易宁

( 中冶华天工程技术有限公司, 江苏 南京 210019)

摘 要: 分析了棒条筛的筛分特性, 并将其与普通振动筛用于集中筛分室在综合性能指标等方面进行了对比。棒条筛具有结构简单、处理量大、筛孔不易堵塞、工程综合造价低等优点, 使用棒条筛对烧结矿进行分级比使用普通振动筛具有较大优势。

关键词: 棒条筛; 透筛率; 分层透筛; 综合指标

1 前 言

烧结矿整粒是烧结生产中的重要环节, 目前国内主流的烧结矿整粒设备为椭圆等厚振动筛和直线振动筛。但最近几年, 国内部分新建的烧结厂开始采用棒条筛来分级烧结矿, 且在多项工程中取得了不错的效果。但工程实践中发现, 许多烧结厂的技术人员对使用棒条筛分级烧结矿还存在或多或少的疑虑。本文对棒条筛的筛分特性进行了分析; 从工程设计的角度对棒条筛在烧结矿整粒中的应用与普通振动筛进行了对比分析, 以助棒条筛在烧结生产中推广应用。

2 棒条筛的结构及工作原理

棒条筛主要由机架、筛箱、激振器系统、筛面和弹簧等组成, 其结构如图 1 所示。

图 2 为棒条筛的筛面结构示意图, ( a)示意出呈阶梯分布的筛网断面, ( b) 示意出筛网的单层平面。棒条筛的筛网由长短不同的悬臂棒条组成, 材质一般为经过热处理的弹簧钢, 分级粒度范围为 5~ 40 mm。

工作原理: 棒条筛属于近似筛分设备, 通过电机带动两组激振器作相对转动, 在筛体垂直方向产生激振力, 迫使筛箱产生一简谐振动, 筛网产生直线运动轨迹[1]。

3 棒条筛的特性分析

3、1 筛网透筛率高

普通振动筛的筛网结构如图 3 所示, 筛面多为固定筛板, 筛孔为梳齿型或人字型, 属于封闭筛面, 易被小块物料堵塞。而棒条筛为开放型筛面(见图 2), 消除了筛网上的封闭凹坑, 即使有小块物料堵塞, 也易在其它物料的冲刷下而脱落; 而且其开孔率高于封闭型筛面, 物料透过筛孔的概率大, 所以透筛率高[2]。

3、2 物料分层效果好

普通振动筛的筛面倾角一般为 8b~ 15b, 物料在筛面上的流动速度慢, 料层堆积较厚, 小颗粒物料不易穿透大颗粒物料间的间隙与筛面接触, 分层效果不佳。而棒条筛的筛面倾角可达25b~ 32b, 物料流动速度快, 以小幅跳动为主, 料层变薄快; 同时筛面为阶梯形式, 棒条的弹性产生二次振动, 使物料在筛面运动时, 大颗粒物料抛掷远, 小颗粒物料抛掷近, 大小物料易分层,小物料更易与筛面接触而透筛。图 4 为棒条筛筛面上的物料分层示意图。

3、3 筛孔不易堵塞

普通振动筛的筛孔形状和尺寸是固定的,临界颗粒落入筛孔后, 被上层物料挤压, 不易被抛出, 易堵塞筛孔。而棒条筛筛网是由长度不同的弹性棒条组成, 在筛箱振动和物料冲击下产生二次振动, 且筛棒的振动频率不同, 造成筛棒间的间隙是变化的, 对临界颗粒物料起到疏松和挤压作用, 筛网防堵效果明显。图 5 为物料临界颗粒在筛网上的受力示意图[3]。

4 烧结厂设计中运用棒条筛与普通振动筛的综合性能对比

4、1 烧结厂成品筛分室设计常用布置形式

目前, 国内新建的烧结厂烧结矿筛分大多分为三段, 其布置形式如下:

( 1) 三个筛分室串联布置: 依次分离出> 20mm, 20~ 10 mm, < 5 mm 粒级的烧结矿。

( 2) 两个筛分室串联布置: 其中第一个筛分室为 20 mm 的分级筛, 第二个筛分室为10 mm、5 mm 的分级筛合并布置; 或第一个筛分室为 10mm、20 mm 的分级筛合并布置, 第二个筛分室为 5 mm 的分级筛。

( 3) 集中筛分室布置: 依次为 5 mm、10 mm、20 mm 的三种分级筛串联; 或一次筛为 5 mm 分级筛与二次筛为 10 mm、20 mm的两段筛串联;或一次筛为 10 mm、5 mm 的双层分级筛与二次筛为 20 mm的分级筛串联。

因集中筛分室具有占地面积小、收尘点集中、操作管理方便等优点, 近年来新建烧结厂采用较多。本文以180 m2烧结机工程中集中筛分室使用椭圆等厚振动筛和棒条筛来作综合性能对比。

