叠层复合振动筛系列产品研制与推广
发布日期：2013-01-04
唐山陆凯科技有限公司
“叠层复合振动筛系列产品研制与推广”
创新成果案例报告
一、公司基本情况
唐山陆凯科技有限公司创办于1997年，坐落在唐山高新技术产业开发区，是一家集产品开发设计、生产制造、市场营销为一体的科技自主创新型装备制造民营企业。公司有员工220人，科技人员占到员工总数的35%以上。2009至2011年，工业总产值累计实现2916.10元，利税累计实现3701万元。
公司坚持市场为先导、技术为后盾、管理为保证的经营理念，把高技术、高品质的产品服务于基础产业的技术升级和国民经济的发展作为经营宗旨，紧紧抓住四大核心技术体系（即细粒筛分机械、细筛网、特色选煤设备、环保水处理过滤设备以及与之技术体系相配套的自动控制和软件技术），不断创新发展，始终保持在行业中的技术领先地位。
叠层复合振动筛系列产品是具有完整自主知识产权的专利产品。产品具有节能、环保、筛分效率高、生产成本低的效果，彻底解决了我国冶金选矿工艺中的技术瓶颈(主要反映在大幅度降低磨机再磨能耗)。这一新型关键设备技术研发和推广应用，引发了黑色金属选矿“细筛再磨工艺”技术革命，填补了我国选矿精细筛分行业产品与技术领域空白，产品技术水平达到国际先进。
该系列产品被广泛应用于选矿、选煤、建材、化工、节能、环保等工业领域。产品销售量已经占据国内黑色冶金选矿业筛分设备市场份额的50%（其中矿石进口量占50%，不用筛分设备），其中占国内首钢、鞍钢等冶金矿山行业领域中的特大型、大型集团筛分市场份额的97%以上，服务遍及全国(港、澳地区除外)32个省市自治区。自2009年起，市场销量连续三年保持全国排名第一位。部分产品已始出口，销往南非、澳大利亚朝鲜、埃及、越南、巴西等国家和地区。
经过15年的不断技术攻关、创新，叠层复合振动筛系列科技产品走向了产业化、专业化生产，实现了科技成为第一生产力的发展目标。公司建立 “河北省企业技术中心”， 设有8个实验室和研究室。开发和应用了内部局域网研发软件管理系统。聚集了一批包括享受国务院津贴、博士、研究员和教授等高级人才23名组成的技术团队，具有较强的市场开发、课题研究和产品设计研发能力，公司产品完全具有自主知识产权，不断填补了国内细粒筛分领域的空白。截止目前，公司拥有38项自主研发的国家授权专利（含发明专利1项），专利产品销售额占公司总销售额的70%以上，累计已有10项科技成果通过省级以上技术鉴定，其中，有3项成果达到国内领先水平，有1项成果达到国际先进水平。
多年来，公司一直在能源装备、节能减排和自主创新等领域不断研发新产品。目前，公司正在承担的国家级政府支持科技成果转化，即国家科技型中小企业科技创新基金和国家重点新产品项目各1项。
公司是河北省高新技术企业、河北省企业技术中心、河北省知识产权优势培育单位、河北省中小公司技术创新示范企业、河北省十大优秀发明创造单位、河北省两化融合重点企业、河北省双软认证企业、河北省中小企业名牌、河北省著名商标企业和河北省信用优良企业等。被唐山市政府命名为“对标行动示范企业”，“叠层复合振动筛单机处理量”评为“唐山市国内领先技术指标”，叠层电磁振筛网和叠层复合振动筛产品被认定为“对标新产品”。公司通过了ISO9001-2008国际质量管理体系认证。
二、 创新事由（背景）
1、国内外研究开发现状。
选矿用筛分设备历来是矿产领域的关键设备。数十年来国内外选矿用筛取得了较大的技术进步，使矿产资源利用率、工作效率、节能率等方面均取得了较大幅度的提高。
美国Derrick公司生产整机振动式高频细筛，该产品的筛分细度，筛选效率、资源利用率等均达到了较高水平，主要用于建材产品筛分。该产品针对选矿行业的设计思想主要是对澳大利亚、巴西等富矿的筛选，而对较低品位的铁矿如何进行高效率筛选，Derrick公司的产品在设计上则几乎没有考虑。国外产设备用于筛选国内贫矿其价格及其昂贵，综合价格是国产设备的10倍以上。在我国品位较低的铁矿资源得到高效利用，并作到大幅度节能，完全依赖进口国外矿产筛分设备是不现实的。
近几年，国内不少单位进行了适合地品位铁矿筛分设备的研制。在提高资源利用率、工作效率等方面取得一定成效，降低了国产铁精粉的成本，促进了国内铁矿选矿产业的发展。
国产铁矿筛分设备研制虽然取得了一定成果，但在产品运动部分的基本原理方面，仍沿用传统方式。即绝大部分产品仍采用筛箱整体参振，大功率电机带动曲轴或偏心块运动的方式。在筛网方面则多采用尼龙产品。
