郑波
( 莱芜钢铁集团有限公司，山东271104)
摘要: 高炉入炉冶炼中，如果烧结矿筛一次筛分的效率下降，烧结矿超标将会影响高炉的冶炼和烧结铺底料的使用。通过对莱钢型钢炼铁厂的一次筛分室3 台一筛的升级改造，稳定了烧结矿供给高炉的产量，提高了烧结矿筛分效果，也降低了电耗。
关键词: 烧结机; 一次筛分; 升级改造
莱钢型钢炼铁厂2 × 265 m2 烧结机整粒系统由三条线组成，两用一备，分为一筛、二筛、三筛，一筛为直线筛，分级粒度20 mm 共三台。一筛在线使用已达13 年，现在一筛已到使用周期。筛体已多处开裂，出现疲劳迹象，减震架开裂并且修复难度比较大，安装位置已经变形，激振器更换频繁，无法恢复到最佳状态，当前设备状况不能保证连续生产和稳定运行。
烧结矿筛分效率是影响高炉入炉冶炼的关键，一次筛分筛是烧结生产中粒度分级的第一道关口，主要承担20 mm 烧结矿的分级，筛上＞ 20mm 入炉，筛下＜ 20 mm 进行二次筛分。
1 现状分析
莱钢型钢炼铁厂2 × 265 m2 烧结机投产以来，一次筛分采用直线振动筛，存在较多缺陷:
( 1) 开孔率低。一筛筛网为铸孔筛板，铸孔筛网的缺陷为开孔率低，仅为10% ～ 15%; 因为铸板孔为有边界的孔，其工作过程中是不变化的，导致临界颗粒卡孔特别严重，且物料卡孔后不易排出，使筛网有效开孔率将远远低于10%。
( 2) 筛分效率较低，仅为45%左右，造成物料筛分不彻底，成品料中含粉量过高，给高炉槽下筛分设备带来负担，进而导致入炉物料中含粉量过高，高炉透气性差，影响高炉的正常运行。
( 3) 能耗大，污染严重，筛体重达41 t，筛体灰尘不易控制，并且维护难度比较大。振动筛长期带“病”工作，随时可能出现突发状况，严重影响生产。
2 方案研讨
目前烧结矿筛分系统的主流产品以棒条筛为主，棒条筛筛分效率高，设备结构简单，更换筛网、激振器方便，筛盖为全密封结构能有效控制扬尘，此次设备改造主要是将直线振动筛改为棒条筛，对一筛进行整体改造。
振动筛的筛面倾角、筛面开孔率对振动筛处理能力有较大的影响，振动频率、振幅、振动角也是较为关键的因素。
2． 1 筛面倾角
筛面与水平面之间的夹角，为筛面倾角。筛面倾角与振动筛的处理能力及筛分效率密切相关。筛面倾角加大，物料在筛面上的运动速度加大，处理量随之加大，但物料在筛面上停留时间缩短，筛分效率降低。
2． 2 筛面开孔率
筛面开孔率增大时，将增大物料的透筛概率，提高振动筛的处理能力，开孔率小时将减少物料的透筛概率，降低振动筛处理能力。
2． 3 振幅与频率
振幅与频率受到振动机械构件强度的制约，振动强度提高，将有利于物料的分层，因此大颗粒物料宜采用大振幅、较低频率，而细小颗粒物料采用小振幅、高频率。
2． 4 振动方向角
振动方向角加大，将增加物料在筛面上跳动次数，可增加透筛率，减少振动角则可以增大物料输送速度，提高处理能力。
2． 5 筛网结构改造
对于铸板筛网振动筛，筛面倾角越大，物料的运动速度越大，处理量也越大; 同时物料的透筛能力减少，物料的筛分效率下降，这就要求在设计铸板筛网振动筛的筛面倾角时，要综合平衡处理量和筛分效率之间的矛盾，筛面倾角一般在12° ～15°。如果仍然需要增大处理量，就要考虑加大抛掷强度和增大筛体宽度。
而悬臂筛网结构能解决这一矛盾，物料在悬臂筛网上的透筛能力与棒条倾角无关，筛面倾角可达30°。悬臂筛网结构由于没有径向横条，表面没有凹坑，筛面从上到下是流畅的，使得物料不容易卡堵，即使有些临界颗粒卡阻，也会在抛掷作用下和其他物料的冲刷撞击下继续向下运动，消除了铸板筛板易堵料的问题。
以铸孔直线筛改造为悬臂棒条振动筛，如图1 所示。悬臂棒条振动筛结构简图见图2。
