煉鐵廠有效利用沖渣水實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

周海清

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼檢修公司，河北張家口075100）

煉鐵廠有效利用沖渣水實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

周海清

（河北鋼鐵集團(tuán)宣鋼檢修公司，河北張家口075100）

宣鋼煉鐵廠各高爐爐前均采用水沖渣工藝，既可保證高爐按時(shí)放渣又可縮短渣溝的總長(zhǎng)度，減輕爐前放渣操作和下渣操作的勞動(dòng)強(qiáng)度。但是由于渣溝漏水等原因，造成水利用失衡，針對(duì)水利用失衡采取了改造措施,并進(jìn)行了技術(shù)總結(jié)。

設(shè)備改造；完善；有效利用；節(jié)能降耗

1 引言

爐前采用水沖渣工藝，既可保證高爐按時(shí)放渣又可縮短渣溝的總長(zhǎng)度，減輕爐前放渣操作和下渣操作的勞動(dòng)強(qiáng)度。及時(shí)放渣、降低爐缸內(nèi)液態(tài)渣面的高度，可以改善爐缸死料柱的透氣性，有利于穩(wěn)定爐況順行。同時(shí)，熔渣放出后，爐缸內(nèi)倒時(shí)空間，有利于爐料下降，可以多跑料多出鐵。如不及時(shí)放渣或因渣口壞不能放渣，爐缸內(nèi)熔渣積存較多時(shí)，熔渣充填在焦炭死料柱的空隙中，使透氣性變差，風(fēng)壓升高，風(fēng)量減少，順行變差，有時(shí)還會(huì)造成崩料以及崩料后風(fēng)口灌渣等。因此，必須保證沖渣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為爐況順行和鐵口維護(hù)創(chuàng)造有利條件。同時(shí)，由于沖渣水泄露等原因造成環(huán)境污染和能源浪費(fèi)，必須進(jìn)行必要的改造達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)和節(jié)能減耗的目的。

2 脫水器脫水性能改造

高爐熔渣水處理系統(tǒng)中，脫水系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，常因脫水不徹底，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)跑水跑渣嚴(yán)重，特別是1#、2#爐沖渣南、北場(chǎng)，跑水跑渣給行人和車輛交通及現(xiàn)場(chǎng)綜合治理帶來(lái)巨大影響，高溫水渣漫延路面，行人正常交通存在燙傷安全隱患；脫水不徹底，成品渣含水多，皮帶帶水在冬季還會(huì)造成皮帶及托輥結(jié)冰、皮帶打滑，水渣輸送困難加大，安全生產(chǎn)存在一定隱患，皮帶含水量大，在冬季易會(huì)形成大片冰溜子，既存在不安全因素，又影響現(xiàn)場(chǎng)綜合治理；因脫水不徹底，回水中含渣量大，返渣泵及管路磨損加劇，備件使用壽命降低，檢修周期縮短；脫水不徹底，還會(huì)使渣場(chǎng)成品渣污水產(chǎn)生外排困難，造成能源大量流失，所以，提高脫水器脫水效率必須對(duì)篩網(wǎng)過(guò)濾性能進(jìn)行改造

為穩(wěn)定生產(chǎn)，維護(hù)正常生產(chǎn)秩序，徹底解決好因脫水不徹底導(dǎo)致的現(xiàn)場(chǎng)跑水、檢修頻繁、皮帶含水、污水外排等問(wèn)題，提高脫水器脫水效果。

（1）在脫水器內(nèi)部增設(shè)導(dǎo)料平臺(tái)，渣水混合物進(jìn)入脫水器內(nèi)部，首先落入導(dǎo)料平臺(tái)，在脫水器旋轉(zhuǎn)中，物料由導(dǎo)料平臺(tái)緩緩落入篩網(wǎng)中，延長(zhǎng)物料在脫水器內(nèi)的停留時(shí)間，脫水時(shí)間延長(zhǎng)，渣水分離實(shí)現(xiàn)最好。