总之，国产新型铁矿石筛分设备的筛分细度、资源利用率等有了较大提高，但多数铁选厂所用的筛分设备仍没有脱离传统设计理念。特别是用大功率电机加曲轴连杆或偏心块拖动筛箱整体振动的方式，能源消耗较大；筛网网孔在工作中易堵塞，因而造成工作效率偏低的局面未得到根本解决。同时，筛网工作时间短，需频繁更换也影响到筛机作业效率。
2、产品适销对路，满足客户所需。目前国内许多钢铁企业除新建厂矿之外，很多企业为了扩大产能规划改造现有生产线，提出了设备大型化、产值和产量要提高的发展要求。这就需要增大设备的单机处理量。但一些老厂改造，却要求在不增加的基础建设的情况下，在原有厂房面积不增加的有限空间内增加设备处理能力。因此，基础建设的局限性给筛分设备提出了更高的要求，公司决定，自主研制、开发叠层复合振动筛系列产品，使之达到布局紧凑、筛箱叠层布置、占地面积小、提高筛分效率、节能减排和替代进口等技术创新特点，以适应和满足这一市场需求和客户亟待解决的生产经营课题。
3、竞争优势分析。
目前，在国际市场上只有美国Derrick公司的叠层直线振动细筛与之竞争，其筛分细度、筛选效率、资源利用率等均达到了较高水平。在以下5方面具备竞争优势：
⑴、驱动方式与振动强度高。美国Derrick产品设汁为振动电机组驱动筛机整体参振，参振质量较大，振动强度为3～4g，筛网孔易堵；本产品设计为电磁激振器驱动传动装置拖动多组振动机构直接激振筛网，参振质量较小，振动强度高达8～lOg，筛网不易堵塞，且各层筛箱工作互不干涉。
⑵、设备能耗低。由于工作原理与振动方式设计不同， 本产品单机功耗仅为美国Derrick产品的87％。
⑶、对基础的动荷载小。美国Derrick产品因整机振动参振质最大，必须在基础设计时考虑其动荷载；本产品筛箱不参振，参振质量轻，且设计有二次减振，设备动载极小，对基础的动载在设计中可忽略不计，直接按照静荷载设计。
⑷.自动化程度高。美国Derrick产品只有简单的传统设备启停控制；本产品为液晶触摸屏人机对话控制，具备远程通讯与集中控制功能，订故障自动报臀，运行情况记录与历史查询等多种数字化功能。
⑸、价格优势明显，可替代进口产品。产品国际市场综合价格仅为美国Derrick产品的50～60％。因此，产品具备一定的国际竞争优势，，并优先考虑开拓东欧、西亚、蒙古、印度、东南亚等国家和地区的国际市场。
4、市场前景预测。
由于产品采用了5项授权的国家专利技术，其整体技术达到国内领先水平，国内市场目前尚无同类产品与之竞争。客户使用产品约3个月即可回收成本。加之产品的技术居国内领先、单机处理量大、节省占地、节能环保和社会效益显著，逐步取代了目前普遍应用的单层筛机而成为市场主流产品。
据估算，选矿行业市场年需求量约350台套，加上选煤、建材、化工等行业需求，目前年需求总最约500台套，并逐年增加，预测2015年需求量约800台套/年。
三、具体做法（过程）
1、完善项目产品的产业化规划。细化和完善成套生产工艺流程设计与布局，完善项目产品的制造技术标准；设计需要自制的专用生产和试验设备、工艺装备、胎具模具，完善项目产品的成套制造工艺技术，落实项目资金。
2、产品技术为国内领先。叠层复合振动筛系列产品的研制，改变了传统的筛机控制系统不具备通讯功能，无法实现集中控制，使得管理者和操作者难以对现场设备的工作状态进行及时了解和实施调整，以及现场生产环境不良和电源质量使得以单片机为核心的控制电路出现运行不稳定、故障率偏高、维护不方便等问题。产品结构设计先进，采用筛箱单元组合分层重叠并联的布置，自主研制了新型双向对称输出自平衡电磁激振系统与振动传递机构，实现了双振源驱动复合振动；筛箱表面喷涂了聚氨酯弹性体，改善了耐磨防腐性能；设备整体结构紧凑，占地面积小，能耗低，筛分率高；配套多功能及远程集中控制系统符合“数字化矿山”发展要求。从生产现场反馈意见看，该系统运行稳定，完全能够满足生产需要。产品经河北省矿山机械产品质量监督检验站检测，各项性能指标达到Q/LKB0l-2008标准要求。该产品获得6项专利，在筛机系统和结构上有多项创新。
3、进行生产条件准备和试生产。对需要采购的生产和检测设备进行选型评估，供应商比较，报价采购，设备安装调试与验收；对自制专用生产和试验设备、工艺装备、胎具模具实施物资原料和零部件采购、制造、外协加工、整机组装、安装调试、生产试验、改进完善与验收；对部分已不适用的旧设备和工艺装备进行评估，实施改造或予以淘汰更新：工艺装备制造，完善检测手段及检测设备；编制生产用物资采购与外协加工进料检验标准，编制生产用物资采购与外协计划，进行供应商评估、样品承认、实施生产物资采购与外协加工：完善生产岗位责任制。
