鄭波
( 萊蕪鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東271104)
摘要: 高爐入爐冶煉中，如果燒結(jié)礦篩一次篩分的效率下降，燒結(jié)礦超標(biāo)將會影響高爐的冶煉和燒結(jié)鋪底料的使用。通過對萊鋼型鋼煉鐵廠的一次篩分室3 臺一篩的升級改造，穩(wěn)定了燒結(jié)礦供給高爐的產(chǎn)量，提高了燒結(jié)礦篩分效果，也降低了電耗。
關(guān)鍵詞: 燒結(jié)機(jī); 一次篩分; 升級改造
萊鋼型鋼煉鐵廠2 × 265 m2 燒結(jié)機(jī)整粒系統(tǒng)由三條線組成，兩用一備，分為一篩、二篩、三篩，一篩為直線篩，分級粒度20 mm 共三臺。一篩在線使用已達(dá)13 年，現(xiàn)在一篩已到使用周期。篩體已多處開裂，出現(xiàn)疲勞跡象，減震架開裂并且修復(fù)難度比較大，安裝位置已經(jīng)變形，激振器更換頻繁，無法恢復(fù)到最佳狀態(tài)，當(dāng)前設(shè)備狀況不能保證連續(xù)生產(chǎn)和穩(wěn)定運(yùn)行。
燒結(jié)礦篩分效率是影響高爐入爐冶煉的關(guān)鍵，一次篩分篩是燒結(jié)生產(chǎn)中粒度分級的第一道關(guān)口，主要承擔(dān)20 mm 燒結(jié)礦的分級，篩上＞ 20mm 入爐，篩下＜ 20 mm 進(jìn)行二次篩分。
1 現(xiàn)狀分析
萊鋼型鋼煉鐵廠2 × 265 m2 燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)以來，一次篩分采用直線振動篩，存在較多缺陷:
( 1) 開孔率低。一篩篩網(wǎng)為鑄孔篩板，鑄孔篩網(wǎng)的缺陷為開孔率低，僅為10% ～ 15%; 因?yàn)殍T板孔為有邊界的孔，其工作過程中是不變化的，導(dǎo)致臨界顆?？滋貏e嚴(yán)重，且物料卡孔后不易排出，使篩網(wǎng)有效開孔率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10%。
( 2) 篩分效率較低，僅為45%左右，造成物料篩分不徹底，成品料中含粉量過高，給高爐槽下篩分設(shè)備帶來負(fù)擔(dān)，進(jìn)而導(dǎo)致入爐物料中含粉量過高，高爐透氣性差，影響高爐的正常運(yùn)行。
( 3) 能耗大，污染嚴(yán)重，篩體重達(dá)41 t，篩體灰塵不易控制，并且維護(hù)難度比較大。振動篩長期帶“病”工作，隨時可能出現(xiàn)突發(fā)狀況，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。
2 方案研討
目前燒結(jié)礦篩分系統(tǒng)的主流產(chǎn)品以棒條篩為主，棒條篩篩分效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，更換篩網(wǎng)、激振器方便，篩蓋為全密封結(jié)構(gòu)能有效控制揚(yáng)塵，此次設(shè)備改造主要是將直線振動篩改為棒條篩，對一篩進(jìn)行整體改造。
振動篩的篩面傾角、篩面開孔率對振動篩處理能力有較大的影響，振動頻率、振幅、振動角也是較為關(guān)鍵的因素。
2． 1 篩面傾角
篩面與水平面之間的夾角，為篩面傾角。篩面傾角與振動篩的處理能力及篩分效率密切相關(guān)。篩面傾角加大，物料在篩面上的運(yùn)動速度加大，處理量隨之加大，但物料在篩面上停留時間縮短，篩分效率降低。
2． 2 篩面開孔率
篩面開孔率增大時，將增大物料的透篩概率，提高振動篩的處理能力，開孔率小時將減少物料的透篩概率，降低振動篩處理能力。
2． 3 振幅與頻率
振幅與頻率受到振動機(jī)械構(gòu)件強(qiáng)度的制約，振動強(qiáng)度提高，將有利于物料的分層，因此大顆粒物料宜采用大振幅、較低頻率，而細(xì)小顆粒物料采用小振幅、高頻率。
2． 4 振動方向角
振動方向角加大，將增加物料在篩面上跳動次數(shù)，可增加透篩率，減少振動角則可以增大物料輸送速度，提高處理能力。
2． 5 篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)改造
對于鑄板篩網(wǎng)振動篩，篩面傾角越大，物料的運(yùn)動速度越大，處理量也越大; 同時物料的透篩能力減少，物料的篩分效率下降，這就要求在設(shè)計(jì)鑄板篩網(wǎng)振動篩的篩面傾角時，要綜合平衡處理量和篩分效率之間的矛盾，篩面傾角一般在12° ～15°。如果仍然需要增大處理量，就要考慮加大拋擲強(qiáng)度和增大篩體寬度。
而懸臂篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)能解決這一矛盾，物料在懸臂篩網(wǎng)上的透篩能力與棒條傾角無關(guān)，篩面傾角可達(dá)30°。懸臂篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)由于沒有徑向橫條，表面沒有凹坑，篩面從上到下是流暢的，使得物料不容易卡堵，即使有些臨界顆?？ㄗ?，也會在拋擲作用下和其他物料的沖刷撞擊下繼續(xù)向下運(yùn)動，消除了鑄板篩板易堵料的問題。
以鑄孔直線篩改造為懸臂棒條振動篩，如圖1 所示。懸臂棒條振動篩結(jié)構(gòu)簡圖見圖2。
