新型懸臂棒條篩網(wǎng)的應(yīng)用

李長東，王慶豐，曹寧昌，寧小鋒，林澤勇，秦娜

安陽鋼鐵集團(tuán)有限公司煉鐵廠 ，河南 安陽 455004

安鋼煉鐵廠 1#高爐設(shè)計容積2 200m3，于2005年10月投產(chǎn)，槽下燒結(jié)礦和球團(tuán)一直使用梳齒型鑄板礦篩。經(jīng)實踐證明，此型篩網(wǎng)開孔率低、篩分效率差，無法滿足冶煉的需要。因此與濟(jì)南中燃科技發(fā)展有限公司研討，進(jìn)行了“高爐槽下篩分系統(tǒng)改造”的攻關(guān)項 目。

一、現(xiàn)場篩分情況分析

1.梳齒型鑄板礦篩效果測試

經(jīng)多次顆粒取樣檢驗，篩上物＜5mm的顆粒達(dá)12%以上，超過了5%的指標(biāo)；返礦中＞5mm的合格品約20%，篩分效率在40%左右，充分說明原振動篩篩分處理效率低，不能滿足精料操作要求，不僅入爐粉末高，影響爐況的透氣性，而且返礦顆粒中合格品率超標(biāo)，造成原料浪費(fèi)。

2.原梳齒型鑄板礦篩存在的問題

通過現(xiàn)場取樣分析調(diào)研，發(fā)現(xiàn)原礦篩（圖1）的設(shè)計結(jié)構(gòu)沒有考慮到燒結(jié)礦的物料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與生產(chǎn)工藝流程相匹配，存在以下幾方面的問題。

（1）原振動篩采用雙層固定篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)，篩孔為梳齒型或人字型，上層篩孔16mm，下層篩孔5mm，礦篩篩孔形狀呈梳齒型，有效篩分面積較小，約占篩面的30%～40%；篩分運(yùn)行過程中不規(guī)則的燒結(jié)顆?；蚺R界篩孔顆粒易卡堵篩孔，進(jìn)一步減少篩孔面積，造成大量的小于5mm的燒結(jié)顆粒進(jìn)入高爐，影響高爐操作的透氣 性。

（2）原振動篩安裝傾角為15°，給料機(jī)直接把料流落在篩面上，物料在篩面上的流動速度慢，與給料機(jī)的給料速度不能很好地配合，造成料層在篩面上堆積較厚（一般可到200～250mm）。物料分層達(dá)不到預(yù)想的效果，小顆粒物料與篩面沒有經(jīng)過直接接觸，物料在篩面上出現(xiàn)篩不透現(xiàn)象，降低了篩分效果；料流直接沖擊篩面，篩網(wǎng)受到料流的沖擊磨損較大，易造成篩網(wǎng)斷裂。

圖1 改造前棒條篩網(wǎng)振動篩及篩網(wǎng)

（3）篩網(wǎng)同篩箱安裝固定形同一體，只有一次簡諧振動，物料在篩分和流動過程中與篩面基本上呈滑動摩擦，小顆粒物料與篩面沒有經(jīng)過直接接觸，一旦進(jìn)入篩孔的小顆粒燒結(jié)礦不易被拋出；同時過厚的料層增加了單位料面的載荷，減低了振動幅度。

（4）原篩型比較笨重，激振源為上振式，篩網(wǎng)為2層鑄板篩網(wǎng)，整套重量約1.5t，在運(yùn)行過程經(jīng)常發(fā)生篩網(wǎng)斷裂或斷齒現(xiàn)象，事故率高，檢修更換篩網(wǎng)工作量較大。

二、新型懸臂棒條篩網(wǎng)振動篩結(jié)構(gòu)改造

1.懸臂篩網(wǎng)篩面結(jié)構(gòu)的改造

（1）懸臂篩面結(jié)構(gòu)。本著篩面結(jié)構(gòu)與不規(guī)則的燒結(jié)物料顆粒特性相適應(yīng)的特點(diǎn)，將篩孔改造為具有彈性變形的單面雙層棒條篩網(wǎng)，篩網(wǎng)由一組相互平行的彈簧鋼棒條和固定梁組成，棒條采用60Si2Mn彈簧鋼，一端固定在方形梁上，另一端懸臂，長短交替排列，篩網(wǎng)分級粒度為5mm；懸臂棒條長度保持在260～280mm，棒條下方水平設(shè)置可活動可旋轉(zhuǎn)的自清理擊打管，便于隨振動篩同步振動，起到清理棒條的效果；篩面傾角30～35°的網(wǎng)狀篩面，每層略有重疊；篩面布料板采用聚酯陶瓷襯板。

