新型聚氨酯筛网在烧结厂熔剂筛的应用实践
王春来 高新洲 安彦平
（首钢矿业公司烧结厂）
摘 要 迁钢三期投产后，熔剂消耗量增加，烧结厂面临着雨季生产熔剂供料困难的难题，针对此问题进行了新型聚氨酯筛网试验，根据试验数据以及与原来使用的白钢筛板对比得出了试验结论，并提出了进一步推广应用的建议。
关键词 烧结熔剂 筛分效率 上料效率
1 前言
烧结过程中加入熔剂，生产碱性烧结矿是为了满足高炉冶炼炉料的酸碱平衡，并且配加熔剂还可以提高烧结矿产量、改善烧结矿质量。首钢矿业公司烧结厂使用熔剂主要有：石灰石（高钙灰石和灰石渣）、白云石等，熔剂破碎加工中要求-3mm粒级达到烧结工艺要求(烧结厂要求≥85%)。按照2011年烧结厂1150万t 产能测算，每班需要熔剂2000 t（包含石灰石与白云石），生产中需要对熔剂进行破碎、筛分，要求熔剂中-3mm粒级含量达到85%以上，否则影响烧结矿质量。
烧结厂现有6台熔剂筛，全部为不锈钢筛网，正常生产时，单筛成品料量约为70 t/h，但是雨季生产时，不锈钢筛网粘料比较严重，致使上料效率大幅度降低，单筛成品料量达不到50 t/h,熔剂破碎和筛分系统低效率运行会长期占用一、二烧的供料料线，影响其它料种的上料，对烧结生产构成了较大的威胁。为了满足雨季生产需求、提高熔剂筛筛分效率，必须解决雨季上料粘筛网的难题，通过2011年雨季原料车间熔剂供料能力来看无法满足目前生产需求，提升原料车间熔剂供料能力已经刻不容缓。
2 烧结厂熔剂筛分现状
目前烧结厂原料车间熔剂供料系统有4台锤式破碎机6台振动筛，为闭环式破碎系统。具体生产流程如图1。
熔剂破碎机单台小时处理量约为180 t/h，破碎后物料小于3 mm粒级约为55%～65%之间，破碎机生产模式为“三用一备”。
熔剂振动筛单台小时处理量约为100～150t/h，筛箱规格为4500mm×1500 mm。1-5#熔剂筛共14块筛板组成，材质为白钢筛板，筛板透空率为42.8%；6#熔剂筛筛板为7块筛板组成，前两块为棒条筛（2009年投入使用），后5块为白钢筛板。
目前制约原料车间雨季熔剂上料主要有两点：一是所上高钙灰石雨季蓄水量较大降低筛分效率；二是在雨季上料过程中物料容易堵塞、黏贴筛板，造成白钢筛板筛分效率较低。原料车间开展熔剂筛分试验，具体试验数据如下。
表1 熔剂水分1.0～2.0%时试验数据参数（试验前）
|
序号
|
物料水分
/%
|
筛前-3mm
含量/%
|
振动筛处
理量/t/h
|
成品料
量/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
1.93
|
56.30
|
151.24
|
78.11
|
76.60
|
83.50
|
|
2
|
1.99
|
57.28
|
119.38
|
71.32
|
87.50
|
83.90
|
|
3
|
1.31
|
54.97
|
103.46
|
63.20
|
92.90
|
83.60
|
|
平均
|
1.74
|
56.18
|
124.69
|
70.88
|
85.67
|
83.67
|
表2熔剂水分2.0～3.0%时试验数据参数（试验前）
|
序号
|
物料水分
/%
|
筛前-3mm
含量/%
|
振动筛处
理量/t/h
|
成品料量
/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
2.43
|
55.70
|
154.35
|
64.35
|
62.50
|
83.50
|
|
2
|
2.17
|
56.67
|
121.21
|
68.36
|
83.50
|
83.90
|
|
3
|
2.56
|
57.74
|
99.23
|
59.42
|
86.70
|
83.60
|
|
平均
|
2.39
|
56.70
|
124.93
|
64.04
|
85.67
