高炉槽下振动筛设计使用与管理

高炉槽下振动筛的设计使用与管理
郭俊奎，马铁林
（林州市马氏炼铁技术研究开发有限公司，河南安阳456561）
摘要：对槽下振动筛设计参数进行了分析和研究；同时分析了筛面的长度和宽度、筛面筛孔的结构形式和几何尺寸等因素对筛分效率和生产率的影响程度。

关键词：高炉；振动筛；设计；探讨
高炉槽下供料是高炉冶炼工艺中的一项重要部分，包括料仓、给料、筛分、计量、转运、卷扬上料、电气仪表、自动控制等内容，其中各种设备、各个专业都要相互协调，密切配合，才能高质量完成高炉生产供料工艺要求，保证高炉正常生产。

《高炉炼铁工艺设计规范》要求“烧结矿、焦炭在入炉前必须在矿槽、焦槽下进行过筛”［1］，因此，槽下振动筛分设备是控制高炉入炉原、燃料的最终筛分设备，以控制和减少粉末入炉量。

槽下振动筛设备承担着最终筛分的任务，因此对它的设计、选择、使用、维修尤为重要。

1 振动筛的定量给料
对振动筛定量或相对定量给料的控制是保证振动筛筛分效率高、效果好的主要因素之一。

可以定性地讲，振动筛不能控制定量给料就不会有好的筛分效果。

因为振动筛的筛分面积、角度（调好后）、筛孔结构、振幅等都是定值，给料粒度也相对是个定值，如果不能控制定量给料，筛面上的料层厚度忽薄忽厚，会极大地影响筛分效果。

如果料层厚，筛分效果不好，料层太薄，筛面上物料不能挤压、滑行运动，出现跳跃式运动下移轨迹，筛分效果也同样不好。

一般筛子料层厚度与筛孔尺寸有着重要关系，料层厚度不能小于筛孔尺寸的2 倍，筛面上的最佳料层厚度是稳定筛分的关键。

设计中，一般要求振动筛上面要有振动给料机，使筛面上形成均匀、连续的料流，以保证振动筛的相对定量给料，从而保证其筛分效果。

给料机的给料宽度与振动筛的宽度必须相匹配，要求物料给料点在筛子的中间上顶部，给料机的给料宽度大于振动筛宽度的1/2。

这样，一是使筛子使用面积尽量大，合理利用筛底的有效面积；二是给料均匀；三是尽量分散给料，提高筛分效果。

一定的给料宽度可防止因不均匀给料波动而影响振动筛分效果。

应尽量降低给料机的给料高度，降低给料高度就可有效减少粒尘，降低噪音。

因此，设计时应根据工艺要求，选好给料高度的最佳值。

为了节约动力，给料机的安装角度要尽量大，以停机不落料为原则。

2 振动筛的长度和宽度
筛面的长度和宽度，对筛分效率影响很大。

在产量和物料沿筛面的运动速度恒定时，筛面越宽，料层厚度相对越薄，筛分效率就越高；筛面越长，经过筛面的时间越长，筛分效率就越高［2］。

一般振动筛的长宽比的比值为2～3。

通过工业试验表明：当振动筛长度大于3400 mm时，就基本没有什么筛分效果，振动筛再长也是给料流槽，所以振动筛工作筛底长度一般不大于3500 mm；若工艺需要，可以将振动筛改为双层、三层振动筛，效果更好。

