鞍钢三烧车间改造工程中的振动筛(筛分设备)创新

王明侠　朱占军
　　摘要:在鞍钢三烧车间改造工程设计基础上,对新型节能设备进行了介绍,并阐述这些设备在降低能耗、环境保护、节约投资等方面的作用,对今后烧结工艺和设备改进具有一定的借鉴意义。
    关键词:振动筛，台车栏板结构
　引言
  鞍钢炼铁总厂三烧车间的4台90 m2热矿烧结机始建于20世纪70年代,设备陈旧老化,工艺落后。虽经多次改造,但其主要技术经济指标仍处于较低水平。随着全球能源日趋紧张,节能减排、循环利用作为增强国家核心竞争力的经济战略目标。鞍钢公司考虑到炼铁总厂目前烧结能力暂有富余,决定对其进行彻底改造,使之成为一条工艺合理、技术指标一流、环保水平先进的现代化大型烧结生产线。
  1　工程简介
  鞍钢三烧车间改造后主机烧结面积360 m2,烧结机利用系数1。32 t/ (m2。h),年产冷烧结矿376。3584万t。烧结系统为两班连续工作制,年作业率为94%,产品为温度<100℃经过整粒的冷烧结矿,粒度5~150 mm, <5 mm含量小于5%,转鼓强度(+6。3 mm)≥76%。本次三烧车间新建设的主要工艺车间有一次混合室、烧结室、主电除尘器、主抽风机室、成品烧结矿筛分室和成品取样制样室。其中配料室及造球室利用原有设施,原料制粒工艺设备采用造球盘,台车上混合料料层厚750 mm,设置两台主抽风机,风量18 000 m3/min (工况),升压(静压)17 000Pa。
  2　设备创新
  21　悬臂振动筛
  三烧车间改造采用的是冷矿筛分工艺(如图1)。该工艺具有改善烧结过程中混合料层透气性、提高烧结矿质量和大幅减轻冷矿筛分工序的优点,其核心是振动筛的选择。经考察调研国内多家先进钢铁厂的冷筛设备和流程,并结合鞍钢三烧的实际情况,确定冷矿筛分使用棒条式悬臂振动筛,其特点: 1)设备一次性投资少、重量轻、体积小、电耗小和检修方便; 2)优化冷筛分流程,减少厂房占地面积,降低建设费用; 3)筛子振幅合理,物料振动小,产生粉尘量少; 4)筛子面积较小,扬尘量降低; 5)在每个下料点设置除尘管道,实现物料处于负压状态的封闭溜槽内转运,不易扬尘,有效改善工作环境。

 

  改造设计采用双系列悬臂振动筛,一工一备。其中一次筛为双层,采用高硬度、大直径的双层双网悬臂筛网,能够高效筛出大成品与铺底料;二次筛选用棒条弹性较好的单层双网悬臂筛网,分级点为5 mm,能够高效筛出小成品与返矿。筛子上层棒采用直径相同长度不同的棒条,下层棒采用自清理结构,该结构可增加筛孔的变化量,提高了筛网开孔率,减少楔形物料的卡孔现象。所有棒条表面均经过渗氮、渗硼、高频淬火等方法处理,延长了棒条使用寿命,增强耐磨蚀性。同时,对筛子的盲板段进行了优化设计,一筛盲板长1 150 mm,二筛盲板长850 mm,可避免物料对筛网形成剧烈冲击,使物料均匀分布在筛网上,充分有效地利用筛分面积。
  22　长弧形二次连续低温点火器
  随着厚料层烧结工艺的广泛应用,厚料层烧结条件下点火技术的先进性、可行性备受关注。该工艺要求点火器点火均匀、节能降耗,使表层的烧结矿具有足够的强度,同时还要保证点火层具有良好的透气性,为中、下层烧结料的烧结过程创造良好条件。
  该工程在生产实践的基础上,考虑使用高炉煤气作点火煤气的特点,采用长弧形二次连续低温点火器(见表1)。
 

 

  该点火器采用新型结构,点火使用的空气、高炉煤气均不需要预热,直接由气源经管道进入点火器烧嘴。低温点火工艺是将高温线型火焰集中点火变为低温面型气氛点火。在点火炉内先将烧结混合料预热,在预热中强化点火烧结过程,使之在接近烧结矿成矿温度的条件下点火烧结。该工艺集预热、低温点火、热风保温烧结功能于一体,特点如下: 1)增加一次点火热风预热段,提前对混合料表层进行预热,温度可达300℃; 2)增加热风烧结段,是解决因超厚料层、低配碳量而出现料层上部供热不足的有效措施,可有效提高烧结矿的产质量。
  设计点火温度约950℃,点火总时间约3分钟。炉内烧嘴的排列布置带有两弧侧翼,保证烧结点火热量均匀。
  烧嘴结构形式为前置旋流烧嘴,其旋转片放置在喇叭头上,使从旋转片出去的空气无阻力直接与燃气接触,烧嘴本体采用旋口分流式,关键部分采用特殊精密铸造。点火器烧嘴共有63个,分5排排列:前两排起预热作用,中间两排为点火烧嘴,最后一排起到高温保温的作用。该烧嘴适应性强,在煤气压力少许波动情况下,仍可实现稳定的烧结点火作业。新型点火炉的特点主要依靠高效节能烧嘴来解决煤气消耗量降低与有效热量输出不减少的矛盾。该烧嘴火焰短,热量集中,在炉子结构上压低炉顶高度减少热损失,提高热效率。
  炉顶高度依据烧嘴火焰长度来确定:过低则造成煤气浪费和点火温度降低,可能返回炉内二次燃烧,使炉顶温度升高,严重危害点火器的寿命。该工程根据烧嘴自身的特点及火焰长度,最终确定点火炉内高为400 mm。
  23　优化台车栏板
  台车栏板结构分为整体式和分体式两种。整体式栏板可降低漏风率,减少由于温差原因导致的台车栏板变形引起的烧结机事故,但是栏板一旦损坏需要整块更换,检修工作量较大;分体式栏板结构简单,安装灵活,当栏板因温差等原因出现开裂等问题时,可局部更换,既节约材料,又降低维修量,但其漏风率大。针对两种栏板的不足,在对烧结机台车栏板结构形式进行改造中,采用混合式结构:每4块整体式栏板中用一块分体式栏板,在控制漏风率、降低事故的基础上使生产更加人性化、简洁化。
  3　改造效果
  鞍钢三烧车间改造工程自投产以来,创新设备运行顺利可靠,不但满足了生产需要,还取得了较理想的效果:1)悬臂振动筛。筛分效率高,整粒效果好、扬尘少、工作环境好。电耗仅为改造前的约20%,烧结矿单位能耗明显降低; 2)长弧形二次连续低温点火器,节能效果明显。改造后使用该点火器消耗煤气量降低约26%,每年可节约煤气近5?3×107Nm3,经济效益非常可观; 3)台车栏板。采用混合式安装后,栏板检修率大幅降低,生产初期漏风现象不明显。
  4　结语
  设备改造是提高企业效益最有效的措施之一。在鞍钢三烧车间改造工程设计中,依靠科技进步、技术创新,优化工艺流程,提高了生产技术水平,取得了显著的经济效益,达到了预期的目标。目前,烧结生产设备正朝着轻便、节能、环保等方向发展,设备创新的成功运用,对今后烧结工艺和改进具有一定的借鉴意义。