（2）懸臂篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。篩孔為開孔長條形，且棒條為彈簧鋼，一端固定，另一端懸臂，長短交替排列，懸臂棒條在激振器的振幅下會產(chǎn)生交變的二次振幅，使篩孔的形狀和尺寸大小不斷變化，因此不會出現(xiàn)不規(guī)則的燒結(jié)顆粒或臨界篩孔顆粒易卡堵篩孔；自清理裝置擊打管，在振動時會猛烈地?fù)舸蚝Y網(wǎng)，使篩孔處于動態(tài)高頻振蕩狀態(tài)，將堵塞物及篩面上的附著物清理掉；篩面傾角加大到30°后，篩面上到物料在懸臂棒條的二次振幅下呈拋物線形式，物料流動速度較快；分層效果較好，較大顆粒的燒結(jié)塊與篩面的呈點(diǎn)狀接觸，在送料過程中基本上脫離了篩面，較小的燒結(jié)顆粒與篩面接觸便于分級，同時降低了單位面積的載荷；整體篩面呈30°布置，而每層棒條呈水平設(shè)置，這樣可保持物料在通過整個篩面上的厚度和流動速度基本相同，既保證了整個過篩面積的充分利用，又使篩孔形狀、尺寸、振動強(qiáng)度穩(wěn)定，使篩網(wǎng)磨損量變小、延長了使用壽命。

（3）改造后的焦丁篩（圖2）采用聚氨酯陶瓷管棒條，襯板采用高密度聚氨酯襯板，消除了焦粉對棒條和篩箱襯板的腐蝕磨 損。

2.篩箱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

（1）配套給料機(jī)的改進(jìn)。給料機(jī)出口密封采用彈性密封條，襯板采用聚氨酯陶瓷塊襯板，進(jìn)一步改善了除塵密封，延長了給料機(jī)壽命。

（2）供料、布料方式改造。在給料機(jī)出料口下部（篩箱后部）增設(shè)了水平布料板，利用振動篩的振動，類似給料機(jī)的功能，使料層在篩面均勻分布，料層厚度降低至50mm左右。提高了篩面的利用率，同時也避免了停機(jī)時料流下滑，造成計量不準(zhǔn)確。

（3）振動方式改造。原振動篩驅(qū)動源電機(jī)、激振器為上振式，都在篩箱的上部，傳動連接采用萬向聯(lián)軸器，兩個激振器存在振動方面的不同步、故障率高、檢修維護(hù)更換篩網(wǎng)不方便的問題；改造后將電機(jī)、激振器改為下振式，2個激振器同軸連接，振動篩啟振時實現(xiàn)了同步，故障率低，基本實現(xiàn)了免維護(hù)。

（4）篩箱外形設(shè)計改進(jìn)。篩箱預(yù)留了6個檢修觀察孔，便于檢查；振動篩各連接點(diǎn)采用彈性密封條密封，篩上防塵罩采用耐磨橡膠皮，可吸塵。這些改進(jìn)不僅改善了除塵效果，而且減輕了篩箱重 量。

（5）電動機(jī)改型。由于篩箱重量的減輕，降低了電動機(jī)的運(yùn)行負(fù)荷，將2臺11kW電機(jī)改為2臺5.5kW，降低了電能消耗。

三、改造效果

改造后篩子如圖3所示。

圖2 改造后焦丁篩

圖3 改造后篩子

（1）提高了燒結(jié)篩的篩分效率，進(jìn)一步優(yōu)化了燒結(jié)礦入爐顆粒指標(biāo)。懸臂棒條振動篩篩分效果較好，經(jīng)粒度取樣分析分級檢驗，篩上物<5mm的量為1.21%；返礦粉>5mm量低于6%；篩分處理量可達(dá)600t/h；篩分效果優(yōu)于梳齒型礦篩，篩分效率達(dá)85%以上，保證了高爐精料操作，完全達(dá)到了高爐冶煉對燒結(jié)礦入爐粒度的要 求。

（2）因篩面設(shè)計為30°的傾角和篩網(wǎng)棒條產(chǎn)生的二次振幅，大顆粒的燒結(jié)礦呈拋物線形式在篩面上滾落，小顆粒物料直接接觸篩面，物料分層效果較好，減少了物料對棒條的滑動磨損量。

（3）降低了電能消耗。每年可節(jié)約電能約622 080kW·h，節(jié)約用電成本約28萬元/年。

（4）處理焦丁量明顯增加，高爐入爐焦丁量可達(dá)1 000kg/批以上。為進(jìn)一步增加焦丁處理量、降低焦比創(chuàng)造了條件。

（5）設(shè)備運(yùn)行狀況較好，基本實現(xiàn)了設(shè)備免維護(hù)。經(jīng)過1年多的運(yùn)行，懸臂篩網(wǎng)使用壽命最長可達(dá)10個月以上，是原梳齒篩網(wǎng)壽命的2～3倍，降低了設(shè)備維護(hù)成本和勞動強(qiáng)度。