包鋼圓盤水渣系統(tǒng)接料率及脫水車輪研究

高萬良 季文東 師 偉 趙志剛

1.前言

水沖渣系統(tǒng)是高爐生產(chǎn)的渣處理系統(tǒng)。包鋼稀土鋼煉鐵廠高爐水沖渣系統(tǒng)采用圓盤水沖渣系統(tǒng)，與常用的英巴法和底濾法比較，其優(yōu)勢是占地面積小、脫水效率高。每座高爐分布兩套圓盤水沖渣系統(tǒng)，每套水沖渣系統(tǒng)對應(yīng)兩個鐵口，設(shè)計是一個有渣罐位，另一個沒有渣罐位，沒有渣罐位的只能單出水沖渣。由于配備情況，沒有渣罐位的鐵口一旦水沖渣系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將直接制約高爐出鐵，影響高爐大量減風(fēng)。煉鐵廠圍繞提高圓盤水沖渣系統(tǒng)接料率和降低脫水車輪故障，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，經(jīng)過不斷改善與完善，取得了滿意的效果。

2.圓盤水沖渣系統(tǒng)介紹

圓盤水沖渣是通過沖渣水泵將吸水井內(nèi)的水通過管道從沖制箱內(nèi)打出后，把渣溝下來的紅渣打成細(xì)渣進(jìn)入沉淀池，沉淀池底部是與提渣池連接的過道孔，再通過氣力提升系統(tǒng)將水渣提到圓盤脫水器內(nèi)部，將水渣進(jìn)行脫水后進(jìn)入皮帶機(jī)外運，脫完的水經(jīng)過回水管重新回到沉淀池，與三個水池進(jìn)行連接和水位平衡。

3.圓盤水沖渣系統(tǒng)問題分析

在使用過程中，對圓盤水沖渣系統(tǒng)的一系列問題進(jìn)行匯總，主要存在以下幾個方面問題：

（1）氣力提升機(jī)使用壓縮空氣量較大，氣力提升系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，上部氣提頭和氣提管時常發(fā)生磨漏現(xiàn)象。

（2）沉渣池處渣量多，氣力提升機(jī)無法及時提出，造成沉渣池過道孔堵塞，水位不均衡，沉渣池溢流，吸水井缺水。

（3）水泵系統(tǒng)閥門及管道磨損嚴(yán)重，使用周期短。

（4）圓盤回水系統(tǒng)磨損嚴(yán)重，使用周期短。

（5）脫水小車車輪故障多發(fā)，時常發(fā)生掉車輪現(xiàn)象。

（6）為減少回流量而提高了圓盤轉(zhuǎn)速，造成圓盤脫水效率低，水渣含水量過高，設(shè)備承載力較大。

通過對圓盤水沖渣系統(tǒng)的問題進(jìn)行逐個分析，系統(tǒng)直接導(dǎo)致圓盤事故的問題主要發(fā)生在脫水小車車輪掉落，造成脫水小車卡阻，圓盤無法運轉(zhuǎn)。其他問題是由于接料量低、水渣回流量大，使得水渣在系統(tǒng)中大量出現(xiàn)重復(fù)處理的情況，造成氣力提升機(jī)通氣量大，各處設(shè)備磨損加劇，沉渣池過道孔堵塞溢流，圓盤提高轉(zhuǎn)速減少回流量等問題的發(fā)生。分析的結(jié)果為圓盤水沖渣系統(tǒng)的接料率過低，脫水車輪故障較多，對高爐生產(chǎn)影響較大。

4.圓盤水沖渣問題的改善與完善

包鋼稀土鋼煉鐵廠對圓盤水沖渣系統(tǒng)問題做了分析和逐步改善，并對新發(fā)現(xiàn)的問題又進(jìn)行改進(jìn)。主要在脫水小車與脫水斗的配合間隙上采用了軟密封來減少回流量、提高接料率。針對脫水車輪滾動軸承損壞后直接掉落的情況，使用滑動軸承并在外側(cè)用鋼板直接固定，防止車輪整體掉落和小車卡阻，改善后的效果明顯。隨著滑動軸承的磨損加劇，脫水小車整體下沉，造成間隙增大，使軟密封逐步失效，加上在圓盤水沖渣正常運行中無法大面積更換軟密封，使得接料率降低，回流量增大，增加了維護(hù)成本，同時，軟密封掉落造成了下游皮帶系統(tǒng)漏斗或回水系統(tǒng)的堵塞。

從第一次改善及現(xiàn)場的效果看，雖然還存在較多問題，但整體判斷方向是正確的。煉鐵廠又在車輪改造和防止掉落的同時，注意到了影響間隙的問題。解決接料率問題不能只靠堵，還得從車輪上控制間隙。經(jīng)過討論分析，認(rèn)為滾動軸承能夠控制脫水小車與脫水斗之間的間隙，在控制間隙的基礎(chǔ)上解決車輪掉落與間隙的問題。

第二次改造是解決車輪防掉的問題。由于工況條件無法改變，在經(jīng)過現(xiàn)場校準(zhǔn)和圖紙的比對后，對車輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，確保滾動軸承在車輪損壞時也不會發(fā)生掉落。改造使用后效果良好，未發(fā)生車輪掉落造成圓盤停機(jī)的現(xiàn)象。

脫水車輪改造解決了車輪掉落的問題，同時確定了脫水小車與脫水斗之間的間隙，不會在使用中發(fā)生間隙逐步變化的情況，為解決接料率提供了可控的間隙。前期使用軟密封有不少弊端：一是軟密封消耗量大，更換及維護(hù)成本高、困難多；二是軟密封時常掉落，造成下游皮帶漏斗和回水系統(tǒng)堵塞而被迫停機(jī)。經(jīng)過現(xiàn)場研究，決定采用自制迷宮式密封，采用前后交叉式空間密封和水渣下料堆角實現(xiàn)密封。這種方法投入小，使用周期長，維護(hù)方便，并且不存在對下游系統(tǒng)的影響，改造使用情況良好。

5.改進(jìn)后圓盤水沖渣系統(tǒng)效果

通過對圓盤水沖渣系統(tǒng)問題的匯總及分析，找到了主要原因，經(jīng)過逐步改善與完善，取得了良好的效果。之前脫水車輪造成的圓盤停機(jī)故障為零，使現(xiàn)有的接料率提高了近一倍，解決了接料率低、回流量大的問題；節(jié)約了動力成本，使氣力提升機(jī)使用的壓縮空氣開度由原來的75%-80%下降到了45%-50%，大大延長了氣力提升系統(tǒng)、回水系統(tǒng)、管道及閥門的使用周期；水沖渣溢流現(xiàn)象明顯減少，沖渣時間延長，圓盤轉(zhuǎn)速降低，脫水率提高到設(shè)計水平?？傊纳坪笕〉昧藵M意的效果，為圓盤水沖渣的使用創(chuàng)造了良好的條件，積累了經(jīng)驗。