洗选厂更为关注的应是聚氨酯细筛网和弛张筛板。

1 聚氨酯细筛网[1]

21世纪初，随着我国钢铁工业的发展，铁矿选厂进行了大规模的提质降杂技术改造。细筛再磨工艺大量采用了唐山陆凯科技有限公司的电磁振动高频细筛(简称电磁筛)，取代原用多年的固定尼龙细筛，以提高细筛筛分效率、铁精矿品位，同时降低二氧化硅含量，从而实现了铁选厂细筛分级设备的更新换代。电磁筛筛网是不锈钢丝编织复合网，具有开孔率高、网孔改变简易的特点。缺点是，使用寿命短，连续作业20天左右就需要更换，维修工作量大。

与此同时，美国德瑞克公司的叠层高频细筛渐渐进入国内市场。其中，筛网由聚氨酯弹性体加工制作，于1989年研发成功并经多次改进。该聚氨酯细筛的特点是筛缝小，最小可到0.054 mm；筛网开孔率高，可到30%以上；筛网耐磨性好，使用寿命大于6个月；细筛分级效率高，节能降耗增值，体现当今世界同类产品的最高水平。德瑞克高频叠层细筛以其筛分效率高、精度好、筛网寿命长的优势，自其投入市场后迅速占领了国内大部分市场。德瑞克聚氨酯细筛网价格之高令人咂舌，更以其聚氨酯细筛网和叠层细筛捆绑销售，使我国的铁选厂陷入进退两难的尴尬境地，我国细筛厂家不得已忍痛割爱丢失市场。一时间，国内聚氨酯弹性体制品厂家跃跃欲试，以不同的思路和加工方式加入到轰轰烈烈的试制聚氨酯细筛网的热潮之中。

从国内开始试制到现在的近30年中，有好些厂家已取得突破性进展。尽管在诸多方面与德瑞克细筛网相比还存在差距，但毕竟在铁选厂已得到成功使用，并迫使德瑞克公司的细筛网大幅降价。

从目前看，我国制造聚氨酯细筛网有如下几种加工方式：

1.1 激光切割

激光切割加工制造聚氨酯细筛网的工艺分2步进行。第1步是聚氨酯片材加工。聚氨酯片材或板材的常规加工可采用浇注型聚氨酯弹性体，或是在加热平台上成型，或是在聚氨酯离心成型机上成型。限于细筛网厚度薄、要求的尺寸精确，相对而言，离心成型更合适一些。也有厂家直接从TPU薄膜生产厂购进。第2步是用数控激光切割机切割形成筛缝。其加工原理是，用数控激光切割机的激光束热熔并吹去熔化的材料形成筛缝。激光切割难以保证筛缝的理想形状和粗糙度，会影响筛分效率。就实用而言，用激光切割的方式批量加工细筛网也有一定的难度，如加工筛缝0.075 mm、面积0.7 m2的筛网，筛孔有120万个，便知其加工量之大。

1.2 采用模具加工

有些厂家沿用原有的条缝筛板加工工艺，试图开发这种细筛，虽想过不少办法，但并未奏效。开发筛缝0.1 mm、筋宽0.186 mm、筛缝截面为梯形的细筛网，一是模具加工难度大，二是胶料黏度大，靠自流平充填模腔显然是不现实的。目前，批量供应细筛网的厂家对加工的工艺是严格保密的。北京航空航天大学詹茂盛就细筛网的加工制造取得了2项专利[2-3]，分别是，“一种纤维增强聚氨酯精细筛网及其成型方法”和“一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具”。安徽方圆塑胶制品有限公司买断了该专利并几经努力开发成功了聚氨酯细筛网。该成型方法最显著的特点是，解决了胶料如何充满模腔和多股料流在复杂模具中汇合形成气泡的问题，使大尺寸聚氨酯细筛网的一次性整体成型成为可能。与常压浇注和离心成片再打孔相比，该方法具有成型精度高、筛孔筋薄、制品缺陷少、自动化程度高、不需要二次加工、制品外观质量好的特点。几种成型方法的比较见表1。

