轉(zhuǎn)爐干法除塵粗灰上倉直接回爐利用工藝與實(shí)踐

張銀洲，熊 偉，胡緒升，雷國鵬，高燕軍

（1.寶武集團(tuán)鄂城鋼鐵有限公司，湖北 鄂州436000；2.西安西礦環(huán)?？萍加邢薰荆兾?西安710075）

1 LT粗灰回收工藝介紹

傳統(tǒng)干法除塵系統(tǒng)中的LT粗灰回收工藝流程[1]如圖1所示。轉(zhuǎn)爐煙氣流經(jīng)活動煙罩及汽化冷卻煙道后，煙溫降至800～1000℃，再進(jìn)入到蒸發(fā)冷卻器，與由霧化噴嘴將水霧化而成的高壓蒸汽進(jìn)行充分混合，實(shí)現(xiàn)煙氣的冷卻降溫。這一過程約有30%的粉塵在水霧的作用下發(fā)生凝聚沉降，形成粗灰，之后通過粗灰拉鏈機(jī)輸送到粗灰倉。當(dāng)粗灰儲存到一定量后，由汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至燒結(jié)配料站進(jìn)行二次使用，此時的粗灰放灰過程中會產(chǎn)生大量的揚(yáng)塵，破壞生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，且轉(zhuǎn)運(yùn)過程中也會出現(xiàn)大量粗灰的拋灑，增加道路清掃難度，并對廠區(qū)空氣造成污染。

圖1 LT粗灰回收工藝流程圖

蒸發(fā)冷卻器所產(chǎn)生粗灰的特點(diǎn)是鐵含量高（50%以上）、溫度高（300℃以上）[2]。但當(dāng)粗灰在儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)和作為配料進(jìn)行壓餅的過程中，溫度已降至常溫，再次入爐冶煉時的升溫過程需要吸收額外的熱量，間接增加了系統(tǒng)能耗和冶煉時間。

2 粗灰上倉直接回爐利用工藝改造

為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐干法除塵粗灰的直接回爐利用、提高資源使用效率，本廠進(jìn)行了粗灰上倉直接回爐利用工藝改造[3]，如圖2所示。粗灰被提升至鋼廠高層框架六樓（40.3 m）平臺，并被收集安置在高層框架五樓（34.3 m）平臺的灰倉中。將灰倉的下灰管與轉(zhuǎn)爐的下料管進(jìn)行搭接，在兌鐵前期直接打開粗灰插板閥，使粗灰直接入爐參與冶煉。

圖2 粗灰上倉直接回爐利用工藝布置圖

2.1 粗灰上倉工藝流程

粗灰上倉工藝流程如圖3所示。蒸發(fā)冷卻器中產(chǎn)生的粗灰在粗灰拉鏈機(jī)運(yùn)行過程中，經(jīng)過事故排灰口進(jìn)入粗灰上倉的下部螺旋機(jī)中，通過粗灰上倉斗提機(jī)提升到六樓平臺的粗灰上倉上部螺旋機(jī)中，再由下料管（一）進(jìn)入五樓平臺的料倉中。放灰時打開插板閥，通過與轉(zhuǎn)爐下料管連接的下料管（二）入爐，完成粗灰上倉入爐工藝流程。

圖3 粗灰上倉流程圖

由于其屬于新增改造項(xiàng)目，考慮到現(xiàn)場空間因素的限制，斗提機(jī)、灰倉和下料管的高度、大小、角度及位置等都將直接決定粗灰能否正常下料，因此，需要對這些部件的位置布局進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2.2 粗灰上倉工藝改造

粗灰上倉工藝改造過程從粗灰拉鏈機(jī)的事故排灰口開始，將事故排灰口改造為粗灰上倉下部螺旋的入灰口；新增粗灰上倉下部螺旋、斗提機(jī)、上部螺旋、料倉、稱重裝置、插板閥、下料管（一）、下料管（二）及改造電氣柜等。

自行設(shè)計(jì)聯(lián)鎖程序，將下部螺旋機(jī)的動作與粗灰拉鏈機(jī)進(jìn)行同步動作聯(lián)鎖控制，粗灰上倉系統(tǒng)動作順行按照下部螺旋機(jī)、斗提機(jī)、上部螺旋機(jī)進(jìn)行動作。

由于灰倉大小受場地限制，故增加灰倉稱重裝置，當(dāng)灰倉凈重超過1.5 t時，粗灰上倉系統(tǒng)自動停止運(yùn)行，粗灰由粗灰拉鏈機(jī)帶入原大灰倉。