（2）渣水分配器進(jìn)行位移改造，將渣水分配器后移300 mm，避開(kāi)物料經(jīng)渣水分配器分配后與篩網(wǎng)的正面接觸，避免拋物線落點(diǎn)對(duì)篩網(wǎng)的沖擊力，延長(zhǎng)篩網(wǎng)使用壽命。

（3）增設(shè)脫水器反沖洗裝置，將反沖洗管噴嘴呈分散狀由外向內(nèi)噴吹篩網(wǎng)，加速篩網(wǎng)間物料及水的流動(dòng)，減少篩網(wǎng)堵塞，增強(qiáng)脫水效果。

（4）縮小篩網(wǎng)間隙，對(duì)原篩網(wǎng)間隙4.5 mm、3.5 mm、2.5 mm分別縮小為3.5 mm、2.5 mm、1.5 mm，過(guò)濾篩網(wǎng)間隙縮小，減少了細(xì)渣回流，緩減循環(huán)池板結(jié)渣的產(chǎn)生，沖渣水保持凈化，沖渣生產(chǎn)順暢。

多項(xiàng)措施改造后，渣水混合物經(jīng)高效脫水器脫水后，渣水得到很好分離，皮帶系統(tǒng)的成品渣含水明顯減少，皮帶系統(tǒng)設(shè)備設(shè)施及鋼結(jié)構(gòu)腐蝕有所緩減，渣場(chǎng)廢水產(chǎn)生明顯減少，特別是回水含渣少了，設(shè)備及管路磨損、磨漏搶修事件減少了，1#、2#爐沖渣南北場(chǎng)脫水器跑水跑渣得到了控制，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到明顯改善，水資源得到有效利用，跑水造成的水資源浪費(fèi)不再發(fā)生，渣場(chǎng)產(chǎn)生的廢水通過(guò)回收全部利用到1#、2#爐沖渣生產(chǎn)中，改變了過(guò)去污水大于沖渣補(bǔ)水用量只能外排浪費(fèi)的現(xiàn)象，生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定。

3 2#爐沖渣返渣路由改造

2#爐沖渣采用嘉恒法熔渣?；到y(tǒng)，高爐熔渣由沖制箱噴出的循環(huán)水水淬、?；幚砗?，進(jìn)入脫水器經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)過(guò)濾進(jìn)行渣水分離，分離后的水通過(guò)水槽循環(huán)回沉淀池、凈化池、循環(huán)池，循環(huán)池底部連接沖渣泵，在沖渣泵的作用下，循環(huán)池的水被借給沖制箱實(shí)施二次沖渣，如此循環(huán)利用，形成閉路。三個(gè)池子形成三級(jí)跳的模式，沉淀池內(nèi)的水經(jīng)溢流擋墻進(jìn)入凈化池，進(jìn)入凈化池的水仍然含有部分更細(xì)的渣，用返渣泵將渣水混合物輸送至緩沖罐底部，增加緩沖罐底部水的動(dòng)能，同時(shí)進(jìn)一步凈化凈化池內(nèi)的水質(zhì)。凈化池內(nèi)的水經(jīng)溢流進(jìn)入循環(huán)池，供循環(huán)使用。日積月累，凈化池水含渣量大，經(jīng)返渣泵輸送至緩沖罐底部的水不能起到助推緩沖罐底部水的流動(dòng)，在很大程度上增加緩沖罐渣水混合物的含渣量，影響著緩沖罐內(nèi)水渣的順利沖刷下去。

為提高返渣泵利用率，減少緩沖罐內(nèi)返渣水的含渣量，對(duì)返渣泵返渣路由進(jìn)行改造，拆除原返渣泵連接凈化池的管路，改變返渣管路線，連接到沉淀池與返渣泵間，由于沉淀池是回水進(jìn)入的第一場(chǎng)所，池內(nèi)含渣量較大，在溢流中對(duì)凈化池、沉淀池水質(zhì)造成一定影響，改變返渣路線，將返渣路線連接到脫水器，利用返渣泵功能，將沉淀池內(nèi)含渣量較大的渣水混合物輸送到脫水器進(jìn)行再次脫水，這樣沉淀池的水含渣量相對(duì)減少，凈化池和循環(huán)池的水質(zhì)得到凈化，二次沖渣生產(chǎn)用水不會(huì)因含渣量大造成沖刷力弱，保證了沖渣正常生產(chǎn)。

