高爐水渣渣漿泵防堵塞裝置的研究與應用

李曙光

（中冶寶鋼技術服務有限公司，上海 201900）

一、事件背景：

高爐爐渣處理方式有兩種，沖制水渣或放干渣。由于干渣使用價值小，以沖制水渣為主的，沖制水渣就是用具有一定壓力和流量的水，使液態的熔渣變成顆粒均勻的固體水渣。目前寶鋼四座高爐共有三種水渣處理工藝，其中1BF是拉薩法工藝，2、3BF是因巴法工藝，4BF是新因巴法工藝，新、老因巴法工藝差別不大，拉薩法和因巴法工藝區別較大。

下面圖1是1BF水渣工藝流程圖：

二、問題的提出：

因巴法工藝中渣、水混合物通過液壓馬達或電動馬達帶動的轉鼓進行分離，分離后的渣子通過穿過轉鼓的皮帶輸送到成品槽，渣量的大小與液壓壓力或馬達電流的大小具有一定的對應關系，渣量通過這個對應關系進行計算、顯示，反應的是瞬時值。拉薩法工藝中渣、水混合物通過渣泵進行輸送，由于水中含渣量不斷變化很難檢測，因此沒有渣量顯示。實際生產中只能根據煙囪中蒸汽的大小來判斷渣量，但是由于蒸汽的大小受天氣、溫度以及人為因素的影響，存在極大的不準確性和漏判性，渣泵堵塞時有發生。根據對2006年的統計，因處理渣泵堵塞造成直接經濟損失達29萬余元。

三、渣泵堵塞的原因分析：

1、鐵口在剛打開時口徑較小，出渣慢、渣量小，但隨著時間的延長，在鐵水的沖刷下熔損、變大，出渣變快。

2、1BF設計渣流量最大為6t/min（大于6t/min要切放干渣），渣水比最大不超過1:8，當水中含渣量大時，渣泵的能力下降，渣泵易堵塞。

3、輸入總水流量不大于60M3/min，渣泵輸出量為70M3/min，輸出大于輸入，當不沖渣時粗分槽內水位下降，但在生產中發現當渣流量大時有水溢流到中繼槽，說明輸入大于輸出，渣泵的能力已明顯下降，這就更加造成了渣水比的增大，渣泵更加容易堵塞。

四、解決方法：

1、方案設想：

從渣泵堵塞的原因來看，要想不讓渣泵堵塞有三種辦法：一不讓鐵口變大，很難解決；二增大水渣處理能力，工藝改變太大，得不償失；三增加水量，降低渣水比，但是渣泵能力下降，再多的水也沒有用。所以說，從根本上解決渣泵堵塞是不可能的。

根據流體力學理論，水中含渣量越多，水的流速就越慢，通過測量水流量就會大概知道渣量的大小，但是苦于沒有合適的流量計。因為，各種流量計，不是因為水中含渣影響準確度，就是因為水中含渣易磨損。

由于渣泵能力的下降，管道中的水流速度變慢，電機電流也會下降，電流的下降與水中的含渣量基本上成比例對應，因此可以通過測量渣泵電機電流來檢測渣泵是否堵塞。經觀察，沒有渣量時，電流為70A左右，當堵塞時在60A左右，當電流為65A左右時就必須分流了，不然就會堵塞。所以設想研究一套裝置，時刻監測渣泵電流，當電流下降到65A時，發出聲、光報警提醒操作人員提前進行分流，從而避免渣泵的堵塞，同時把電流指針顯示變成數字顯示，使操作人員便于觀察。

下面圖2是此裝置的一個框圖：

2、回路介紹：

電流檢測裝置采用電流互感器把渣泵電機大電流轉換成0～5A的標準檢測電流。電流變換器，把0～5A的標準檢測電流轉換成4～20mA的微電流。

數顯控制儀，把4～20mA的模擬量電流轉換成數字量并顯示，且帶有可設定的上、下限報警輸出接點。

電源裝置為變流器和數顯控制儀提供工作電源。

控制報警回路是和報警復位、運行連鎖、報警等回路一起工作的，具體原理圖見圖3所示。

3、電氣控制圖

圖3為渣泵報警回路電氣控制圖

五、項目的實施：

在2007年9月安裝調試了1套，設定報警下限電流為65A，利用沖渣結束時間把粗分槽液位降低，使渣泵電機電流逐步下降，當電流下降到65A時，報警儀能夠及時發出報警，調試成功，在以后一年多的生產中該報警器多次及時發出報警指示，有效地避免了渣泵堵塞。

六、結束語

本裝置可應用于各種形式的渣漿泵上，只要根據渣漿泵電機電流的大小選擇不同的電流互感器即可，也可以選擇檢流器代替電流互感器和電流變換器。

[1]何希杰.渣漿泵工作原理和設計方法.流體機械，1994年09期.

[2]高爐渣處理技術規程.寶鋼分公司，2006年.