轉(zhuǎn)爐在線石灰篩分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孫吉才

（萊蕪鋼鐵冶金生態(tài)工程技術(shù)有限公司 山東萊蕪）

一、前言

生石灰作為煉鋼的一種重要原料，按照YB/T042-2004要求，粒度在5～50 mm，＜5 mm的不允許超10%。某煉鋼廠有兩座80 t轉(zhuǎn)爐，年產(chǎn)230萬噸普碳鋼和合金鋼，日消耗生石灰300 t以上。因運(yùn)輸路線長和環(huán)節(jié)較多等原因使粉面含量高達(dá)15%左右，嚴(yán)重影響優(yōu)鋼質(zhì)量，且小顆粒及粉面易被煙氣帶走，影響煙道抽煙效果和除塵穩(wěn)定運(yùn)行。為此，充分論證后，設(shè)計(jì)安裝一套在線振動(dòng)篩分給料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)石灰塊、粉有效分離，效果理想。

二、設(shè)計(jì)原則

生石灰篩分后儲(chǔ)存時(shí)間和輸送距離越短越好，設(shè)備簡單可靠，易于操作和維護(hù)，投資少。

三、技術(shù)方案設(shè)計(jì)

生石灰供應(yīng)流程如圖1所示，汽車從外運(yùn)到南山散裝料場，經(jīng)180 m長皮帶送到轉(zhuǎn)爐37.3 m高位石灰倉，再經(jīng)振動(dòng)給料器落入稱量料斗，稱量后進(jìn)轉(zhuǎn)爐。

圖1 生石灰輸送流程圖

1.方案設(shè)計(jì)

經(jīng)多次對現(xiàn)場輸送線路和空間勘查和分析，確認(rèn)僅在振動(dòng)給料器及周邊空間相對寬裕，改造難度較小，設(shè)備布局見圖2。

根據(jù)上述情況及設(shè)計(jì)原則，只要設(shè)計(jì)出一套以一臺(tái)振動(dòng)篩分給料裝置為核心的篩分系統(tǒng)替代現(xiàn)有振動(dòng)給料器，使篩上物為合乎入轉(zhuǎn)爐要求的石灰塊料，就可以滿足工藝需要。新石灰供應(yīng)流程如圖3所示。生石灰篩分系統(tǒng)主要分為振動(dòng)篩分裝置、粉料收集系統(tǒng)、除塵及電控系統(tǒng)等4部分。

圖2 原有下料設(shè)備布局

圖3 新生石灰供應(yīng)流程圖

（1）振動(dòng)篩分裝置。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)計(jì)制造一臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊、有振動(dòng)、篩分及給料等功能的設(shè)備，取代現(xiàn)有振動(dòng)給料器，實(shí)現(xiàn)塊、粉適度分離，塊料落入稱量料斗，粉料進(jìn)收集系統(tǒng)。

（2）石灰粉料收集系統(tǒng)。收集系統(tǒng)由皮帶、承接料斗、導(dǎo)料管和匯集倉組成。B500封閉皮帶南北長30 m，位于振動(dòng)篩分裝置粉料出口下方。皮帶南端輥筒下接料斗，直徑159 mm管道連接其下口和7.6 m平臺(tái)下匯集倉。匯集倉長3 m×寬3 m×高2 m，卸料扇形閥由氣缸驅(qū)動(dòng)。

（3）除塵系統(tǒng)。各落料點(diǎn)區(qū)采用帆布密封防塵，并有粉塵捕集罩，并用管道轉(zhuǎn)爐除塵設(shè)施連在一起。

（4）電控系統(tǒng)。皮帶和振動(dòng)篩分等設(shè)備可現(xiàn)場就地操作，亦可用轉(zhuǎn)爐主控室微機(jī)遠(yuǎn)程控制。

2.振動(dòng)篩分給料器設(shè)計(jì)

本設(shè)備采用懸臂棒條結(jié)構(gòu)，與其他類型的篩相比，有一定優(yōu)勢。如，篩孔不易堵塞，篩分效率＞80%。同等處理量和條件下，占用空間小，重量比其他篩輕40%，投資少，使用壽命長。振幅小，可減少塊料破碎生成細(xì)小顆粒幾率。