4、配套生产作业工艺文件、生产技术标准。确定质量控制点及工序检验标准与方法，制定工时定额标准；进行生产组织调整，招聘所需生产人员，实施教育培训和上岗前考试，取得上岗资格后上线试生产。从试生产转入批量生产，逐步提升员工操作熟练程度，稳定提高产品质量，提高生产效率并对批量生产过程中发现的问题及时分忻和不断改善。
5、扩大产品宣传规模，开拓更大的市场空间。通过样本散发、网站发布、在权威专业技术杂志刊登广告和学术论文、参加专业学术会议和论坛、参加国际国内大型专业展会等各种方式宣传介绍项目产品。通过加强提高和完善售后服务水平与售后服务措施，不断提高企业和产品的信誉度，扩大产品的市场占有率，逐步提升产品的产销量，扩大市场份额。
产品初期以国内市场为主，并逐渐推向了国际市场。从初期的目标客户群是国内的特大型矿山公司，老客户起步，通过他们对公司的技术实力和质量的认知，以及国内特大型矿山对产品的应用产生良好的示范性，逐步推广向中小公司，使得产品良好的市场信誉度逐步外延，销售网络覆盖面逐步拓宽，销售渠道更加畅通，产品和服务的覆盖区域逐步扩展，并积极深入国外市场，实现出口创汇245.2万美元。
四、实施效果
1、产品设备运行稳定，降低客户采购成本。产品使用新型高效卧式振动系统，降低了设备整体高度，改善了和提升筛机单机处理量，占地面积减少，这就使得大型企业选矿厂由过去使用本公司单层筛产品数量降低了25%采购量（台套），大幅度降低了客户的设备采购成本。同时，每台可节省生产现场的占地面积约8平方米，极大地解决了企业生产场地狭窄且利用率不高的问题，经济效益与社会效益十分可观。
2、实现了不同现场产能规模及不同的现场应用选择，无人操作车间的自动化控制成为现实。叠层复合振动筛系列产品所采用的数字控制筛分系统的控制装置，具有独立完整知识产权，它使得产品实现了筛分系统工艺参数计算机管理，具有远程通讯和多功能集中控制功能。这一新技术的实现，极大地满足了符合我国企业未来实现信息化、数字化企业的发展方向。摒弃原来单机单控系统只能在现场调控，容易产生人为巡查疏失而影响生产不足，实现操作车间无人自动化控制成为功能，提高劳动生产效率。成为冶金选矿企业目前的首选
3、产品推广应用，使筛分物料的精度等级提高4—10％，筛分效率提高30％以上，并能给冶金选矿行业带来巨大的经济效益。在铁精粉品位、生产效率和能源节约方面，可提高经济效益10%以上，同时，降低了劳动强度，提高了管理水平，取得了良好的社会效益和经济效益，该控制系统在国内处于行业领先地位，具有国际先进水平。
4、突破了我国冶金选矿企业新建和改扩建工艺中的技术瓶颈。产品具备操作简单、效率高、功能低。动载小等特点，在规格型号和布置形式上形成系列化。多样化的产品结构模式，产品一经推出，立即得到市场的高度认可，截至目前为止，叠层电磁振动高频细网筛系列产品是公司产能提高了40%，新增产能600标准台/年，新增不锈钢编织复合细筛网产能42900㎡/年。
5、节能减排效能显著。本产投入市场以来，销售量累计达8000台，年处理铁矿石能力达20亿吨。每年增产的600标台，可替代进口高频筛费用约3688万美元。据估算，每年可减少二氧化碳排放量3500吨，减少粉尘排放量1750吨，并每年可为社会节约电能1600万千瓦时。同时产品切入金属尾矿的减量化、无害化，是矿山的二次资源利用和尾矿综合资源利用的必选设备，对节能减排和产业机构调整起到积极促进与推进作用。
6、产品的多项技术成果被鉴定为河北省科学技术成果。“叠层复合振动筛系列产品研制”、“电磁振动高频筛网多功能及远程集中控制系统”、“高频电磁振网筛再磨工艺推广”、“共振式高频电磁振网筛”“DX-MVS叠层电磁振动振网筛研制与推广”等均获“河北省科学技术成果奖”项和河北省科技成果证书。
五、持续改进措施
1、由于筛机外型不规则，是产品的出货吊装复杂程度与运输操作技术难度增加，需要使用吊装与运输专用辅助支架。
2、机架架构与操作空间应进一步完善。
3、继续开展其他物料分选的适用性研究，振动参数的优化和筛网的适用性研究，以满足国内外各行业的需求。
4、研究和改进电磁激振系统密封保护装置的快速启闭结构，提高维修方便性。