篩體采用全密封結(jié)構(gòu)，篩箱以上采用篩蓋全密封，下部漏斗采用軟質(zhì)密封。篩體聯(lián)接除塵管網(wǎng)后內(nèi)部形成負(fù)壓，極大地減少揚(yáng)塵現(xiàn)象，由于密封效果好，所需除塵風(fēng)量較少，減少能耗損失。
3 改造方案
直線鑄造篩板振動篩改懸臂棒條振動篩是一項(xiàng)新技術(shù)，因3 臺振動篩是篩分過程中的首要核心機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否達(dá)標(biāo)是篩分效果的關(guān)鍵因素。懸臂棒條振動篩是一種直線式振動篩，采用雙激振器反向同步轉(zhuǎn)動進(jìn)行激振，安裝質(zhì)量不達(dá)標(biāo)和安裝誤差過大都會直接影響篩分效果，制約燒結(jié)礦質(zhì)量。故安裝尺寸難度在于與新舊漏斗的結(jié)合和公用線皮帶的合茬，其質(zhì)量必須嚴(yán)格控制。
( 1) 根據(jù)2 × 265 m2 燒結(jié)機(jī)成品礦實(shí)際情況，設(shè)計(jì)采用以下結(jié)構(gòu): 改變篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，解決篩子在運(yùn)行中篩分效率低篩孔卡阻問題。將篩網(wǎng)改為棒條結(jié)構(gòu)，篩網(wǎng)材質(zhì)為高錳鋼，篩網(wǎng)開孔率45%，篩網(wǎng)分級為20 mm。
( 2) 設(shè)計(jì)篩面傾角27°，振幅7 mm ± 1 mm，安裝角度27°，振動頻率750 rmin，處理能力600 t，按設(shè)計(jì)要求與廠家結(jié)合提前制作篩體。
( 3) 利用燒結(jié)機(jī)停機(jī)機(jī)會拆除一臺直線篩，利用原直線篩基礎(chǔ)鋪設(shè)懸臂振動篩基礎(chǔ)，確定施工目標(biāo)，找好定位，測量參考基準(zhǔn)，做好標(biāo)記。定位基準(zhǔn)安裝時，依據(jù)圖紙確定統(tǒng)一基準(zhǔn)，不可隨意變動。
( 4) 改造篩體進(jìn)出口安裝在統(tǒng)一直線上，底座安裝尺寸上保持水平，篩體安裝角度一致，進(jìn)出料漏斗安裝尺寸與篩體間距為80 mm，篩下漏斗與原料倉結(jié)合面焊接防止溢塵，在篩后料倉的封堵面上加入孔，便于篩下漏斗檢查。
( 5) 篩上和出料口處加設(shè)除塵管道，并設(shè)置插板，便于風(fēng)量調(diào)節(jié)，有效地保證抑塵效果，振動篩出口敷設(shè)的運(yùn)輸皮帶物料進(jìn)出口加設(shè)擋料及密封裝置，保證在運(yùn)輸過程中不偏斜、不撒料、不揚(yáng)塵，運(yùn)行平穩(wěn)。
4 效益分析
通過對篩體升級改造的實(shí)施，燒結(jié)礦篩分效果較為理想，達(dá)到了提高高爐冶煉質(zhì)量的效果。
4． 1 直接經(jīng)濟(jì)效益
( 1) 電費(fèi): 改造前兩條線振動篩功率，一篩直線篩功率為4 × 30 kW，改造后為4 × 11 kW，每年節(jié)約電費(fèi)( 30 － 11) × 4 × 24 × 365 × 80% × 0． 6 =32 萬元。
( 2) 維修費(fèi): 原一篩每年的備件費(fèi)用主要包括篩板、激振器、傳動軸，預(yù)計(jì)80 萬元，改造后一篩每年的篩網(wǎng)、激振器備件費(fèi)用20 萬元，改造后維修費(fèi)用每年減少60 萬元。
( 3) 篩分效果好，產(chǎn)生粉末少，燒結(jié)礦成品率提高1． 5%。年產(chǎn)燒結(jié)礦按510 萬t 計(jì)算，燒結(jié)礦價格按70 元t，則每年可節(jié)約510 × 70 × 1． 5% =535 萬元。
( 4) 激振器加油量明顯減少，原兩臺一篩的加油量為每年約2 × 3 萬元，改造后振動篩在工作狀態(tài)下加油，每天的加油量比原一篩的加油量減少，實(shí)際節(jié)約油耗約3 萬元。
( 5) 年累計(jì)經(jīng)濟(jì)效益: 38 + 60 + 535 + 3 = 636萬元。
4． 2 間接經(jīng)濟(jì)效益
( 1) 改造后設(shè)備小型化，易于更換和維護(hù)，減輕了維修人員的勞動強(qiáng)度及工作量。
( 2) 保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備可靠性增加。
( 3) 改善了現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境。因改造后篩體為環(huán)保型密封結(jié)構(gòu)，所需風(fēng)量較原篩所需風(fēng)量低，而且有效地改善了現(xiàn)場環(huán)境。
( 4) 篩分效果好，產(chǎn)生粉末少，提高了高爐的利用系數(shù)，為降低焦比提供了良好的條件。
5 結(jié)語
通過對篩體升級改造的實(shí)施，燒結(jié)礦篩分效果較為理想，達(dá)到了高爐冶煉的效果。該項(xiàng)目效益明顯，而且對能源的節(jié)約、環(huán)保都具有重大意義。項(xiàng)目選定的工藝技術(shù)路線正確、合理、完善，技術(shù)先進(jìn)成熟、性能穩(wěn)定可靠，使用效果良好。本項(xiàng)目創(chuàng)造了一項(xiàng)鑄孔篩板升級改造棒條篩的新技術(shù)，具有較好的應(yīng)用前景和推廣價值。實(shí)踐證明，振動篩升級改造技術(shù)條件成熟，完全滿足生產(chǎn)要求。