2.3 粗灰下料控制流程

一次除塵系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與實(shí)際生產(chǎn)階段相關(guān)。在非冶煉階段的轉(zhuǎn)速為1200 r/min，在此轉(zhuǎn)速下進(jìn)行粗灰下料，大量的粗灰將被一次除塵系統(tǒng)抽走，無法正常入爐。經(jīng)過試驗(yàn)摸索，發(fā)現(xiàn)粗灰下料前將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至500 r/min能夠保證粗灰的正常加入，加灰過程可在10 s內(nèi)完成。因此，本改造在轉(zhuǎn)爐冶煉畫面中增設(shè)粗灰加入的嵌入式程序，為方便操作，只需點(diǎn)擊加灰按鈕即可實(shí)現(xiàn)ID風(fēng)機(jī)的自動降速，同時完成灰倉插板閥打開的放灰動作，實(shí)現(xiàn)一鍵自動加灰操作，同時增加了轉(zhuǎn)速自動復(fù)位功能，確保加灰過程不影響正常冶煉。

3 粗灰上倉直接回爐利用實(shí)踐中的常見問題及解決辦法

3.1 粗灰上倉系統(tǒng)的下部螺旋入灰口堵塞

在正常運(yùn)行過程中，粗灰上倉的下部螺旋入灰口容易出現(xiàn)堵塞問題，主要原因有如下三方面：①粗灰偏濕，這主要是由于噴槍的霧化效果不好和尾部煙道漏水造成粗灰的含水量大，此時應(yīng)該進(jìn)行換槍和焊補(bǔ)煙道操作；②粗灰上倉系統(tǒng)未與粗灰拉鏈機(jī)進(jìn)行同步運(yùn)行，逐漸造成下部螺旋入灰口堵死；③從蒸發(fā)冷卻器上掉下的塊狀物卡死在粗灰上倉系統(tǒng)的下部螺旋機(jī)中，此時應(yīng)在下部螺旋入灰口處增設(shè)鋼筋格柵，防止塊狀雜物進(jìn)入[4]。

為及時有效地將堵塞處清理開，需在下部螺旋入灰口上方的粗灰拉鏈機(jī)蓋板上增設(shè)一個方便開關(guān)的人孔門，當(dāng)出現(xiàn)堵塞情況時就打開人孔門，從堵塞點(diǎn)正上方用撬杠進(jìn)行有效清理，并在清理完畢后關(guān)閉人孔門。

3.2 煤氣竄入粗灰上倉系統(tǒng)導(dǎo)致爆炸安全隱患

項(xiàng)目改造完成后，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)過因煤氣竄入粗灰上倉系統(tǒng)導(dǎo)致上部螺旋機(jī)蓋板炸開的問題，經(jīng)分析后認(rèn)為是轉(zhuǎn)爐下料管的密封閥漏氣所致。為杜絕此類安全隱患，通過調(diào)查論證，在斗提機(jī)上接一趟DN200的風(fēng)管并與二次除塵系統(tǒng)風(fēng)管連接，調(diào)整好控制閥門開度，使粗灰上倉系統(tǒng)內(nèi)保持微負(fù)壓，即可避免出現(xiàn)混氣導(dǎo)致的爆炸隱患。通過改進(jìn)后一年的使用情況來看，再未發(fā)生類似的煤氣爆炸事件。

3.3 下料管（二）堵灰

在生產(chǎn)過程中，曾出現(xiàn)與轉(zhuǎn)爐下料管所連接下料管（二）的堵灰問題，主要原因是粗灰濕度偏大和下料管（二）斜度偏小。此時除調(diào)整噴槍的霧化效果外，還可在下料管（二）上增加一臺小型電磁振動機(jī)，在插板閥得電打開放灰時同步開始振動，及時將下料管（二）中的積灰振入爐中。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，鄂鋼三座轉(zhuǎn)爐每月的產(chǎn)鋼量約44萬t，按照目前每爐冶煉過程中產(chǎn)生的粗灰量約600～800 kg進(jìn)行推算，則每月的粗灰量達(dá)1760 t。通過粗灰上倉，實(shí)現(xiàn)至少90%物料的直接入爐使用，根據(jù)渣鐵冶煉收得率60%～70%，可計(jì)算出：

經(jīng)過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和計(jì)算可知，粗灰回爐利用可降低鋼鐵料消耗約1.08 kg/t。

5 結(jié)語

本次技改在鄂鋼三座轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用都非常成功，實(shí)現(xiàn)了粗灰上倉，并在下一爐生產(chǎn)前直接入爐使用，既減少專業(yè)從事粗灰放灰工作人員的任務(wù)量，避免了放灰和轉(zhuǎn)運(yùn)的揚(yáng)塵污染，同時也可減少二次配礦后的價(jià)格差異，提高了渣料入爐溫度，降低了鋼鐵冶煉過程的物料和能量消耗。