|
83.67
|
表3 熔剂水分>3.0%时试验数据参数（试验前）
|
序号
|
物料水
份/%
|
筛前-3mm含量
/%
|
振动筛处
理量/t/h
|
成品料
量/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
3.36
|
56.75
|
150.34
|
52.12
|
52.20
|
85.45
|
|
2
|
3.51
|
56.66
|
121.37
|
54.54
|
66.30
|
83.60
|
|
3
|
3.27
|
56.84
|
100.18
|
52.23
|
77.60
|
84.60
|
|
平均
|
3.38
|
56.75
|
123.96
|
52.96
|
65.37
|
84.55
|
注：1 试验所使用灰石＜3mm粒级约占56.7%。
2 试验前组织将筛网进行清理，则试验数据较好于生产实际数据。
2011年雨季实际生产过程中，熔剂上料效率最低达到103 t/h，以目前2000 t/班需求量来看，根本无法满足供料需求。
3 开展聚氨酯筛网试验
经公司立项同意，2011年6月13日至2012年3月20日，在烧结厂4＃熔剂筛筛网试验由天马荷斯筛分系统（天津）有限公司生产的新型聚氨酯筛网，材质为聚氨酯，共35块筛板，规格为300mm×500mm，筛网厚度5.5 mm，筛板透空率为25.92%。安装后具体如图2。
试验方法：使用4#、3#振动筛进行对比试验，在不同水分、不同处理量情况下检测筛分效率与上料效率。
指标计算方法：
（1）振动筛处理量：
振动筛处理量=（W+Z）×2×V×3600/1000 （t/h）
式中：
W：熔7重停截取0.5米物料重量，单位：kg
Z：熔9重停截取0.5米物料重量，单位：kg
V：熔7皮带带速，单位 m/s
（2）筛分效率公式：
式中：
A：熔7重停截取0.5米物料-3mm重量，单位：kg
B：熔7重停截取0.5米物料-3mm重量+熔9截取后物料-3mm重量，单位：Kg
（3）筛分成品料量
筛分成品料量=D×2×V×3600/1000 （t/h）
式中：
D:熔7重停截取0.5米物料重量，单位：kg
V：熔7皮带带速，单位 m/s
（4）筛下-3mm合格率 （%）
T：熔7重停截取0.5米物料-3mm重量，单位：kg
W：熔7重停截取0.5米物料总重量， 单位：kg
（5）筛前-3mm含量： （%）
Q: 熔7重停截取0.5米物料(-3mm)重量+熔9截取后物料(-3mm)重量，单位：Kg
Z：熔7重停截取0.5 m物料总重量+熔9截取后物料总重量，单位：kg
所得试验数据如：表4、表5、表6。
表4 熔剂水分1.0～2.0%时试验数据
|
序号
|
物料水
份/%
|
筛前-3mm
含量/%
|
振动筛处
理量/t/h
|
成品料
量/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
1.93
|
54.14
|
121.25
|
67.89
|
89.65
|
86.69
|
|
2
|
1.99
|
57.53
|
127.66
|
65.45
|
78.97
|
88.62
|
|
3
|
1.31
|
51.26
|
139.24
|
77.20
|
93.24
|
86.20
|
|
4
|
1.99
|
59.35
|
154.80
|
72.79
|
67.87
|
85.66
|
|
5
|
1.99
|
58.24
|
171.07
|
86.32
|
76.95
|
88.82
|
|
平均
|
1.84
|
56.10
|
142.80
|
73.93
|
81.34
|
87.20
|
表5 熔剂水份2.0～3.0%时试验数据
|
序号
|
物料水
分/%
|
筛前-3mm
含量/%
|
振动筛处
理量/t/h
|
成品料
