BT型礦熱爐熔渣處理工藝

靳 玲，李秦燦，呂 韜，丁向娟

（中冶東方工程技術(shù)有限公司，山東 青島 266555）

我國是鐵合金生產(chǎn)大國，年總產(chǎn)能3000萬噸以上。然而，相關(guān)企業(yè)布局分散，絕大多數(shù)生產(chǎn)規(guī)模小，設(shè)備簡陋，工藝落后，節(jié)能環(huán)保不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重制約著鐵合金行業(yè)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展。

鐵合金絕大多數(shù)是用礦熱爐來生產(chǎn)，以礦石、碳質(zhì)還原劑、熔劑為原、燃料，利用電能轉(zhuǎn)化成的熱能進(jìn)行冶煉而制得，其間，SiO2、CaO以及一些金屬氧化物進(jìn)入渣相，此為爐渣的來源。隨著鐵合金產(chǎn)量的不斷增加，爐渣量也越來越多，對環(huán)境造成的影響不容忽視，亟需綜合治理與利用。

目前鐵合金企業(yè)基本是采用傳統(tǒng)水沖渣的熔渣處理工藝，即熔渣溢流至渣罐后，由行車吊至車間一側(cè)，傾倒渣罐，同時用高速水流進(jìn)行沖制，形成的渣水混合物進(jìn)入沉淀池，靜置一段時間后將渣撈出。這種方式雖然配置簡單，但占用不少面積，處理方式粗獷，環(huán)境惡劣，存在一定的安全風(fēng)險。針對上述現(xiàn)狀，文章提出了一種BT型礦熱爐熔渣處理工藝，可有效改善現(xiàn)場工作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。

1 工藝流程

本項(xiàng)目有兩座礦熱爐，共使用兩套脫水系統(tǒng)。其中，每座礦熱爐使用2個沖制箱，共用一套脫水器、水系統(tǒng)和運(yùn)輸系統(tǒng)。平面布置見圖1所示。

圖1 BT型礦熱爐熔渣處理平面布置圖

1.1 BT型礦熱爐熔渣處理工藝原理

熔渣被從沖制箱噴出的高速水流破碎、水淬粒化，形成的渣水混合物經(jīng)渣溝流入緩沖塔內(nèi)繼續(xù)冷卻。緩沖塔內(nèi)的渣水混合物經(jīng)渣水分配器流入脫水器內(nèi)，通過轉(zhuǎn)鼓過濾脫水，脫水后的?；椭链髢A角膠帶機(jī)，進(jìn)入水渣緩沖倉內(nèi)，緩沖倉存量滿足單次出渣量，定時由汽車?yán)?。脫水器濾出的水流入沉淀池，經(jīng)兩級沉淀溢流至吸水井，直接經(jīng)沖渣渣漿泵加壓后送往沖制箱循環(huán)使用。兩沉淀池底部沉積的細(xì)顆?；蓺饬μ嵘龣C(jī)提升至緩沖塔內(nèi)再次進(jìn)入脫水器進(jìn)行脫水。水渣從脫水器粒化和脫水過程中產(chǎn)生的大量水蒸汽由緩沖塔上部的煙囪高空排放。

1.2 主要技術(shù)指標(biāo)（一套脫水器系統(tǒng)）

日產(chǎn)渣量：151.68t/天；出鐵（渣）次數(shù)：4次/天；一次出渣時間：30min；渣流量（穩(wěn)定時）3.0t/min；年作業(yè)天：330d；工作制度：與礦熱爐同步；循環(huán)水：800m3/h，間斷使用；耗水量：0.7m3/t；耗電量：2kW/t渣；耗氣量：10 Nm3/t渣；作業(yè)率：≥95%。

2 工藝優(yōu)勢

2.1 縮小占地面積，降低建設(shè)投資

原有水渣法是通過抓斗行車來進(jìn)行清渣操作，渣沉積在沉淀池中，存儲一定量后再取出，間歇性工作。尤其是在夜間，水霧蒸騰，視野很差，往往不進(jìn)行清渣工作。因此，平時需要一個體積比較大的池子來存置水淬渣。BT型工藝采用氣力提升去渣，可以連續(xù)操作，使沉淀池中的水淬渣保持在一定的合理體積范圍內(nèi)，因此沉淀池可小一些，降低土建成本。

