摘要：通過對現(xiàn)有燒結(jié)機(jī)整粒篩分系統(tǒng)進(jìn)行改造，可以有效地提高篩分效率，減少設(shè)備故障時(shí)間，降低備件消耗及用電消耗，極大地提高經(jīng)濟(jì)效益。研究結(jié)果表明，對燒結(jié)機(jī)整粒篩分系統(tǒng)振動(dòng)篩進(jìn)行棒條篩改造是可行的，該研究為我國鋼鐵行業(yè)進(jìn)行燒結(jié)礦整粒篩分改造及設(shè)計(jì)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1前言

目前，國內(nèi)鋼鐵行業(yè)由于產(chǎn)能過剩，造成經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)低迷，由原來的高利潤到微利潤、甚至賠錢在生產(chǎn)，給鋼鐵業(yè)帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為盡快扭轉(zhuǎn)局面，各鋼企從原燃料、設(shè)備管理、生產(chǎn)工藝等方面入手降本增效，想盡一切辦法給企業(yè)創(chuàng)效益。

2現(xiàn)場使用狀況

德晟鋼鐵公司現(xiàn)有兩臺90㎡燒結(jié)機(jī)，整粒系統(tǒng)配用兩條篩分線，每條篩分線配兩臺接力式3090直線冷礦振動(dòng)篩，功率為2×45KW/臺，處理量為350t/h，設(shè)備總重約48噸，參振質(zhì)量約26噸。設(shè)備采用智能型循環(huán)加油潤滑，要求廢油從激振器擋蓋擠出，大量廢油既污染了現(xiàn)場環(huán)境又增加了消耗。

振動(dòng)篩的原理是通過機(jī)械強(qiáng)力運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)迫物料向前移動(dòng)完成篩分過程,由于該直線篩本體和參振質(zhì)量較重，所以需要大功率傳動(dòng)電機(jī)和大振力激振器，激振器軸承受較大的沖擊和循環(huán)負(fù)荷，影響了激振器壽命，造成篩分設(shè)備能耗高、故障率高。同時(shí)由于燒結(jié)礦在皮帶機(jī)上的運(yùn)動(dòng)速度大于篩面上的運(yùn)動(dòng)速度，在篩面上形成了厚料層堆積滑動(dòng)，嚴(yán)重降低了篩分設(shè)備篩分效率。

3 3090篩篩分效率低的原因分析及對生產(chǎn)的影響

（1）該振動(dòng)篩采用固定篩板結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示，篩孔為梯形結(jié)構(gòu)，由于物料為不規(guī)則的外形，極易被小塊物料堵塞，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)篩面堵塞高到80%以上，減少了有效篩分面積，大大降低了篩分效率。

（2）篩面傾角小，因而物料的運(yùn)動(dòng)以滑動(dòng)為主，過厚的料層增加了單位面積的載荷，降低了振動(dòng)強(qiáng)度，浪費(fèi)了能源。同時(shí)由于篩孔形狀和尺寸是固定的，臨界顆粒進(jìn)入篩孔后，受上面物料擠壓，不易被拋出，形成卡塞。少部分?jǐn)D壓后透過篩孔，造成篩孔磨損增大，如圖1-2所示。

（3）振動(dòng)篩篩面傾角一般為5～15°，物料在篩面上流動(dòng)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下移接觸篩面，達(dá)不到分層效果。上層物料甚至都未接觸篩面就離開了振動(dòng)篩。如圖1-3所示。

（4）篩分效率低是嚴(yán)重的隱形浪費(fèi)，“要么把效益篩跑、要么堵孔影響生產(chǎn)”。篩板孔一般為4.5--5.5mm，篩板開孔率為20%左右，小顆粒燒結(jié)礦極易堵孔。較低的篩分效率使得燒結(jié)機(jī)鋪地料底含有大量返礦，易堵塞燒結(jié)機(jī)臺車爐篦條，使得燒結(jié)機(jī)混合料透氣性變差，增大主抽風(fēng)機(jī)負(fù)壓，降低了抽風(fēng)量，嚴(yán)重影響燒結(jié)礦產(chǎn)量及質(zhì)量，同時(shí)造成了能源和資源的浪費(fèi)等。另一部分含有返礦的小成品送往高爐，給槽下篩分設(shè)備增加了篩分負(fù)荷，甚至進(jìn)入高爐，造成高爐料柱透氣差，使得焦比升高，影響高爐正常生產(chǎn)。

