卧式滚筒筛分设备在球式热风炉更换耐火球的应用

蓝涛涛，欧阳鹏，蒋福军，李 汇，伍明月

（十一冶集团公司工程技术有限公司，广西 柳州 545002）

1 前言

球式热风炉是炼铁高炉生产配套的工业炉窑设备，其主要作用是为高炉提供连续稳定的高温热风，而耐火球又是球式热风炉中蓄热体的主要蓄热介质[1]。柳钢目前有球式热风炉28座，每年都有热风炉需要筛选更换耐火球[2]。据测算，一座1000立方米高炉的球式热风炉装球量近1000吨，其中人工拣选量为500～600吨，劳动强度大、工作效率低、换球工期长，每次更换耐火球都会影响高炉稳定生产。

现有的球式热风炉换球工作是卸出旧耐火球，人工拣选，回装，约有50%-60%完好耐火球可重新回装使用，不够补充新球。人工拣选是换球工作中最难的工作，1000立方高炉所配的球式热风炉，每座炉装球量近1000吨，人工拣选500～600吨，工作量极大，劳动效率不高，需要铲车配合作业，需要组织大量人员，人工成本高，且浪费大，许多耐火球被丢弃。

2 设备技术方案

为了解决现有的球式热风炉换球工作中人工拣选存在的问题，达到降低施工成本和劳动强度，提高工作效率及耐火球回收率，提高机械化程度，使施工易于组织的目的，采用如下的技术方案：

（1）卧式滚筒筛分设备如图1所示，该设备由1储球漏斗、2送料皮带输送机、3卧式滚筒筛分机、4废料出料皮带输送机及5筛出球皮带输送机组成。

图1 卧式滚筒筛分设备总图

（2）卧式滚筒筛分机如图2所示，包括6驱动控制部分、7齿轮、8卧式滚筒、9托轮、10储废料斗、11机架。驱动控制部分、卧式滚筒储废料斗分别安装在机架上，齿轮安装在卧式滚筒并由驱动控制部分控制。减速机的齿轮轴带动齿轮从而使卧式滚筒旋转运行。

图2 卧式滚筒筛分机

（3）驱动控制部分由电机、减速机、变频器相连而成。

（4）卧式滚筒筛分机还包括托轮，托轮安装在机架上，用于支撑卧式滚筒和其内部球的重量。

（5）卧式滚筒整圈上设有条形筛网，且条形筛网间隙L：1/2耐火球直径≤L＜耐火球直径，该筛网可根据筛选耐火球的直径大小更换使用。

3 设备安装及运行

3.1 整体安装方式

储球漏斗的出料口正对着送料皮带输送机的皮带，卧式滚筒筛分机的进料口与送料皮带输送机衔接，卧式滚筒筛分机的机架底部安装的储废料斗正对着废料出料皮带输送机的皮带，卧式滚筒筛分机的出料口与筛出球皮带输送机衔接。

3.2 卧式滚筒运行方式

电机带动减速机，经齿轮轴传动使卧式滚筒旋转运行，卧式滚筒整圈上有条形筛网，待选耐火球通过皮带机进入卧式滚筒筛分机，经筛分后，废料通过废料出料皮带输送机，直接装车运走，而筛出球则通过筛出球皮带输送机送到装球的吨袋内。经筛出球皮带输送机过程中，皮带机两侧安排有人工拣选，确保筛选耐火球质量。

3.3 整套设备运行方式

旧耐火球通过送料皮带输送机进入卧式滚筒筛分机，筛分后，再通过废料出料皮带输送机和筛出球皮带输送机分别把废料和筛出球输送到各自地点。储球漏斗为钢板和型钢拼焊而成的长方形漏斗，下方开设有可控制出球量的闸口，配合送料皮带输送机使用，主要用途是将旧耐火球连续不断的送入卧式滚筒筛分机，送料皮带输送机电机由变频器控制，从而控制卧式滚筒筛分机的给料量。

在操作过程中，通过变频器控制其电机，从而调整滚筒筛转速，取得好的筛分效果。

4 筛分方式的对比

现将卧式滚筒筛分设备与原耐火球筛分方式进行比较。

4.1 筛选方式的改变

原筛选方式是以人工拣选为主，就是利用铲车配合用人工对好球进行一个一个拣选，最后装袋库存。该方式人力投入大、人工成本高、工作效率低。新筛选方式是利用铲车上料，皮带机输送，筛分机筛选球的机械化筛选模式。该方式机械化程度高，工作效率大大提高，同时能大大减少人力的投入，降低施工成本，有较高的效益性，回收率高。

4.2 工艺的改变

原筛选球需要一块较大的厂外场地，将球拉到场地堆放后，再组织铲车配合人工进行拣选。该工艺受场地影响较大，同时来回运输的成本高。利用卧式滚筒筛分设备在现场可直接完成筛选作业。只要在厂内有一块约300㎡的空场地，将整套耐火球卧式滚筒筛分设备安装好，即可进行耐火球筛选作业，耐火球通过卧式滚筒筛分设备完成流水线筛选工作，废球等垃圾直接装车运走，筛出球用吨袋装好，并在现场存放整齐。装球时，直接可以将吨袋耐火球吊装到炉内，受场地的影响不大，能较大幅度降低运输成本，同时可以缩短更换耐火球检修的工期。该技术已获得了国家知识产权局实用新型专利权[3]。

5 设备应用效果

本次应用卧式滚筒筛分设备，主要解决了现有的球式热风炉更换耐火球工作中，耐火球拣选所存在的问题，很大的减少拣选旧耐火球的人力投入，大大提高效率，从而达到快速更换耐火球，确保热风炉顺利生产的目的。2017年2月份，该卧式滚筒筛分设备成功投入使用在，柳钢2号高炉1号热风炉更换耐火球施工中，通过对比，现场筛选耐火球由原来人工拣选的6天缩短至设备筛选的3天，旧耐火球回收率为80%以上，工作效率和选球质量大幅提高。