易寧
( 中冶華天工程技術有限公司, 江蘇 南京 210019)
摘 要: 分析了棒條篩的篩分特性, 并將其與普通振動篩用于集中篩分室在綜合性能指標等方面進行了對比。棒條篩具有結構簡單、處理量大、篩孔不易堵塞、工程綜合造價低等優點, 使用棒條篩對燒結礦進行分級比使用普通振動篩具有較大優勢。
關鍵詞: 棒條篩; 透篩率; 分層透篩; 綜合指標
1 前 言
燒結礦整粒是燒結生產中的重要環節, 目前國內主流的燒結礦整粒設備為橢圓等厚振動篩和直線振動篩。但最近幾年, 國內部分新建的燒結廠開始采用棒條篩來分級燒結礦, 且在多項工程中取得了不錯的效果。但工程實踐中發現, 許多燒結廠的技術人員對使用棒條篩分級燒結礦還存在或多或少的疑慮。本文對棒條篩的篩分特性進行了分析; 從工程設計的角度對棒條篩在燒結礦整粒中的應用與普通振動篩進行了對比分析, 以助棒條篩在燒結生產中推廣應用。
2 棒條篩的結構及工作原理
棒條篩主要由機架、篩箱、激振器系統、篩面和彈簧等組成, 其結構如圖 1 所示。
圖 2 為棒條篩的篩面結構示意圖, ( a)示意出呈階梯分布的篩網斷面, ( b) 示意出篩網的單層平面。棒條篩的篩網由長短不同的懸臂棒條組成, 材質一般為經過熱處理的彈簧鋼, 分級粒度范圍為 5~ 40 mm。
工作原理: 棒條篩屬于近似篩分設備, 通過電機帶動兩組激振器作相對轉動, 在篩體垂直方向產生激振力, 迫使篩箱產生一簡諧振動, 篩網產生直線運動軌跡[1]。
3 棒條篩的特性分析
3、1 篩網透篩率高
普通振動篩的篩網結構如圖 3 所示, 篩面多為固定篩板, 篩孔為梳齒型或人字型, 屬于封閉篩面, 易被小塊物料堵塞。而棒條篩為開放型篩面(見圖 2), 消除了篩網上的封閉凹坑, 即使有小塊物料堵塞, 也易在其它物料的沖刷下而脫落; 而且其開孔率高于封閉型篩面, 物料透過篩孔的概率大, 所以透篩率高[2]。
3、2 物料分層效果好
普通振動篩的篩面傾角一般為 8b~ 15b, 物料在篩面上的流動速度慢, 料層堆積較厚, 小顆粒物料不易穿透大顆粒物料間的間隙與篩面接觸, 分層效果不佳。而棒條篩的篩面傾角可達25b~ 32b, 物料流動速度快, 以小幅跳動為主, 料層變薄快; 同時篩面為階梯形式, 棒條的彈性產生二次振動, 使物料在篩面運動時, 大顆粒物料拋擲遠, 小顆粒物料拋擲近, 大小物料易分層,小物料更易與篩面接觸而透篩。圖 4 為棒條篩篩面上的物料分層示意圖。
3、3 篩孔不易堵塞
普通振動篩的篩孔形狀和尺寸是固定的,臨界顆粒落入篩孔后, 被上層物料擠壓, 不易被拋出, 易堵塞篩孔。而棒條篩篩網是由長度不同的彈性棒條組成, 在篩箱振動和物料沖擊下產生二次振動, 且篩棒的振動頻率不同, 造成篩棒間的間隙是變化的, 對臨界顆粒物料起到疏松和擠壓作用, 篩網防堵效果明顯。圖 5 為物料臨界顆粒在篩網上的受力示意圖[3]。
4 燒結廠設計中運用棒條篩與普通振動篩的綜合性能對比
4、1 燒結廠成品篩分室設計常用布置形式
目前, 國內新建的燒結廠燒結礦篩分大多分為三段, 其布置形式如下:
( 1) 三個篩分室串聯布置: 依次分離出> 20mm, 20~ 10 mm, < 5 mm 粒級的燒結礦。
( 2) 兩個篩分室串聯布置: 其中第一個篩分室為 20 mm 的分級篩, 第二個篩分室為10 mm、5 mm 的分級篩合并布置; 或第一個篩分室為 10mm、20 mm 的分級篩合并布置, 第二個篩分室為 5 mm 的分級篩。
( 3) 集中篩分室布置: 依次為 5 mm、10 mm、20 mm 的三種分級篩串聯; 或一次篩為 5 mm 分級篩與二次篩為 10 mm、20 mm的兩段篩串聯;或一次篩為 10 mm、5 mm 的雙層分級篩與二次篩為 20 mm的分級篩串聯。
因集中篩分室具有占地面積小、收塵點集中、操作管理方便等優點, 近年來新建燒結廠采用較多。本文以180 m2燒結機工程中集中篩分室使用橢圓等厚振動篩和棒條篩來作綜合性能對比。