經(jīng)磨損后的篩板篩孔變大，返礦里含有大量的成品燒結(jié)礦，產(chǎn)生重復(fù)燒結(jié)的二次加工費(fèi)用。
 

4改造措施及方案

4.1改造措施

針對上述原因，恒博科技公司自行設(shè)計(jì)了單層、多面、多級分選耐磨棒條篩，分級是該篩分設(shè)備的主要理念。該篩由物料分層面、物料分級面、物料篩分面等多個(gè)過篩面組成的高效率篩分設(shè)備，處理量超過同規(guī)格其它類型振動(dòng)篩的70%以上，篩分效率超過40%以上，篩板壽命超過一倍。由于參振質(zhì)量較輕激振器軸承受到的循環(huán)擠壓負(fù)荷較小，激振器使用壽命在一年以上。同時(shí)該篩在篩箱振動(dòng)與物流沖擊的作用下產(chǎn)生二次振動(dòng)，起到防堵孔效果。

該篩工作可分為四個(gè)過程：

a、松散物料：物料進(jìn)入篩體內(nèi)的布料板，物料借助機(jī)械運(yùn)動(dòng)使大小顆粒松散分離。

b、物料分層：篩面上大顆粒物料運(yùn)動(dòng)速度較快，拖動(dòng)小顆粒自翻滾透篩，物料料層減薄，剩余的物料及早接觸篩面并透篩。

c、篩分過程：篩面受物料沖擊產(chǎn)生的二次振動(dòng)強(qiáng)迫催促小顆粒沉降及向前運(yùn)動(dòng)，對剩余的物料進(jìn)行有效篩分。

d、檢查篩分：對符合生產(chǎn)要求的顆粒進(jìn)行檢查篩分，需要檢查篩分的物料占15-25%左右。

4.2改造方案

為盡量減少對生產(chǎn)的影響及安裝方便，恒博科技公司根據(jù)原土建結(jié)構(gòu)及處理能力設(shè)計(jì)采用了HBZS-2050棒條振動(dòng)篩，篩體尺寸及重量大大減小。振動(dòng)篩安裝后，根據(jù)現(xiàn)場情況對篩下料斗、篩上除塵口和出料口下溜槽進(jìn)行適當(dāng)改造。篩下返礦、鋪底料、小成品皮帶機(jī)在此次改造中不受影響。本次僅對1#線進(jìn)行了改造，施工從2015年3月6日到2015年3月27日，周期為20天。

5改造效果

降低備件及設(shè)備電力消耗，減少設(shè)備故障時(shí)間，篩分效率也有了明顯提高，成品燒結(jié)礦中5mm以下成品明顯減少，極大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

6經(jīng)濟(jì)效益分析

6.1備件費(fèi)用

兩種篩分設(shè)備每條線年消耗備件對照表1如下：

由表1可以看出，采用棒條篩每條篩分線每年可節(jié)約備件費(fèi)用138.61萬元，同時(shí)還可以減輕維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

6.2運(yùn)行節(jié)電費(fèi)用

3090直線振動(dòng)篩每臺配用2臺45KW電機(jī)，棒條篩每臺配用2臺11KW電機(jī)，篩分系統(tǒng)改造后每年單條線可節(jié)約電費(fèi):4×（45-11）KW×24小時(shí)×365天×93%×0.56元/KW.h=77.101315萬元

6.3投資與效益分析

兩臺HBZS-2050棒條篩設(shè)備購置費(fèi)69萬元，設(shè)備安裝及溜槽、除塵管道等改造費(fèi)約10萬元，總計(jì)投資79萬元。篩分線改造后每年可增加效益159.59+77.101315=236.691315萬元。

79÷236.691315=0.33455939

預(yù)計(jì)四個(gè)月左右可收回投資成本。

6.4改造后的效益

生產(chǎn)系數(shù)1.35t/h.㎡，篩下返礦量占22%，返礦含有5mm以上的小成品燒結(jié)礦占30%左右。按照篩分理論計(jì)算得出｛[121.5÷(1-22%)-121.5]×30%＋121.5｝÷90≈1.46(t/h.㎡)生產(chǎn)系數(shù)，每臺燒結(jié)機(jī)每小時(shí)增產(chǎn)燒結(jié)礦10.281噸左右，實(shí)際操作按照96-98%的篩分效率計(jì)算，(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)篩上物含小于5mm的不超過6%左右，篩下物含大于5mm的不超過4%左右，根據(jù)物料情況而定)。按照返礦含有5mm以上的小成品燒結(jié)礦占30%計(jì)算得出10.281t/h，一天所產(chǎn)生的量是246.744噸，返回?zé)Y(jié)二次加工費(fèi)每噸按130元計(jì)算，246.744噸×130元=32076.72元。按此推算：兩臺燒結(jié)機(jī)返礦里含的小成品燒結(jié)礦每天約占493.488噸，每年多產(chǎn)出的燒結(jié)量是493.488噸×330天=162851.04噸。也就計(jì)算出每年燒結(jié)二次加工費(fèi)用21170635.2元。

7結(jié)語

實(shí)踐證明，對燒結(jié)機(jī)整粒篩分系統(tǒng)振動(dòng)篩進(jìn)行棒條篩改造是可行的，為我國鋼鐵行業(yè)進(jìn)行燒結(jié)礦整粒篩分改造及設(shè)計(jì)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。