因凈化池含渣量大，用返渣泵輸送到緩沖罐底部的水含渣量大，加大緩沖罐沖渣的阻力，緩沖罐堵渣、跑水時(shí)有發(fā)生。返渣泵返渣路由改變后，能夠及時(shí)有效將沉淀池回水中的大量渣輸送到脫水器進(jìn)行再次脫水分離，提高了返渣效率，減少了返渣泵返渣不力加劇緩沖罐堵渣、跑水發(fā)生，保持水沖渣的正常生產(chǎn)。

4 3#高爐沖渣系統(tǒng)改造

4.1 改造的必要性

3#高爐沖渣屬于傳統(tǒng)的底濾式?jīng)_渣模式，建于1989年，2011年隨3#高爐大修改造進(jìn)行了局部修理后投產(chǎn)，在在日常生產(chǎn)使用過(guò)程中存在諸多故障，主要表現(xiàn)在：

（1）3#高爐大修由于需要推移利用渣槽場(chǎng)地，臨時(shí)架設(shè)渣槽，大修后僅進(jìn)行了局部加固，存在設(shè)計(jì)缺陷，造成襯板磨損嚴(yán)重，渣和水橫流，嚴(yán)重污染周圍環(huán)境并造成能源浪費(fèi)。

（2）3#高爐沖渣泵房電機(jī)仍采用直接啟動(dòng)方式，由于爐容擴(kuò)大，渣量增加，造成沖渣泵滿負(fù)荷運(yùn)行，且啟動(dòng)電流大，經(jīng)常造成電機(jī)燒損和控制系統(tǒng)跳閘，嚴(yán)重影響沖渣生產(chǎn)。

（3）沖渣泵流量和壓力檢測(cè)值僅在沖渣泵出口采用機(jī)械室監(jiān)測(cè)，無(wú)法引入主控室和沖渣操作室，造成雙方不能及時(shí)了解渣量和水量的關(guān)系，盲目增加水量或者減少水量，造成開(kāi)炮或者水能源浪費(fèi)。

綜合以上故障，必須進(jìn)行改造。必須進(jìn)行合理的改造完善滿足高爐不斷提高的沖渣需求。

4.2 改造的具體實(shí)施

（1）3#高爐沖渣由于設(shè)計(jì)是屬于臨時(shí)渣槽等原因，造成對(duì)襯板沖刷嚴(yán)重，經(jīng)常造成襯板磨漏跑水跑渣現(xiàn)象的發(fā)生，特別是煙囪內(nèi)的襯板更是磨損嚴(yán)重，利用每次定修的機(jī)會(huì)，對(duì)煙囪內(nèi)的襯板進(jìn)行堆焊耐磨合金，保證了襯板的耐沖刷性能，有效減少了襯板磨漏跑渣現(xiàn)象的發(fā)生改造后襯板使用周期明顯延長(zhǎng)，沒(méi)有發(fā)生磨漏影響沖渣生產(chǎn)的情況。

（2）根據(jù)沖渣泵原啟動(dòng)形式和功率要求，采用原5#高爐水泵的軟啟動(dòng)器進(jìn)行控制改造，解決了啟動(dòng)電流過(guò)大造成燒毀電機(jī)和沖擊線路情況的發(fā)生。

（3）針對(duì)沖渣現(xiàn)場(chǎng)的積水，采用增加立式泵和儲(chǔ)水坑的辦法，通過(guò)架設(shè)管路增加閥門的方式把這部分水用于沖渣、干渣泵啟動(dòng)等，效果良好，節(jié)能降耗。