采用橢圓等厚振動篩的 180 m2燒結機集中篩分室配置形式為: 成品篩分室設置兩個篩分系列, 正常生產時一用一備, 也可同時生產。每個系列設有 3090 橢圓等厚振動篩兩臺(分別為一段篩和二段篩), 其中一段篩分級點為 5 mm,最下層< 5 mm 粒級的篩下產品作為返礦; 篩上5~ 150 mm 粒級的產品進入二段篩( 二、三次篩分)。二段篩為分級點 10 mm, 20 mm 的雙段篩, 篩下 10~ 20 mm 的產品作為鋪底料, 多余部分進入成品系統, 篩下 5~ 10 mm的產品與篩上> 20 mm 的產品進入成品輸送系統。車間主要配置(斷面)如圖 6。
采用棒條篩的 180 m2燒結機集中篩分室配置形式為: 成品篩分室設置兩個篩分系列, 正常生產時一用一備, 也可同時生產。每個系列設有185@650 棒條篩兩臺(分別為一段篩和二段篩) , 其中一段篩將一、二次篩分合并為一臺雙層篩, 篩孔分級點分別為 10 mm、5 mm; 最下層< 5 mm 粒級的篩下產品作為返礦, 中間 5~ 10mm 粒級產品進入成品輸送系統, 最上層 10~150 mm 粒級的篩上產品進入二段篩 ( 三次篩分)。二段篩篩孔分級點為 20 mm, 篩下 10~ 20mm 的產品作為鋪底料由鋪底料皮帶送往燒結室, 多余部分進入成品系統, 篩上> 20 mm 的產品作為大粒級產品, 進入成品輸送系統。車間主要配置(斷面)如圖 7。
4、2 180 m2燒結機采用橢圓等厚振動篩與棒條篩的設備參數對比
因棒條篩與橢圓等厚振動篩的結構及篩面有所不同, 由此兩種不同形式的篩子在設備參數上也有較大區別。我們以單臺橢圓等厚振動篩與棒條篩作對比, 詳見表 1。
從表 1 可以看出, 相同處理能力的棒條篩與橢圓等厚振動篩相比, 篩面尺寸小, 篩面傾角大, 配用電機功率小, 設備重量輕。正因為棒條篩的篩分特性比普通振動篩有較多優勢, 故設備參數上也有較大區別。
4、3 180 m2燒結機采用集中篩分室的綜合指標對比
燒結廠成品篩分室的設計應從多方面考慮, 既要考慮技術的先進性、經濟性, 還要考慮生產維護的便利性。表 2 為 180 m2燒結機集中篩分室分別采用橢圓等厚振動篩和棒條篩的綜合指標對比表。
棒條篩設備體積小, 重量輕, 在采用集中篩分室配置的方式下, 廠房高度、占地面積、設備基礎都較小; 且因同比條件下棒條篩篩面小, 罩體多用軟性材料密封, 密封效果較好, 所需的除塵風量也較小; 棒條篩配用的電機功率較小, 比普通振動篩更節能; 相應的公輔配套設施也更節約。從表 2 中可以看出, 采用棒條篩的集中篩分室在本體工程造價、場地占用面積、能源消耗、生產維護等方面, 均比采用橢圓等厚振動篩的篩分室有較多優勢, 僅僅是在篩板壽命這一項略低于橢圓等厚振動篩。
5 結 語
由于棒條篩采用了階梯彈性棒條式篩面,由此帶來了非常突出的優點:
(1) 與普通振動篩同比條件下, 篩分效率高、篩網不易堵料、設備重量輕。
( 2) 采用棒條篩的集中成品篩分室, 可有效減少占地面積, 降低工程綜合造價, 節約生產過程中的能源消耗, 降低生產維護成本。
但實踐中也發現, 棒條篩還存在以下問題,有待進一步改進:
( 1) 棒條篩篩板壽命略短于普通振動篩篩板, 僅為 4~ 6 月, 在棒條的材質上還有待進一步研究。
( 2) 目前, 棒條篩篩板維護為整片更換, 若改為單根更換, 將更有利于降低維護成本。
棒條篩因其獨特的特點, 為鋼鐵企業帶來了較好的經濟效益, 若對其缺陷加以改進, 燒結礦整粒篩分采用棒條篩是一個非常不錯的選擇。
參考文獻
[ 1] 賀興書 1 機械振動學[ M]1 上海: 上海交通大學出版社,19981
[ 2] 陳舉華, 許京偉, 史巖彬 1 彈性懸臂篩網及其篩分機理研究[J]1 中國機械工程, 2004, 15(20): 1797- 18001
[ 3] 顧永強, 方治華, 朱云 1 梯流棒條篩與普通篩面振動篩篩分效率的對比研究[J]1 內蒙古石油化工, 2006, 32(5): 9- 101