2 弛张筛板

我国于20世纪80年代从国外购进了弛张筛机，主要用于合成氨造气和发电厂用煤的筛选和矿渣的筛分，其上所用的筛板便是聚氨酯弛张筛板。

表1 聚氨酯细筛网成型方法比较

弛张筛机主要用于黏、细、湿(如黏性较大的高水分原煤及焦炭的中、细粒度的分级)等难筛分物料的筛分，具有筛分效率高、使用寿命长、粒度范围广、无堵塞、不粘接的特点，其理论根据是该筛机在筛箱加速参数K仅为2.5时筛板上的抛掷加速度即可达到30g～50g[4](g为重力加速度)。运用数据表明，该筛机如一天运行16 h，其张紧舒展超过50万次。这样苛刻的使用环境对聚氨酯弛张筛板提出了很高的要求。强度高、曲挠性好是最基本的要求。该筛板通用的做法是，浇注型聚氨酯弹性体经离心机成型为板材，再用机械冲孔的方法最终成型为弛张筛板。有厂家直接购买TPU板材冲孔。也有厂家采用模具浇注成型，筛孔精度高，节约材料，但模具费一次性投资较大。就弛张筛板用聚氨酯弹性体材料而言，从LIWELL购进的弛张筛板是NDI型聚氨酯弹性体，具有弹性好、撕裂强度高、曲挠性突出、动态性能优异的特点，应是弛张筛板材料的首选。限于NDI体系聚氨酯弹性体成本高、加工工艺难掌握、质量稳定性难控制，国内企业原多采用PEA/TDI/MOCA型聚氨酯弹性体。由于该体系相对使用寿命短，近年来渐渐向MDI体系过渡。也有采用美国科聚亚Duracast TM体系[5]，由此材料和工艺制得筛板的使用效果和寿命与NDI体系接近。弛张筛板用聚氨酯弹性体的品种和性能比较见表2。

表2 聚氨酯弹性体的品种和性能比较

从表2各品种的聚氨酯弹性体性能数据看，各有千秋，差别并不大。但具体到实际的工况环境，使用寿命和筛分效率确有较大差距。任何一个产品必须经过实际的运行考核方能知其优缺点，是经验之谈。同时也说明了，我们在实验室测试的数据难以全面表征其实际的运行环境。

3 结语

聚氨酯筛板充分发挥了聚氨酯弹性体强度高、曲挠性好、耐磨、耐低温性突出等特点，已成为聚氨酯弹性体重要的应用领域。在所有聚氨酯筛板的品种中，聚氨酯细筛网和弛张筛网并不是用量最大的品种，但它是加工难度大和利润较高的品种。从目前情况看，我国产的聚氨酯细筛网和弛张筛网的整体水平与国外产品相比仍有较大差距，主要体现在尺寸精度、外观质量、加工效率、使用寿命、筛分效率等方面。我们唯有从材料、模具、加工工艺和设备、员工素质等方面入手，坚持不懈，不断创新，才能赶超世界先进水平，为我国洗选行业的装备技术进步作出贡献。

[1] 李传曾，李中昆，左东升.聚氨酯筛网的研制与应用[C].沈阳:2016(第七届)中国矿业科技大会,2016.

[2] 詹茂盛，武京明，王凯.一种纤维增强聚氨酯精细筛网及其成型方法:中国，101143360A[P].2008-03-19.

[3] 詹茂盛，武京明，王凯.一种纤维增强聚氨酯精细筛网成型模具:中国，101254655A[P].2008-09-03.

[4] 赫尔施W.第三代弛张筛[J].国外金属矿山，1993(5):66.

[5] 山西省化工研究所.聚氨酯弹性体手册[M].北京:化学工业出版社，2012:248-249.

Developmentandtechnologicalprogressofpolyurethanescreenmeshandrelaxationsieveplate

ZHAOTingwu

(ShanxiChemicalResearchInstitute(Co.,Ltd.),TaiyuanShanxi030001,China)

This paper reviews the processing methods, material properties and developmentof polyurethane fine screen mesh and relaxation sieve plate, and development trend is analyzed. The analysis shows that the polyurethane fine screen mesh and relaxation sieve plates have high requirements on polyurethane material, which are difficult to process, but has relatively high profits, and good prospects fordevelopment.

polyurethane elastomer; relaxation sieve plates; polyurethane fine mesh screens

2017-04-25

赵廷午，男，1963年出生，1985年毕业于太原理工大学，高级工程师，从事聚氨酯弹性体材料及制品等的研发和生产。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.12

TQ323.8

A

1004-7050(2017)03-0041-03

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