（4）針對(duì)沖渣泵流量和壓力監(jiān)測(cè)值問(wèn)題，增加數(shù)字表流量計(jì)和數(shù)字表壓力監(jiān)測(cè)，引入主控室和沖渣操作室，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，科根據(jù)不同時(shí)間渣量情況及時(shí)溝通增減水量，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 改造后效果分析

沖渣系統(tǒng)改造滿足了3#高爐沖渣降低設(shè)備故障率、穩(wěn)定運(yùn)行的的要求，主要表象在：

（1）襯板進(jìn)行堆焊耐磨合金改造，保證了襯板的耐沖刷性能，改造后襯板由原來(lái)的每年更換28塊降低到6塊，回收可使水耗降低。機(jī)具倒運(yùn)費(fèi)減少10萬(wàn)元。

（2）沖渣泵軟啟動(dòng)改造可有效降低系統(tǒng)啟動(dòng)電流，節(jié)電效果明顯，同時(shí)由于啟動(dòng)電流降低杜絕燒毀電機(jī)和沖擊供電系統(tǒng)故障。

（3）流量和壓力數(shù)據(jù)共享可保證高爐和沖渣雙方根據(jù)不同的渣量和流量合理調(diào)節(jié)，保障降低渣溝放炮和能源浪費(fèi)。

5 4#高爐沖渣系統(tǒng)改造

5.1 4#高爐改造前的現(xiàn)狀

（1）4#高爐沖渣由于采用嘉恒法處理裝置，經(jīng)常發(fā)生走干渣，且4#高爐由于爐型原因造成單場(chǎng)出鐵，造成第一天需要走干渣，渣池利用率比其他高爐高，而干渣?；^由于采用雙孔道設(shè)置，水壓分流造成溜嘴側(cè)積渣頂壞溜槽且嚴(yán)重浪費(fèi)水資源，必須進(jìn)行改造。

（2）4#高爐沖渣渣溝較短，無(wú)法準(zhǔn)確判斷流量，而沖渣泵的流量和壓力顯示值僅在沖渣泵出口采用機(jī)械式檢測(cè)，沒(méi)有引入主控室和沖渣操作室，造成雙方不能及時(shí)了解渣量和水量的關(guān)系，盲目增加水量或者減少水量，造成渣槽內(nèi)或者脫水器轉(zhuǎn)鼓內(nèi)開(kāi)炮以及不能合理調(diào)節(jié)造成水能源浪費(fèi)。

（3）4#高爐沖渣卸料溜口經(jīng)常采取用高壓水沖的方式處理堵塞，使用的是環(huán)管消防水，造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)，需要改造解決直取水狀態(tài)，降低水耗。

綜上所述，必須采取措施以降低能源消耗改造。

5.2 改造的具體內(nèi)容

（1）針對(duì)4#高爐干渣?；^存在的問(wèn)題，采用雙孔道一個(gè)孔道通風(fēng)，一個(gè)孔道通水，采用壓縮空氣增加水的動(dòng)能，使干渣遠(yuǎn)離溜嘴，既保證了溜嘴使用壽命，又節(jié)約了水資源浪費(fèi)。

（2）針對(duì)4#高爐沖渣泵流量和壓力檢測(cè)值問(wèn)題，增加數(shù)字表流量計(jì)和數(shù)字表壓力檢測(cè)，引入主控室和沖渣操作室，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，可根據(jù)不同時(shí)間渣量情況及時(shí)溝通增減水量，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）針對(duì)沖渣卸料口需要高壓水的情況，采用3#、4#高爐干渣池和干渣坑等沖渣泵回收用水的方式予以解決，當(dāng)壓力不足時(shí)，增加增壓管道泵予以提高壓力，解決了長(zhǎng)期使用環(huán)管消防水的浪費(fèi)。

5.3 運(yùn)行效果

改造實(shí)施后收到了良好的節(jié)能和環(huán)保效果：（1）干渣?；^采用風(fēng)水雙孔道改造后，既保證了溜嘴使用壽命，又節(jié)約了水資源浪費(fèi)。