量/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
2.15
|
55.10
|
116.20
|
64.76
|
88.12
|
87.12
|
|
2
|
2.85
|
55.96
|
126.32
|
68.00
|
84.23
|
87.56
|
|
3
|
2.56
|
59.29
|
133.70
|
74.30
|
83.74
|
89.34
|
|
4
|
2.80
|
58.48
|
141.34
|
75.89
|
79.88
|
87.00
|
|
5
|
2.80
|
58.88
|
170.21
|
86.90
|
77.08
|
88.90
|
|
6
|
2.80
|
60.96
|
182.73
|
73.08
|
56.56
|
86.21
|
|
平均
|
2.66
|
58.11
|
137.55
|
73.97
|
82.61
|
87.98
|
表6 熔剂水分大于3.0%时试验数据
|
序号
|
物料水分
/%
|
筛前-3mm
含量/%
|
振动筛处理量
/t/h
|
成品料量
/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下(-3mm)
合格率/%
|
|
1
|
3.36
|
52.26
|
119.89
|
65.17
|
90.26
|
86.78
|
|
2
|
3.36
|
51.66
|
144.89
|
70.15
|
82.50
|
88.02
|
|
3
|
3.59
|
57.72
|
145.35
|
76.00
|
79.38
|
87.62
|
|
4
|
3.10
|
55.93
|
153.00
|
73.29
|
75.64
|
88.32
|
|
平均
|
3.35
|
54.39
|
140.78
|
71.15
|
81.95
|
87.69
|
4 数据对比分析
4.1不锈钢筛板与聚氨酯筛板使用效果对比
（1）筛板参数对比
表7 筛板参数对比
|
筛板类型
|
筛孔尺寸
/mm
|
筛板数量
/块
|
筛板规格
/mm
|
净空率
/%
|
|
不锈钢筛板
|
3×30
|
7
|
1490×495
|
42.8
|
|
聚氨酯筛
|
3.3×28
|
35
|
300×500
|
25.92
|
聚氨酯筛筛板的净空率为25.92%，比不锈钢筛板低很多。
（2）筛分数据对比（当处理量相近时其试验数据对比）
表8 试验前后数据对比（熔剂水分1.0～2.0%时）
|
筛板类型
|
处理量
/t/h
|
筛下成品
流量/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下（-3mm）
合格率/%
|
筛前（-3mm）
合格率/%
|
|
不锈钢筛板
|
151.24
|
78.11
|
76.60
|
83.50
|
56.30
|
|
聚氨酯筛
|
142.80
|
73.93
|
81.34
|
87.20
|
56.10
|
|
对比
|
-8.44
|
-4.18
|
4.74
|
3.70
|
-0.20
|
当熔剂水分为1.0～2.0%时，在筛前（-3mm）合格率基本相同的情况下，不锈钢筛板与聚氨酯筛板筛下成品流量、筛分效率参数指标相差不多，但聚氨酯筛下（-3mm）合格率（%）明显好于不锈钢筛板。
表9 试验前后数据对比（熔剂水分2.0～3.0%时）
|
筛板类型
|
处理量
/t/h
|
筛下流量
/t/h
|
筛分效
率/%
|
筛下（-3mm）
合格率/%
|
筛前（-3mm）
合格率/%
|
|
不锈钢筛板
|
154.35
|
64.35
|
62.50
|
84.40
|
55.70
|
|
聚氨酯筛
|
141.34
|
75.89
|
79.88
|