筛体采用全密封结构，筛箱以上采用筛盖全密封，下部漏斗采用软质密封。筛体联接除尘管网后内部形成负压，极大地减少扬尘现象，由于密封效果好，所需除尘风量较少，减少能耗损失。
3 改造方案
直线铸造筛板振动筛改悬臂棒条振动筛是一项新技术，因3 台振动筛是筛分过程中的首要核心机构，其结构设计是否达标是筛分效果的关键因素。悬臂棒条振动筛是一种直线式振动筛，采用双激振器反向同步转动进行激振，安装质量不达标和安装误差过大都会直接影响筛分效果，制约烧结矿质量。故安装尺寸难度在于与新旧漏斗的结合和公用线皮带的合茬，其质量必须严格控制。
( 1) 根据2 × 265 m2 烧结机成品矿实际情况，设计采用以下结构: 改变筛网结构设计，解决筛子在运行中筛分效率低筛孔卡阻问题。将筛网改为棒条结构，筛网材质为高锰钢，筛网开孔率45%，筛网分级为20 mm。
( 2) 设计筛面倾角27°，振幅7 mm ± 1 mm，安装角度27°，振动频率750 rmin，处理能力600 t，按设计要求与厂家结合提前制作筛体。
( 3) 利用烧结机停机机会拆除一台直线筛，利用原直线筛基础铺设悬臂振动筛基础，确定施工目标，找好定位，测量参考基准，做好标记。定位基准安装时，依据图纸确定统一基准，不可随意变动。
( 4) 改造筛体进出口安装在统一直线上，底座安装尺寸上保持水平，筛体安装角度一致，进出料漏斗安装尺寸与筛体间距为80 mm，筛下漏斗与原料仓结合面焊接防止溢尘，在筛后料仓的封堵面上加入孔，便于筛下漏斗检查。
( 5) 筛上和出料口处加设除尘管道，并设置插板，便于风量调节，有效地保证抑尘效果，振动筛出口敷设的运输皮带物料进出口加设挡料及密封装置，保证在运输过程中不偏斜、不撒料、不扬尘，运行平稳。
4 效益分析
通过对筛体升级改造的实施，烧结矿筛分效果较为理想，达到了提高高炉冶炼质量的效果。
4． 1 直接经济效益
( 1) 电费: 改造前两条线振动筛功率，一筛直线筛功率为4 × 30 kW，改造后为4 × 11 kW，每年节约电费( 30 － 11) × 4 × 24 × 365 × 80% × 0． 6 =32 万元。
( 2) 维修费: 原一筛每年的备件费用主要包括筛板、激振器、传动轴，预计80 万元，改造后一筛每年的筛网、激振器备件费用20 万元，改造后维修费用每年减少60 万元。
( 3) 筛分效果好，产生粉末少，烧结矿成品率提高1． 5%。年产烧结矿按510 万t 计算，烧结矿价格按70 元t，则每年可节约510 × 70 × 1． 5% =535 万元。
( 4) 激振器加油量明显减少，原两台一筛的加油量为每年约2 × 3 万元，改造后振动筛在工作状态下加油，每天的加油量比原一筛的加油量减少，实际节约油耗约3 万元。
( 5) 年累计经济效益: 38 + 60 + 535 + 3 = 636万元。
4． 2 间接经济效益
( 1) 改造后设备小型化，易于更换和维护，减轻了维修人员的劳动强度及工作量。
( 2) 保证了生产的稳定运行，设备可靠性增加。
( 3) 改善了现场的作业环境。因改造后筛体为环保型密封结构，所需风量较原筛所需风量低，而且有效地改善了现场环境。
( 4) 筛分效果好，产生粉末少，提高了高炉的利用系数，为降低焦比提供了良好的条件。
5 结语
通过对筛体升级改造的实施，烧结矿筛分效果较为理想，达到了高炉冶炼的效果。该项目效益明显，而且对能源的节约、环保都具有重大意义。项目选定的工艺技术路线正确、合理、完善，技术先进成熟、性能稳定可靠，使用效果良好。本项目创造了一项铸孔筛板升级改造棒条筛的新技术，具有较好的应用前景和推广价值。实践证明，振动筛升级改造技术条件成熟，完全满足生产要求。