因此，建议振动筛长度一般不超过4000mm，可调整筛子层数以满足使用要求，而且占用空间小。

振动筛长度和所筛物料粒度大小有关，如果物料粒度在20 mm 以上，振动筛长度为3000 mm 就满足要求，所以在选用时要综合考虑。

粒度大，振动筛长度要小；粒度小，振动筛长度要大。

振动筛的长度和宽度决定了振动筛的面积，而扩大筛面的筛分面积是提高筛分效果的一种有效方法。

扩大筛分面积包括增加振动筛的层数，只要筛底面积大，物料就相对薄，筛分出料就均匀，因此，设计时建议多采用双层或多层振动筛。

其最大好处是各层筛孔尺寸大小配合，使物料筛分粒级合理，筛分效果好。

3 筛面
振动筛筛面是振动筛分设备的要核工作部分，对于一定的物料而言，筛子的生产率和筛分效率决定于筛孔形状、尺寸、结构。

筛面的结构、开孔形式多种多样，只有提高筛面开孔率，才能提高筛分效率和生产率，但提高开孔率会降低筛面强度，缩短筛面的使用寿命。

可见筛底的开孔率是衡量筛面质量的重要参数。

筛面孔型主要有圆形孔、长方孔、斜长孔、梳齿型孔（也叫水滴型）、斜人字形孔、条缝孔、钢丝网孔等。

各孔型的开孔率、筛底厚度及质量、寿命和运行成本各异。

例如编织筛网开孔率最高，但使用寿命短；梳齿型开孔率低，加工难度大，选材厚了筛粉效果差，薄了使用寿命短。

通过综合比较和实践知，异型条缝型筛孔开孔率相对高，而且筛分下料堵塞程度轻，筛分效果比较好，适合于槽下烧结矿、焦炭等物料的筛分。

对筛孔的最佳几何尺寸的选择十分重要。

在确定筛孔几何尺寸时，必须对物料的物理及综合特性有所了解，如物料的极不规格性、大小粒度混在一起的复杂性、几何形状不规则的“针状”和“片状”共存等特性。

通过工业实践表明，料层厚度和给料粒度参数一般为筛孔尺寸的4~4.5 倍最好。

大于此值，筛分效果差；小于此值，产量低，效率低。

例如，槽下烧结矿振动筛筛孔为 5 mm 时，要求料层厚度和给料粒度均约为23 mm，此时效果最佳。

提高筛底透孔率是防止筛底筛网堵塞、提高筛分效果的重要措施。

筛底筛孔孔径越大，物料在筛分中堵塞的机会也越大。

原因为：一是物料粒度大，自重大，运行速度慢；二是筛孔大，容易存料停留，引起堵塞；三是物料大，自重大，抛振起来困难，相对出料时间长，引起筛孔堵塞；四是物料水分大时给筛分带来困难，也易堵塞筛底；五是物料粒度大，物料的极不规则性增大，易堵塞。

因此，必须考虑槽下物料筛分的多种因素，并有效控制物料粒度，有条件时一定将物料整粒，从而进一步提高筛分效果。

4 振动筛的结构
振动筛的结构形式差异性大，但振动筛设备自身质量大，意味着激振力大，电机功率大，而且设备投资增大，噪声大，安装难度大，检修困难。

所以必须优化振动筛结构，降低自重。

振动筛的筛箱由侧壁钢板及横向构件铆接或焊接成型［3］。

焊接结构因产生焊接应力，须采用特定的消除内应力工艺措施，处理不当时，焊缝易开裂。

采用铆接联接，工艺复杂，但承受振动能力强，十分可靠，主要用于中型、大型振动筛。

筛面与筛箱的联接固定多采用拉钩固定法［3］。

振动筛有座式、吊式两种安装结构形式。

一般小型振动筛采用吊式安装，吊式安装应采用杆件进行安装，反对用钢丝绳吊筛子。

因钢丝绳自身有软弹性，属隔振簧，对正常筛分工作不利。

中型、大型振动筛一般采用座式安装，座式安装一般用橡胶或弹簧座进行安装，噪音小，隔振刚度小。

设计时应根据具体工艺要求，选择最佳的安装结构形式。

大角度、小振幅多层筛具有其独特的优越性，通过生产实践证明，这种多层筛已成为设备选型的一种趋势。

在满足工艺要求和保证筛分质量的前提下，适当增大振动筛角度，同等条件下可提高产量，减小振幅和降低电机功耗；适当增加振动筛层数，可进一步提高产量、质量，因为增加一层，一般将增加40%以上面积。

5 振动筛的环保除尘、安装、维护和管理
要解决好环保除尘，要靠合理、可靠的密封。

振动筛在设备本身密封的同时，应在下口出料端设除尘抽风罩，尽量不采用设备大密封的形式。

而除尘设备一般选用干式除尘为好，避免采用湿法除尘。

振动筛的正确安装对其使用性能的影响至关重要。

首先必须保证振动筛安装牢固、可靠，保证振动筛工作平稳，运行噪音小；其次安装角度要合理，保证调整角度方便、准确，提高使用筛分效果。

对振动筛的日常维护，要做到设备的定检、点检，尤其是对激振器，既要维
修，又要维护。

振动筛的正确使用和合理的管理规章制度是保证设备正常运行和稳定操作的关键因素，而且是长期性的系统工程，所以必须提高操作工人素质、专业技术水平、职业道德责任心。

参考文献
［1］GB 50427—2008 高炉炼铁工艺设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2008：10. ［2］项钟庸.高炉设计—炼铁工艺设计理论与实践［M］.北京：冶金工业出版社，2007：432.
［3］严允进.炼铁机械［M］.北京：冶金工业出版社，1990：39- 40.。