转炉在线石灰筛分系统设计与应用

2015-01-01孙吉才

设备管理与维修 2015年9期

孙吉才

（莱芜钢铁冶金生态工程技术有限公司山东莱芜）

一、前言

生石灰作为炼钢的一种重要原料，按照YB/T042-2004要求，粒度在5～50 mm，＜5 mm的不允许超10%。某炼钢厂有两座80 t转炉，年产230万吨普碳钢和合金钢，日消耗生石灰300 t以上。因运输路线长和环节较多等原因使粉面含量高达15%左右，严重影响优钢质量，且小颗粒及粉面易被烟气带走，影响烟道抽烟效果和除尘稳定运行。为此，充分论证后，设计安装一套在线振动筛分给料系统，实现石灰块、粉有效分离，效果理想。

二、设计原则

生石灰筛分后储存时间和输送距离越短越好，设备简单可靠，易于操作和维护，投资少。

三、技术方案设计

生石灰供应流程如图1所示，汽车从外运到南山散装料场，经180 m长皮带送到转炉37.3 m高位石灰仓，再经振动给料器落入称量料斗，称量后进转炉。

图1 生石灰输送流程图

1.方案设计

经多次对现场输送线路和空间勘查和分析，确认仅在振动给料器及周边空间相对宽裕，改造难度较小，设备布局见图2。

根据上述情况及设计原则，只要设计出一套以一台振动筛分给料装置为核心的筛分系统替代现有振动给料器，使筛上物为合乎入转炉要求的石灰块料，就可以满足工艺需要。新石灰供应流程如图3所示。生石灰筛分系统主要分为振动筛分装置、粉料收集系统、除尘及电控系统等4部分。

图2 原有下料设备布局

图3 新生石灰供应流程图

（1）振动筛分装置。根据现场设计制造一台结构紧凑、有振动、筛分及给料等功能的设备，取代现有振动给料器，实现块、粉适度分离，块料落入称量料斗，粉料进收集系统。

（2）石灰粉料收集系统。收集系统由皮带、承接料斗、导料管和汇集仓组成。B500封闭皮带南北长30 m，位于振动筛分装置粉料出口下方。皮带南端辊筒下接料斗，直径159 mm管道连接其下口和7.6 m平台下汇集仓。汇集仓长3 m×宽3 m×高2 m，卸料扇形阀由气缸驱动。

（3）除尘系统。各落料点区采用帆布密封防尘，并有粉尘捕集罩，并用管道转炉除尘设施连在一起。

（4）电控系统。皮带和振动筛分等设备可现场就地操作，亦可用转炉主控室微机远程控制。

2.振动筛分给料器设计

本设备采用悬臂棒条结构，与其他类型的筛相比，有一定优势。如，筛孔不易堵塞，筛分效率＞80%。同等处理量和条件下，占用空间小，重量比其他筛轻40%，投资少，使用寿命长。振幅小，可减少块料破碎生成细小颗粒几率。

（1）悬臂棒条筛结构和工作原理。悬臂筛网为一组弹性棒条等间距平行排列，横梁固定一端，另一端悬臂，构成一组悬臂弹性筛网。若干组悬臂弹性筛网以横梁为首，自由端为尾，按阶梯形从下到上、首尾重叠倾斜排列，构成弹性筛面（图4）。棒条自由端释放了对其二次振动的约束，使长条筛孔形状和尺寸随时变化，可有效减少临界颗粒夹塞的几率。

（2）棒条相关参数。棒条选择遵循筛子结构与物料特性相适应原则。并从适用性、可得性和经济性3方面来考虑筛子的粒度控制和处理能力。

通常，棒条材料选用60Si2Mn弹簧钢；考虑其强度和变形，棒条长210～280 mm、直径6～8 mm。因棒条受力复杂，末端振动方向和幅度多变，因此，筛网由直径6 mm和8 mm棒条间隔布置，长度取220 mm。这既提高开孔率，又能充分发挥棒条二次振动特性。

根据筛分效率公式测算，筛分效率最大为50%即可、要求低。鉴于筛上物料具有分层效果好和透筛率高特点，采用单层筛，筛面由4组棒条筛网首尾重叠串联而成。根据现场空间条件确定筛面长宽均为1 m，倾角定为20°。

图4 筛面布置结构示意

棒条末端间隙变化相当大。如长260 mm棒条，直径6 mm和8 mm棒条末端挠度达8 mm和5 mm，缝隙变化率分别为71.5%及35%。为此，棒条间隙向下取为5 mm，而不是常规的4/3倍粒度。这可降低长度＞5 mm的扁片状石灰块的筛下概率，相当于变相地增加了“难筛粒”的含量，减少不必要的浪费，本装置参数见表1。