摘要：通过对现有烧结机整粒筛分系统进行改造，可以有效地提高筛分效率，减少设备故障时间，降低备件消耗及用电消耗，极大地提高经济效益。研究结果表明，对烧结机整粒筛分系统振动筛进行棒条筛改造是可行的，该研究为我国钢铁行业进行烧结矿整粒筛分改造及设计积累了宝贵的经验。

1前言

目前，国内钢铁行业由于产能过剩，造成经济效益持续低迷，由原来的高利润到微利润、甚至赔钱在生产，给钢铁业带来严峻的挑战。为尽快扭转局面，各钢企从原燃料、设备管理、生产工艺等方面入手降本增效，想尽一切办法给企业创效益。

2现场使用状况

德晟钢铁公司现有两台90㎡烧结机，整粒系统配用两条筛分线，每条筛分线配两台接力式3090直线冷矿振动筛，功率为2×45KW/台，处理量为350t/h，设备总重约48吨，参振质量约26吨。设备采用智能型循环加油润滑，要求废油从激振器挡盖挤出，大量废油既污染了现场环境又增加了消耗。

振动筛的原理是通过机械强力运动，强迫物料向前移动完成筛分过程,由于该直线筛本体和参振质量较重，所以需要大功率传动电机和大振力激振器，激振器轴承受较大的冲击和循环负荷，影响了激振器寿命，造成筛分设备能耗高、故障率高。同时由于烧结矿在皮带机上的运动速度大于筛面上的运动速度，在筛面上形成了厚料层堆积滑动，严重降低了筛分设备筛分效率。

3 3090筛筛分效率低的原因分析及对生产的影响

（1）该振动筛采用固定筛板结构，如图1-1所示，筛孔为梯形结构，由于物料为不规则的外形，极易被小块物料堵塞，严重时整个筛面堵塞高到80%以上，减少了有效筛分面积，大大降低了筛分效率。

（2）筛面倾角小，因而物料的运动以滑动为主，过厚的料层增加了单位面积的载荷，降低了振动强度，浪费了能源。同时由于筛孔形状和尺寸是固定的，临界颗粒进入筛孔后，受上面物料挤压，不易被抛出，形成卡塞。少部分挤压后透过筛孔，造成筛孔磨损增大，如图1-2所示。

（3）振动筛筛面倾角一般为5～15°，物料在筛面上流动速度慢，料层堆积较厚，小颗粒物料不易穿透大颗粒物料间的间隙下移接触筛面，达不到分层效果。上层物料甚至都未接触筛面就离开了振动筛。如图1-3所示。

（4）筛分效率低是严重的隐形浪费，“要么把效益筛跑、要么堵孔影响生产”。筛板孔一般为4.5--5.5mm，筛板开孔率为20%左右，小颗粒烧结矿极易堵孔。较低的筛分效率使得烧结机铺地料底含有大量返矿，易堵塞烧结机台车炉篦条，使得烧结机混合料透气性变差，增大主抽风机负压，降低了抽风量，严重影响烧结矿产量及质量，同时造成了能源和资源的浪费等。另一部分含有返矿的小成品送往高炉，给槽下筛分设备增加了筛分负荷，甚至进入高炉，造成高炉料柱透气差，使得焦比升高，影响高炉正常生产。

经磨损后的筛板筛孔变大，返矿里含有大量的成品烧结矿，产生重复烧结的二次加工费用。
 

4改造措施及方案

4.1改造措施

针对上述原因，恒博科技公司自行设计了单层、多面、多级分选耐磨棒条筛，分级是该筛分设备的主要理念。该筛由物料分层面、物料分级面、物料筛分面等多个过筛面组成的高效率筛分设备，处理量超过同规格其它类型振动筛的70%以上，筛分效率超过40%以上，筛板寿命超过一倍。由于参振质量较轻激振器轴承受到的循环挤压负荷较小，激振器使用寿命在一年以上。同时该筛在筛箱振动与物流冲击的作用下产生二次振动，起到防堵孔效果。

该筛工作可分为四个过程：

a、松散物料：物料进入筛体内的布料板，物料借助机械运动使大小颗粒松散分离。

b、物料分层：筛面上大颗粒物料运动速度较快，拖动小颗粒自翻滚透筛，物料料层减薄，剩余的物料及早接触筛面并透筛。

c、筛分过程：筛面受物料冲击产生的二次振动强迫催促小颗粒沉降及向前运动，对剩余的物料进行有效筛分。

d、检查筛分：对符合生产要求的颗粒进行检查筛分，需要检查筛分的物料占15-25%左右。

4.2改造方案

为尽量减少对生产的影响及安装方便，恒博科技公司根据原土建结构及处理能力设计采用了HBZS-2050棒条振动筛，筛体尺寸及重量大大减小。振动筛安装后，根据现场情况对筛下料斗、筛上除尘口和出料口下溜槽进行适当改造。筛下返矿、铺底料、小成品皮带机在此次改造中不受影响。本次仅对1#线进行了改造，施工从2015年3月6日到2015年3月27日，周期为20天。

5改造效果

降低备件及设备电力消耗，减少设备故障时间，筛分效率也有了明显提高，成品烧结矿中5mm以下成品明显减少，极大提高了经济效益。

6经济效益分析

6.1备件费用

两种筛分设备每条线年消耗备件对照表1如下：

由表1可以看出，采用棒条筛每条筛分线每年可节约备件费用138.61万元，同时还可以减轻维修工人的劳动强度。

6.2运行节电费用

3090直线振动筛每台配用2台45KW电机，棒条筛每台配用2台11KW电机，筛分系统改造后每年单条线可节约电费:4×（45-11）KW×24小时×365天×93%×0.56元/KW.h=77.101315万元

6.3投资与效益分析

两台HBZS-2050棒条筛设备购置费69万元，设备安装及溜槽、除尘管道等改造费约10万元，总计投资79万元。筛分线改造后每年可增加效益159.59+77.101315=236.691315万元。

79÷236.691315=0.33455939

预计四个月左右可收回投资成本。

6.4改造后的效益

生产系数1.35t/h.㎡，筛下返矿量占22%，返矿含有5mm以上的小成品烧结矿占30%左右。按照筛分理论计算得出｛[121.5÷(1-22%)-121.5]×30%＋121.5｝÷90≈1.46(t/h.㎡)生产系数，每台烧结机每小时增产烧结矿10.281吨左右，实际操作按照96-98%的筛分效率计算，(根据经验筛上物含小于5mm的不超过6%左右，筛下物含大于5mm的不超过4%左右，根据物料情况而定)。按照返矿含有5mm以上的小成品烧结矿占30%计算得出10.281t/h，一天所产生的量是246.744吨，返回烧结二次加工费每吨按130元计算，246.744吨×130元=32076.72元。按此推算：两台烧结机返矿里含的小成品烧结矿每天约占493.488吨，每年多产出的烧结量是493.488吨×330天=162851.04吨。也就计算出每年烧结二次加工费用21170635.2元。

7结语

实践证明，对烧结机整粒筛分系统振动筛进行棒条筛改造是可行的，为我国钢铁行业进行烧结矿整粒筛分改造及设计积累了宝贵的经验。