（2）流量和壓力數(shù)據(jù)共享可保證高爐和沖渣雙方根據(jù)不同的渣量和流量合理調(diào)節(jié)，保障降低渣溝放炮和能源浪費(fèi)。

6 堆渣場(chǎng)水利用改造

煉鐵廠1#、2#、3#和4#高爐熔渣水處理后產(chǎn)生的水渣分別堆放在三個(gè)渣場(chǎng)，由天車抓斗完成裝運(yùn)和外發(fā)銷售。四座高爐日產(chǎn)水渣近8000多t，由于高爐熔渣經(jīng)高溫水碎粒化脫水處理后，通過(guò)皮帶機(jī)遠(yuǎn)程輸送至堆渣場(chǎng)后的水渣仍含有一定水，經(jīng)過(guò)24 h的控水才能裝車外發(fā)。水渣控水給渣場(chǎng)形成大面積的水坑，拉渣車輛出入渣場(chǎng)帶水帶渣，導(dǎo)致公路灑渣灑水，嚴(yán)重影響現(xiàn)場(chǎng)綜合治理工作要求，在冬季還會(huì)造成道路結(jié)冰，給行人及車輛正常通行帶來(lái)交通安全隱患。特別是4#爐渣場(chǎng)與鐵路線橫向緊密相連，渣場(chǎng)積水多回抽不過(guò)來(lái)時(shí)，積水漫延至鐵路線，導(dǎo)致鐵路線下沉，冬季鐵路線及道軌全部結(jié)冰，嚴(yán)重影響鐵路安全通行。而3#爐水渣是經(jīng)過(guò)抓斗抓撈送至渣場(chǎng)，含水量少點(diǎn)，但在渣溝煙筒處由于渣溝拆除新建大修后，煙筒內(nèi)壁襯板磨漏，導(dǎo)致內(nèi)部漏渣漏水，簡(jiǎn)單補(bǔ)漏措施根本無(wú)法解決根本問(wèn)題，渣溝周邊形成“小渣場(chǎng)”，渣水漫延，現(xiàn)場(chǎng)綜合治理難以推進(jìn)。目前1#、2#爐、4#爐區(qū)域渣場(chǎng)，日常只能依靠排污泵進(jìn)行抽水外排，3#爐渣溝邊污水引流外排至下水道，能源外排，既造成能源的白白浪費(fèi)，更主要的是長(zhǎng)期外排造成下水道堵塞，反水，疏通下水，導(dǎo)致工作量加大，生產(chǎn)被動(dòng)。

6.1 技術(shù)原理和技術(shù)方案

為更好的管理渣場(chǎng)，減少渣水外流對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，減少外雇人工清理跑水跑渣費(fèi)用的發(fā)生，避免能源的更大浪費(fèi)，保障水渣正常外發(fā)輸出和廠區(qū)道路的干凈整潔，沖渣車間對(duì)各跑水跑渣、渣場(chǎng)積水實(shí)施回收治理。

首先針對(duì)2#爐南場(chǎng)脫水器跑水造成的渣水漫延對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的影響，在脫水器平臺(tái)出口處距離鐵路線5 m遠(yuǎn)建立5m×5m×3m的回水坑，坑邊建3m× 0.6m×2m回流槽，槽上置過(guò)濾篦子，回水坑內(nèi)置排污泵，泵口安裝排水帶，電氣操作控制系統(tǒng)安裝在脫水器休息室內(nèi)，防止水渣蒸汽及室外雨雪的腐蝕，排水帶引至沖渣循環(huán)池，崗位工可以根據(jù)跑水情況、回水坑水量適時(shí)開(kāi)啟排水泵回抽跑水。

