摘要：通過對現(xiàn)有燒結機整粒篩分系統(tǒng)進行改造，可以有效地提高篩分效率，減少設備故障時間，降低備件消耗及用電消耗，極大地提高經(jīng)濟效益。研究結果表明，對燒結機整粒篩分系統(tǒng)振動篩進行棒條篩改造是可行的，該研究為我國鋼鐵行業(yè)進行燒結礦整粒篩分改造及設計積累了寶貴的經(jīng)驗。

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)帶來嚴峻的挑戰(zhàn)。為盡快扭轉(zhuǎn)局面，各鋼企從原燃料、設備管理、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㎡燒結機，整粒系統(tǒng)配用兩條篩分線，每條篩分線配兩臺接力式3090直線冷礦振動篩，功率為2×45KW/臺，處理量為350t/h，設備總重約48噸，參振質(zhì)量約26噸。設備采用智能型循環(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。

振動篩的原理是通過機械強力運動，強迫物料向前移動完成篩分過程,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電機和大振力激振器，激振器軸承受較大的沖擊和循環(huán)負荷，影響了激振器壽命，造成篩分設備能耗高、故障率高。同時由于燒結礦在皮帶機上的運動速度大于篩面上的運動速度，在篩面上形成了厚料層堆積滑動，嚴重降低了篩分設備篩分效率。

3 3090篩篩分效率低的原因分析及對生產(chǎn)的影響

（1）該振動篩采用固定篩板結構，如圖1-1所示，篩孔為梯形結構，由于物料為不規(guī)則的外形，極易被小塊物料堵塞，嚴重時整個篩面堵塞高到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，因而物料的運動以滑動為主，過厚的料層增加了單位面積的載荷，降低了振動強度，浪費了能源。同時由于篩孔形狀和尺寸是固定的，臨界顆粒進入篩孔后，受上面物料擠壓，不易被拋出，形成卡塞。少部分擠壓后透過篩孔，造成篩孔磨損增大，如圖1-2所示。

（3）振動篩篩面傾角一般為5～15°，物料在篩面上流動速度慢，料層堆積較厚，小顆粒物料不易穿透大顆粒物料間的間隙下移接觸篩面，達不到分層效果。上層物料甚至都未接觸篩面就離開了振動篩。如圖1-3所示。

（4）篩分效率低是嚴重的隱形浪費，“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，小顆粒燒結礦極易堵孔。較低的篩分效率使得燒結機鋪地料底含有大量返礦，易堵塞燒結機臺車爐篦條，使得燒結機混合料透氣性變差，增大主抽風機負壓，降低了抽風量，嚴重影響燒結礦產(chǎn)量及質(zhì)量，同時造成了能源和資源的浪費等。另一部分含有返礦的小成品送往高爐，給槽下篩分設備增加了篩分負荷，甚至進入高爐，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礦，產(chǎn)生重復燒結的二次加工費用。
 

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計了單層、多面、多級分選耐磨棒條篩，分級是該篩分設備的主要理念。該篩由物料分層面、物料分級面、物料篩分面等多個過篩面組成的高效率篩分設備，處理量超過同規(guī)格其它類型振動篩的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)擠壓負荷較小，激振器使用壽命在一年以上。同時該篩在篩箱振動與物流沖擊的作用下產(chǎn)生二次振動，起到防堵孔效果。

該篩工作可分為四個過程：

a、松散物料：物料進入篩體內(nèi)的布料板，物料借助機械運動使大小顆粒松散分離。

b、物料分層：篩面上大顆粒物料運動速度較快，拖動小顆粒自翻滾透篩，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)生的二次振動強迫催促小顆粒沉降及向前運動，對剩余的物料進行有效篩分。

d、檢查篩分：對符合生產(chǎn)要求的顆粒進行檢查篩分，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)原土建結構及處理能力設計采用了HBZS-2050棒條振動篩，篩體尺寸及重量大大減小。振動篩安裝后，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行適當改造。篩下返礦、鋪底料、小成品皮帶機在此次改造中不受影響。本次僅對1#線進行了改造，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

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

6經(jīng)濟效益分析

6.1備件費用

兩種篩分設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)約備件費用138.61萬元，同時還可以減輕維修工人的勞動強度。

6.2運行節(jié)電費用

3090直線振動篩每臺配用2臺45KW電機，棒條篩每臺配用2臺11KW電機，篩分系統(tǒng)改造后每年單條線可節(jié)約電費:4×（45-11）KW×24小時×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棒條篩設備購置費69萬元，設備安裝及溜槽、除塵管道等改造費約10萬元，總計投資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

預計四個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以上的小成品燒結礦占30%左右。按照篩分理論計算得出｛[121.5÷(1-22%)-121.5]×30%＋121.5｝÷90≈1.46(t/h.㎡)生產(chǎn)系數(shù)，每臺燒結機每小時增產(chǎn)燒結礦10.281噸左右，實際操作按照96-98%的篩分效率計算，(根據(jù)經(jīng)驗篩上物含小于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以上的小成品燒結礦占30%計算得出10.281t/h，一天所產(chǎn)生的量是246.744噸，返回燒結二次加工費每噸按130元計算，246.744噸×130元=32076.72元。按此推算：兩臺燒結機返礦里含的小成品燒結礦每天約占493.488噸，每年多產(chǎn)出的燒結量是493.488噸×330天=162851.04噸。也就計算出每年燒結二次加工費用21170635.2元。

7結語

實踐證明，對燒結機整粒篩分系統(tǒng)振動篩進行棒條篩改造是可行的，為我國鋼鐵行業(yè)進行燒結礦整粒篩分改造及設計積累了寶貴的經(jīng)驗。