采用椭圆等厚振动筛的 180 m2烧结机集中筛分室配置形式为: 成品筛分室设置两个筛分系列, 正常生产时一用一备, 也可同时生产。每个系列设有 3090 椭圆等厚振动筛两台(分别为一段筛和二段筛), 其中一段筛分级点为 5 mm,最下层< 5 mm 粒级的筛下产品作为返矿; 筛上5~ 150 mm 粒级的产品进入二段筛( 二、三次筛分)。二段筛为分级点 10 mm, 20 mm 的双段筛, 筛下 10~ 20 mm 的产品作为铺底料, 多余部分进入成品系统, 筛下 5~ 10 mm的产品与筛上> 20 mm 的产品进入成品输送系统。车间主要配置(断面)如图 6。

采用棒条筛的 180 m2烧结机集中筛分室配置形式为: 成品筛分室设置两个筛分系列, 正常生产时一用一备, 也可同时生产。每个系列设有185@650 棒条筛两台(分别为一段筛和二段筛) , 其中一段筛将一、二次筛分合并为一台双层筛, 筛孔分级点分别为 10 mm、5 mm; 最下层< 5 mm 粒级的筛下产品作为返矿, 中间 5~ 10mm 粒级产品进入成品输送系统, 最上层 10~150 mm 粒级的筛上产品进入二段筛 ( 三次筛分)。二段筛筛孔分级点为 20 mm, 筛下 10~ 20mm 的产品作为铺底料由铺底料皮带送往烧结室, 多余部分进入成品系统, 筛上> 20 mm 的产品作为大粒级产品, 进入成品输送系统。车间主要配置(断面)如图 7。

4、2 180 m2烧结机采用椭圆等厚振动筛与棒条筛的设备参数对比

因棒条筛与椭圆等厚振动筛的结构及筛面有所不同, 由此两种不同形式的筛子在设备参数上也有较大区别。我们以单台椭圆等厚振动筛与棒条筛作对比, 详见表 1。

从表 1 可以看出, 相同处理能力的棒条筛与椭圆等厚振动筛相比, 筛面尺寸小, 筛面倾角大, 配用电机功率小, 设备重量轻。正因为棒条筛的筛分特性比普通振动筛有较多优势, 故设备参数上也有较大区别。

4、3 180 m2烧结机采用集中筛分室的综合指标对比

烧结厂成品筛分室的设计应从多方面考虑, 既要考虑技术的先进性、经济性, 还要考虑生产维护的便利性。表 2 为 180 m2烧结机集中筛分室分别采用椭圆等厚振动筛和棒条筛的综合指标对比表。

棒条筛设备体积小, 重量轻, 在采用集中筛分室配置的方式下, 厂房高度、占地面积、设备基础都较小; 且因同比条件下棒条筛筛面小, 罩体多用软性材料密封, 密封效果较好, 所需的除尘风量也较小; 棒条筛配用的电机功率较小, 比普通振动筛更节能; 相应的公辅配套设施也更节约。从表 2 中可以看出, 采用棒条筛的集中筛分室在本体工程造价、场地占用面积、能源消耗、生产维护等方面, 均比采用椭圆等厚振动筛的筛分室有较多优势, 仅仅是在筛板寿命这一项略低于椭圆等厚振动筛。

5 结 语

由于棒条筛采用了阶梯弹性棒条式筛面,由此带来了非常突出的优点:

(1) 与普通振动筛同比条件下, 筛分效率高、筛网不易堵料、设备重量轻。

( 2) 采用棒条筛的集中成品筛分室, 可有效减少占地面积, 降低工程综合造价, 节约生产过程中的能源消耗, 降低生产维护成本。

但实践中也发现, 棒条筛还存在以下问题,有待进一步改进:

( 1) 棒条筛筛板寿命略短于普通振动筛筛板, 仅为 4~ 6 月, 在棒条的材质上还有待进一步研究。

( 2) 目前, 棒条筛筛板维护为整片更换, 若改为单根更换, 将更有利于降低维护成本。

棒条筛因其独特的特点, 为钢铁企业带来了较好的经济效益, 若对其缺陷加以改进, 烧结矿整粒筛分采用棒条筛是一个非常不错的选择。

参考文献

[ 1]   贺兴书 1 机械振动学[ M]1 上海: 上海交通大学出版社,19981

[ 2]   陈举华, 许京伟, 史岩彬 1 弹性悬臂筛网及其筛分机理研究[J]1 中国机械工程, 2004, 15(20): 1797- 18001

[ 3]   顾永强, 方治华, 朱云 1 梯流棒条筛与普通筛面振动筛筛分效率的对比研究[J]1 内蒙古石油化工, 2006, 32(5): 9- 101