摘 要：针对安钢炼铁厂1#高炉槽下烧结矿入炉含粉超标的问题，通过提高2200m3级高炉槽下筛分效率，实现了精料操作，取得了良好效果。
安钢炼铁厂1#高炉设计容积2200m3，于2005年10月投产，槽下烧结矿和球团一直使用梳齿型铸板矿筛。经实践证明，此型筛网开孔率低，筛分效率差，无法满足日益强化冶炼，精料操作冶炼的需要。因此与济南中燃科技发展有限公司研讨，进行了“高炉槽下筛分系统改造”的攻关项目。
一、现场筛分情况分析
1.梳齿型铸板矿筛效果测试
槽下筛分取样测试是检验振动筛筛分效果的最直接的方法。经多次颗粒取样检验，筛上物<5mm的颗粒达12%以上，超过了5%的指标;返矿中>5mm的合格品约20%，筛分效率在40%左右，充分说明原振动筛筛分处理效率低，不能满足精料操作要求，不仅入炉粉末高，影响炉况的透气性，而且返矿颗粒中合格品率超标，造成原料浪费。
2.原梳齿型铸板矿筛存在的问题
通过现场取样分析和考察同类型高炉的相关技术资料，发现原矿筛(图1)的设计结构没有考虑到烧结矿的物料结构特点与生产工艺流程相匹配，存在以下几方面的问题。
(1)原振动筛采用双层固定筛网结构，筛孔为梳齿型或人字型，上层筛孔16mm，下层筛孔5mm，矿筛筛孔形状呈梳齿型，有效筛分面积较小，约占筛面的30%～40%;筛分运行过程中不规则的烧结颗粒或临界筛孔颗粒易卡堵筛孔，进一步减少筛孔面积，造成大量的小于5mm的烧结颗粒进入高炉，影响高炉操作的透气性。
(2)原振动筛安装倾角为15°，给料机直接把料流落在筛面上，物料在筛面上的流动速度慢，与给料机的给料速度不能很好地配合，造成料层在筛面上堆积较厚(一般可到200～250mm)。物料分层达不到预想的效果，小颗粒物料与筛面没有经过直接接触，物料在筛面上出现筛不透现象，因而降低了筛分效果;料流直接冲击筛面，筛网受到料流的冲击磨损较大，易造成筛网断裂。
(3)筛网同筛箱安装固定形同一体，只有一次简谐振动，物料在筛分和流动过程中与筛面基本上呈滑动摩擦，小颗粒物料与筛面没有经过直接接触，一旦进入筛孔的小颗粒烧结矿不易被抛出;同时过厚的料层增加了单位料面的载荷，减低了振动幅度。
(4)原筛型比较笨重，激振源为上振式，筛网为2层铸板筛网，整套重量约1.5t，在运行过程经常发生筛网断裂或断齿现象，事故率高，检修更换筛网工时量较大。
二、新型悬臂棒条筛网振动筛结构改造
1.悬臂筛网筛面结构的改造
(1)悬臂筛面结构。本着筛面结构与不规则的烧结物料颗粒特性相适应的特点，将筛孔改造为具有弹性变形的单面双层棒条筛网，筛网由一组相互平行的弹簧钢棒条和固定梁组成，棒条采用60Si2Mn弹簧钢，一端固定在方形梁上，另一端悬臂，长短交替排列，筛网分级粒度为5mm;悬臂棒条长度保持在260～280mm，棒条下方水平设置可活动可旋转的自清理的击打管，便于随振动筛同步振动，得到清理棒条的效果;筛面倾角30～35°的网状筛面，每层略有重叠;筛面布料板采用聚酯陶瓷衬板。
