鄭波
( 萊蕪鋼鐵集團有限公司，山東271104)
摘要: 高爐入爐冶煉中，如果燒結礦篩一次篩分的效率下降，燒結礦超標將會影響高爐的冶煉和燒結鋪底料的使用。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，穩定了燒結礦供給高爐的產量，提高了燒結礦篩分效果，也降低了電耗。
關鍵詞: 燒結機; 一次篩分; 升級改造
萊鋼型鋼煉鐵廠2 × 265 m2 燒結機整粒系統由三條線組成，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13 年，現在一篩已到使用周期。篩體已多處開裂，出現疲勞跡象，減震架開裂并且修復難度比較大，安裝位置已經變形，激振器更換頻繁，無法恢復到最佳狀態，當前設備狀況不能保證連續生產和穩定運行。
燒結礦篩分效率是影響高爐入爐冶煉的關鍵，一次篩分篩是燒結生產中粒度分級的第一道關口，主要承擔20 mm 燒結礦的分級，篩上＞ 20mm 入爐，篩下＜ 20 mm 進行二次篩分。
1 現狀分析
萊鋼型鋼煉鐵廠2 × 265 m2 燒結機投產以來，一次篩分采用直線振動篩，存在較多缺陷:
( 1) 開孔率低。一篩篩網為鑄孔篩板，鑄孔篩網的缺陷為開孔率低，僅為10% ～ 15%; 因為鑄板孔為有邊界的孔，其工作過程中是不變化的，導致臨界顆粒卡孔特別嚴重，且物料卡孔后不易排出，使篩網有效開孔率將遠遠低于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，給高爐槽下篩分設備帶來負擔，進而導致入爐物料中含粉量過高，高爐透氣性差，影響高爐的正常運行。
( 3) 能耗大，污染嚴重，篩體重達41 t，篩體灰塵不易控制，并且維護難度比較大。振動篩長期帶“病”工作，隨時可能出現突發狀況，嚴重影響生產。
2 方案研討
目前燒結礦篩分系統的主流產品以棒條篩為主，棒條篩篩分效率高，設備結構簡單，更換篩網、激振器方便，篩蓋為全密封結構能有效控制揚塵，此次設備改造主要是將直線振動篩改為棒條篩，對一篩進行整體改造。
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。篩面傾角加大，物料在篩面上的運動速度加大，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械構件強度的制約，振動強度提高，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，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 篩網結構改造
對于鑄板篩網振動篩，篩面傾角越大，物料的運動速度越大，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，這就要求在設計鑄板篩網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度和增大篩體寬度。
而懸臂篩網結構能解決這一矛盾，物料在懸臂篩網上的透篩能力與棒條傾角無關，篩面傾角可達30°。懸臂篩網結構由于沒有徑向橫條，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，即使有些臨界顆粒卡阻，也會在拋擲作用下和其他物料的沖刷撞擊下繼續向下運動，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。懸臂棒條振動篩結構簡圖見圖2。
篩體采用全密封結構，篩箱以上采用篩蓋全密封，下部漏斗采用軟質密封。篩體聯接除塵管網后內部形成負壓，極大地減少揚塵現象，由于密封效果好，所需除塵風量較少，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新技術，因3 臺振動篩是篩分過程中的首要核心機構，其結構設計是否達標是篩分效果的關鍵因素。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動進行激振，安裝質量不達標和安裝誤差過大都會直接影響篩分效果，制約燒結礦質量。故安裝尺寸難度在于與新舊漏斗的結合和公用線皮帶的合茬，其質量必須嚴格控制。
( 1) 根據2 × 265 m2 燒結機成品礦實際情況，設計采用以下結構: 改變篩網結構設計，解決篩子在運行中篩分效率低篩孔卡阻問題。將篩網改為棒條結構，篩網材質為高錳鋼，篩網開孔率45%，篩網分級為20 mm。
( 2) 設計篩面傾角27°，振幅7 mm ± 1 mm，安裝角度27°，振動頻率750 rmin，處理能力600 t，按設計要求與廠家結合提前制作篩體。
( 3) 利用燒結機停機機會拆除一臺直線篩，利用原直線篩基礎鋪設懸臂振動篩基礎，確定施工目標，找好定位，測量參考基準，做好標記。定位基準安裝時，依據圖紙確定統一基準，不可隨意變動。
( 4) 改造篩體進出口安裝在統一直線上，底座安裝尺寸上保持水平，篩體安裝角度一致，進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除塵管道，并設置插板，便于風量調節，有效地保證抑塵效果，振動篩出口敷設的運輸皮帶物料進出口加設擋料及密封裝置，保證在運輸過程中不偏斜、不撒料、不揚塵，運行平穩。
4 效益分析
通過對篩體升級改造的實施，燒結礦篩分效果較為理想，達到了提高高爐冶煉質量的效果。
4． 1 直接經濟效益
( 1) 電費: 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，每年節約電費( 30 － 11) × 4 × 24 × 365 × 80% × 0． 6 =32 萬元。
( 2) 維修費: 原一篩每年的備件費用主要包括篩板、激振器、傳動軸，預計80 萬元，改造后一篩每年的篩網、激振器備件費用20 萬元，改造后維修費用每年減少60 萬元。
( 3) 篩分效果好，產生粉末少，燒結礦成品率提高1． 5%。年產燒結礦按510 萬t 計算，燒結礦價格按70 元t，則每年可節約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下加油，每天的加油量比原一篩的加油量減少，實際節約油耗約3 萬元。
( 5) 年累計經濟效益: 38 + 60 + 535 + 3 = 636萬元。
4． 2 間接經濟效益
( 1) 改造后設備小型化，易于更換和維護，減輕了維修人員的勞動強度及工作量。
( 2) 保證了生產的穩定運行，設備可靠性增加。
( 3) 改善了現場的作業環境。因改造后篩體為環保型密封結構，所需風量較原篩所需風量低，而且有效地改善了現場環境。
( 4) 篩分效果好，產生粉末少，提高了高爐的利用系數，為降低焦比提供了良好的條件。
5 結語
通過對篩體升級改造的實施，燒結礦篩分效果較為理想，達到了高爐冶煉的效果。該項目效益明顯，而且對能源的節約、環保都具有重大意義。項目選定的工藝技術路線正確、合理、完善，技術先進成熟、性能穩定可靠，使用效果良好。本項目創造了一項鑄孔篩板升級改造棒條篩的新技術，具有較好的應用前景和推廣價值。實踐證明，振動篩升級改造技術條件成熟，完全滿足生產要求。