其次在4#爐渣場(chǎng)東西出口低洼處分別建3m× 3m×2m的回水池兩個(gè)，坑內(nèi)置潛水泵，泵出口安裝管路，電氣操作控制系統(tǒng)安裝在天車棧橋柱，外加防雨裝置，管路架空橫過(guò)馬路到3#爐渣池，回水池邊設(shè)引流槽，將渣場(chǎng)積水引流至回水坑內(nèi)。對(duì)3#爐沖渣溝周邊廢棄集水坑進(jìn)行改造，內(nèi)壁砌磚加固，水泥勾縫，坑內(nèi)置3寸抽水泵，泵口安裝排水帶及電氣操作控制器，渣溝周邊開(kāi)引流槽，通過(guò)引流將渣溝跑得水引流至集水坑內(nèi)，待坑內(nèi)水滿，開(kāi)啟抽水泵，將水回抽至沖渣蓄水池，避免水資源浪費(fèi)，減少?zèng)_渣補(bǔ)清水用量。1#、2#爐渣場(chǎng)擴(kuò)大回水坑，增加排污泵及控制系統(tǒng)，管路走向架空，通過(guò)皮帶通廊間內(nèi)，連接到2#爐沖渣循環(huán)池。日常1#、2#爐集控操作工根據(jù)循環(huán)池水位顯示，聯(lián)系渣場(chǎng)天車工實(shí)施開(kāi)泵、停泵操作，以確保渣場(chǎng)積水合理回抽補(bǔ)充到1#、2#爐沖渣，避免了能源浪費(fèi)現(xiàn)象，保持現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到綜合治理。

6.2 運(yùn)行情況

2013年5月首先實(shí)施2#爐南場(chǎng)脫水器跑水回收改造工程，經(jīng)過(guò)10多天的時(shí)間完成工程施工，跑得水全部回抽到回水池內(nèi)用于沖渣補(bǔ)水，實(shí)現(xiàn)污水零排放，節(jié)能效果明顯。2013年3月對(duì)3#爐沖渣溝邊廢棄集水坑進(jìn)行了，3#爐沖渣組組織班組職工一周時(shí)間完成工程改造，沖渣溝周邊現(xiàn)場(chǎng)得到明顯改善，渣溝漏水得到全部回收。2013年4月對(duì)4#爐渣場(chǎng)及1#、2#爐渣場(chǎng)回水坑進(jìn)行施工及擴(kuò)建改造，改造后，渣場(chǎng)污水減少，更好的保障了水渣外發(fā)輸出和現(xiàn)場(chǎng)綜合治理工作目標(biāo)。

渣場(chǎng)回水坑內(nèi)渣量多時(shí)可直接用天車抓斗來(lái)清理，渣溝邊集水坑內(nèi)水渣崗位工視積渣情況自行清理，減少外雇機(jī)具費(fèi)用；渣場(chǎng)積水減少，拉渣車輛帶水、帶渣現(xiàn)象減少，交通及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到保障；沖渣跑水、渣場(chǎng)積水回抽到?jīng)_渣循環(huán)池內(nèi)，有效利用污水代替沖渣補(bǔ)清水，在治理環(huán)境中解決了生產(chǎn)難題，實(shí)現(xiàn)了能源的合理利用，節(jié)能取得顯著效果。

經(jīng)過(guò)改造，實(shí)現(xiàn)能源綜合再利用，渣場(chǎng)污水實(shí)現(xiàn)零排放，既有效治理了渣場(chǎng)環(huán)境，又保障了冬季行人及車輛交通安全，社會(huì)效益明顯。

Effective Utilization of Slag Washing Water to Save Energy and Reduce Consumption at Ironmaking Plants

Zhou Haiqing
(Xuangang Repair and Maintenance Company of Hebei Iron and Steel Group,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

The blast furnaces at Xuanhua Steel all adopted water slag washing process, to ensure timely slag tapping from the furnaces,shorten the overall length of the slag pits and reduce the labor intensity of slag tapping and roughing operation.But problems such as water leakage in the slag pits caused misbalance of water utilization.Improvement measures were taken to tackle the problem of water utilization misbalance and technical summarization was also performed.

equipment modification;improve;effective utilization;energy saving and consumption reduction

TF085

B

1006-6764（2015）05-0043-04

2015-02-06

周海清(1968-)，男,大學(xué)本科學(xué)歷,工程師,現(xiàn)從事高爐設(shè)備維護(hù)檢修技術(shù)工作。