(2)悬臂筛网结构特点。筛孔为开孔长条形，且棒条为弹簧钢，一端固定，另一端悬臂，长短交替排列，悬臂棒条在激振器的振幅下会产生交变的二次振幅，使筛孔的形状和尺寸大小不断变化，因此不会出现不规则的烧结颗粒或临界筛孔颗粒易卡堵筛孔;自清理装置击打管，在振动时会猛烈地击打筛网，使筛孔处于动态高频振荡状态，将堵塞物及筛面上的附着物清理掉;筛面倾角加大到30°后，筛面上到物料在悬臂棒条的二次振幅下呈抛物线形式，物料流动速度较快;分层效果较好，较大颗粒的烧结块与筛面的呈点状接触，在送料过程中基本上脱离了筛面，较小的烧结颗粒与筛面接触便于分级，同时降低了单位面积的载荷;整体筛面呈30°布置，而每层棒条呈水平设置，这样可保持物料在通过整个筛面上的厚度和流动速度基本相同，既保证了整个过筛面积的充分利用，又使筛孔形状、尺寸、振动强度稳定，使筛网磨损量变小、延长了使用寿命。
(3)改造后的焦丁筛(图2)采用聚氨酯陶瓷管棒条，衬板采用高密度聚氨酯衬板，消除了焦粉对棒条和筛箱衬板的腐蚀磨损。
2.筛箱结构的改进
(1)配套给料机的改进。给料机出口密封采用弹性密封条，衬板采用聚氨酯陶瓷块衬板，进一步改善了除尘密封，延长了给料机寿命。
(2)供料、布料方式改造。在给料机出料口下部(筛箱后部)增设了水平布料板，利用振动筛的振动，类似给料机的功能，使料层在筛面均匀分布，料层厚度降低至50mm左右。提高了筛面的利用率，同时也避免了停机时料流下滑，造成计量不准确。
(3)振动方式改造。原振动筛振动源电机、激振器为上振式，都在筛箱的上部，传动连接采用万向联轴器，两个激振器存在振动方面的不同步，故障率高，检修维护更换筛网不方便;改造后将电机、激振器改为下振式，2个激振器同轴连接，振动筛起振时实现了同步，故障率低，基本实现了免维护。
(4)筛箱外形设计改进。筛箱预留了6个检修观察孔，便于检修和检查筛网磨损情况;振动筛各连接点采用弹性密封条密封，筛上防尘罩采用耐磨橡胶皮，振动过程中起到吸尘的效果。这些改进不仅改善了除尘效果，而且减轻了筛箱重量。
(5)电动机改型。由于筛箱重量的减轻，悬臂筛网产生的二次振幅，会降低电动机的运行负荷，将2台11kW电机改为2台5.5kW，降低了电能消耗。
三、改造效果
图3 改造后筛子
(1)提高了烧结筛的筛分效率，进一步优化了烧结矿入炉颗粒指标。悬臂棒条振动筛筛分效果较好，经粒度取样分析分级检验，筛上物<5mm的量为1.21%;返矿粉﹥5mm量低于6%;筛分处理量可达600t/h;筛分效果优于梳齿型矿筛，筛分效率达85%以上，保证了高炉精料操作，完全达到了高炉冶炼对烧结矿入炉粒度的要求。
(2)因筛面设计为30°的倾角和筛网棒条产生的二次振幅，大颗粒的烧结矿呈抛物线形式在筛面上滚落，小颗粒物料直接接触筛面，物料分层效果较好，减少了物料对棒条的滑动磨损量。
(3)悬臂筛网振动筛电机功率小，降低了电能消耗。经改造后的悬臂棒条振动筛每年可节约电能约622080kW·h，节约用电成本约28万元/年。
(4)焦丁筛改造聚酯陶瓷管棒条筛(XBSF125×270)后，处理焦丁量明显增加，高炉入炉焦丁量可达1000kg/批以上。为进一步增加焦丁处理量，为降低焦比创造了条件。
(5)设备运行状况较好，基本实现了设备免维护。经过1年多的运行和试验，悬臂筛网使用寿命最长可达10个月以上，是原梳齿筛网的2～3倍，降低了设备维护成本和劳动强度。
收稿日期：2014-03-20