2.2 避免沖渣處水霧蒸騰，環(huán)境相對友好

可見度很低，存在一定的不安全性，同時，行車等一些設(shè)備，長期處于這種高溫、高濕的環(huán)境中，腐蝕、老化嚴(yán)重，壽命短，增大了維護(hù)成本BT型工藝可將緩沖塔、脫水器內(nèi)產(chǎn)生的水汽有組織地收集起來，由緩沖塔頂部的煙囪排出，大大改善了工作環(huán)境，保障了機(jī)械設(shè)備的壽命。不過，該工藝排出的水汽及熱量目前尚未有效地得到利用，相關(guān)工作還處于研究階段。

2.3 取消了行車渣罐轉(zhuǎn)運(yùn)，降低安全隱患

原有水渣法在出渣后，需要通過行車將渣罐吊運(yùn)至車間一端的沖渣側(cè)進(jìn)行沖制水淬，渣罐內(nèi)的高溫熔渣在車間內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，存在一定的安全風(fēng)險。BT型工藝取消了行車吊運(yùn)這一制度，熔渣通過渣罐溢流至渣溝，杜絕了渣罐吊運(yùn)可能產(chǎn)生的風(fēng)險，也從一定程度上提高了行車的運(yùn)行壽命。

2.4 沖渣安全性提高

原有水渣法采用行車傾翻渣罐進(jìn)行出渣，這種操作渣量可控性差，容易出現(xiàn)水量與渣量不匹配的現(xiàn)象，當(dāng)水量不足時，很容易引發(fā)爆炸事故。BT型工藝中，熔渣先通過鐵水罐、渣罐后再溢流至渣溝，進(jìn)入沖渣系統(tǒng)，此時渣流量波動較渣鐵口處或行車傾翻渣罐操作有所減緩，有助于水量控制，提高了沖渣安全性。

3 主要設(shè)備

3.1 脫水器

本體結(jié)構(gòu)由對稱的兩個半圓柱體組成，通過螺栓連成一體。脫水器沿圓周等分為20個格，每格的三個側(cè)面裝有可拆卸的篩網(wǎng)以達(dá)到脫水的目的。篩網(wǎng)為不銹鋼梯形斷面條形網(wǎng)，材質(zhì)為不銹鋼，篩框材質(zhì)為16Mn。脫水器的運(yùn)轉(zhuǎn)和變速是通過變頻調(diào)速電機(jī)、減速器、小齒輪、大齒圈來實(shí)現(xiàn)的，可通過變頻器實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。脫水器外殼設(shè)有兩路沖洗篩網(wǎng)噴頭，一路壓縮空氣吹掃噴頭，一路水吹掃噴頭，用以清潔篩網(wǎng)。導(dǎo)料槽內(nèi)部采用耐磨結(jié)構(gòu)，確保其使用壽命。脫水器傳動齒輪及導(dǎo)向輪采用整體結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為合金鋼。脫水器支撐輥及擋輪結(jié)構(gòu)簡潔，便于調(diào)整，支撐可靠。設(shè)備各噴水點(diǎn)均采用陶瓷噴嘴，更換方便，使用壽命長。

3.2 氣力提升機(jī)

氣力提升機(jī)型號：QT75-Ⅱ；提升介質(zhì)：粒化細(xì)渣；工作溫度：≤100℃；正常情況下氮?dú)膺M(jìn)口壓力：≤0.3 MPa；水進(jìn)口壓力：≥0.4MPa，水流量：60m3/h；最大提渣量：120t/h，最大渣水比：3∶1；提升高度：不小于 12m；水?dāng)嚢柚睆剑?.0m。

4 結(jié) 語

隨著生態(tài)文明改革的推進(jìn)和環(huán)保力度的加大，鐵合金行業(yè)原有的水沖渣處理工藝由于占地大、效率低且環(huán)境惡劣等因素，已經(jīng)無法適應(yīng)清潔、綠色生產(chǎn)的需求，制約著行業(yè)的進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展。文章提出的BT型礦熱爐熔渣處理工藝可以很好地解決該問題，同時也有助于鐵合金行業(yè)整體裝備水平的提升與優(yōu)化，具有顯著的推廣與應(yīng)用價值。