87.00
|
58.48
|
|
对比
|
-13.01
|
11.54
|
17.38
|
2.60
|
2.78
|
当熔剂水分为2.0～3.0%时，在筛前（-3mm）合格率基本相同的情况下，聚氨酯筛板比不锈钢筛板的筛下成品流量、筛分效率参数指标高出10多个百分点，并且聚氨酯筛下（-3mm）合格率（%）明显好于不锈钢筛板。
表10 试验前后数据对比（熔剂水分>3.0%时）
|
筛板类型
|
处理量/t/h
|
筛下物
流量/t/h
|
筛分
效率/%
|
筛下（-3mm）
合格率/%/）
|
筛前（-3mm）
合格率/%
|
|
不锈钢筛板
|
150.34
|
52.12
|
52.20
|
85.45
|
56.75
|
|
聚氨酯筛
|
153.00
|
73.29
|
75.64
|
88.32
|
55.93
|
|
对比
|
2.66
|
21.17
|
23.44
|
2.87
|
-0.82
|
当熔剂水分为大于>3.0%时，在筛前（-3mm）合格率基本相同的情况下，聚氨酯筛板比不锈钢筛板的筛下成品流量、筛分效率参数指标高出20多个百分点，并且聚氨酯筛下（-3mm）合格率（%）也高出2个百分点。
4.2 聚氨酯筛应用预期效果
（1）新型聚氨酯筛网使用至今已10个月无明显磨损，预计能够使用1年；
（2）雨季使用聚氨酯筛板生产，岗位对筛子维护时间每班可减少大约2小时。
在物料水分2%以上作业生产时，不锈钢筛板运行30分钟左右后，筛板开始出现粘结现象，严重影响正常筛分，需人工处理粘结在筛板上的物料，且刚清理出的筛板筛分效率在60%左右，随着筛板运行，15分钟左右又继续粘料，筛分效率越来越低，最后筛板粘料过多筛分效率降至20%左右，被迫人工继续清理，2011年雨季生产每班要安排2人以上处理不锈钢筛板粘料，不仅降低了筛子的作业率，而且增加了岗位工人作业时间、强度；聚氨酯筛板不会被物料粘结影响筛分效率。
（3）聚氨酯筛板的应用，筛下成品料量稳定在70～80t/h，减少设备运行时间，降低了系统电量。
雨季生产，按物料水分含量大于3%、振动筛处理量150 t/h，若一烧4台机运转，日最少消耗熔剂2500 t计算，使用聚氨酯筛板每日破碎筛分系统少运转时间（此时白钢筛板单筛上料效率52t/h，聚氨酯筛板单筛上料效率73.29 t/h）为：2500 t/（52t/h×6台）- 2500t/（73.29t/h×6台）=2.33小时。熔剂破碎锤子单台功率560 kw，3台破碎机运转，那么每日破碎系统电耗降低：560kw×3台×2.33h=3914.4 kwh。
（4）聚氨酯筛板的应用，熔剂（-3mm）合格率（%）也高出2个百分点，满足了烧结工艺要求。
（5）聚氨酯筛板日常维护简单、方便。
聚氨酯筛板一次安装完毕后，日常岗位就能对筛板更换等，且可根据季节物料特点，将不同孔径的筛板按需分布，有调整灵活的优势，而不锈钢筛板经常开焊，必须修理用气焊处理。使用聚氨酯筛板可以减少修理维护费用。
（6）聚氨酯筛板自带振打装置，依靠振打球的振打作用确保筛网不堵料，使用效果较好。
（7）使用聚氨酯筛板可以改善生产环境。
使用聚氨酯筛板，熔剂不粘堵筛孔，物料水分不会影响聚氨酯筛板筛分效率较低，在熔剂破碎时，流程打水，降低破碎与熔剂运输过程中的扬尘，有效改善现场环境。
5 结语
迁钢三期投产后，烧结厂熔剂班消耗量增加至2000 t，烧结厂面临着雨季生产熔剂供料困难的难题，针对此问题经公司立项同意于2011年6月份开始在烧结厂4#熔剂筛试验新型聚氨酯筛网，试验表明新型聚氨酯筛网使用至今已10个月无明显磨损，预计能够使用1年；新型聚氨酯筛与原来使用的白钢筛板相比具有不易被物料堵塞、上料效率高、日常维护简单等诸多优点，使用该新型聚胺酯筛网能够解决雨季上料困难的问题。
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