（1）懸臂棒條篩結(jié)構(gòu)和工作原理。懸臂篩網(wǎng)為一組彈性棒條等間距平行排列，橫梁固定一端，另一端懸臂，構(gòu)成一組懸臂彈性篩網(wǎng)。若干組懸臂彈性篩網(wǎng)以橫梁為首，自由端為尾，按階梯形從下到上、首尾重疊傾斜排列，構(gòu)成彈性篩面（圖4）。棒條自由端釋放了對其二次振動(dòng)的約束，使長條篩孔形狀和尺寸隨時(shí)變化，可有效減少臨界顆粒夾塞的幾率。

（2）棒條相關(guān)參數(shù)。棒條選擇遵循篩子結(jié)構(gòu)與物料特性相適應(yīng)原則。并從適用性、可得性和經(jīng)濟(jì)性3方面來考慮篩子的粒度控制和處理能力。

通常，棒條材料選用60Si2Mn彈簧鋼；考慮其強(qiáng)度和變形，棒條長210～280 mm、直徑6～8 mm。因棒條受力復(fù)雜，末端振動(dòng)方向和幅度多變，因此，篩網(wǎng)由直徑6 mm和8 mm棒條間隔布置，長度取220 mm。這既提高開孔率，又能充分發(fā)揮棒條二次振動(dòng)特性。

根據(jù)篩分效率公式測算，篩分效率最大為50%即可、要求低。鑒于篩上物料具有分層效果好和透篩率高特點(diǎn)，采用單層篩，篩面由4組棒條篩網(wǎng)首尾重疊串聯(lián)而成。根據(jù)現(xiàn)場空間條件確定篩面長寬均為1 m，傾角定為20°。

圖4 篩面布置結(jié)構(gòu)示意

棒條末端間隙變化相當(dāng)大。如長260 mm棒條，直徑6 mm和8 mm棒條末端撓度達(dá)8 mm和5 mm，縫隙變化率分別為71.5%及35%。為此，棒條間隙向下取為5 mm，而不是常規(guī)的4/3倍粒度。這可降低長度＞5 mm的扁片狀石灰塊的篩下概率，相當(dāng)于變相地增加了“難篩粒”的含量，減少不必要的浪費(fèi)，本裝置參數(shù)見表1。

表1 振動(dòng)篩分給料裝置參數(shù)

四、設(shè)備安裝與調(diào)試

設(shè)備安裝按分項(xiàng)實(shí)施、先易后難原則組織，先安裝，如皮帶機(jī)、除塵管道、導(dǎo)灰管道、匯集倉等項(xiàng)目，最后在長時(shí)停爐檢修時(shí)安裝振動(dòng)篩分給料裝置。受現(xiàn)設(shè)備和空間限制，振動(dòng)篩分裝置安裝須對高位石灰倉和稱量料斗做相應(yīng)改造，見圖5。

圖5 在線篩分裝置安裝圖

（1）將高位石灰倉下端短直方形接口向上切割除300 mm，向上騰出部分安裝高度空間。

（2）稱量料斗東側(cè)上端斜向下割除改造，改成斜封閉面。

篩分裝置通過四組懸掛裝置懸掛在高位石灰倉壁上的支架上。其進(jìn)、出口分別與高位石灰倉下口、稱量斗上口對正，粉料落點(diǎn)B500皮帶中間區(qū)，帆布軟聯(lián)接密封將各對接部位。安裝好的篩箱各部位無碰、擦現(xiàn)象，懸掛彈性良好。

所有設(shè)備安裝完成后進(jìn)行空載和和負(fù)載試車，無異常后，投入正常使用。

五、效果及結(jié)論

系統(tǒng)投用后，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。石灰塊與粉有效分離，入爐生石灰＜5 mm粉料含量保持在8%左右，鋼水質(zhì)量得到保障，年創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益160萬元以上。本系統(tǒng)簡單實(shí)用，改造和運(yùn)行費(fèi)用低，具有較好的應(yīng)用和推廣價(jià)值。