高爐爐渣處理工藝現狀及展望

趙曉駿

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

高爐爐渣處理工藝現狀及展望

趙曉駿

(中冶京誠工程技術有限公司,北京 100176)

本文首先介紹了高爐爐渣處理技術現狀,在此基礎上對渣處理各工藝的優缺點作對比。重點介紹了環保底濾法渣處理工藝,它能夠實現節能、減排、安全生產、徹底改變傳統渣處理方法占地面積、投資大的弊端,降低建設、運行成本的目的。

高爐 爐渣處理 環保底濾法

1 前言

高爐爐渣處理方法主要有沖水渣、放干渣、泡渣、膨珠等，目前廣泛應用的是沖水渣，放干渣作為備用手段。目前水渣工藝主要有：底濾(OCP)、INBA、攪籠(明特克)和輪法(圖拉)。

表1 幾種爐渣處理工藝比較

2 高爐爐渣處理技術現狀

目前應用最為廣泛的水沖渣工藝主要有：底濾法(OCP)、INBA、攪籠(明特克)和輪法(圖拉)。

底濾法最大的特征就是采用水淬粒化和過濾池過濾相結合，傳統底濾法是將過濾后的沖渣水直接打至爐前繼續沖渣循環利用，為了保證系統水平衡，過濾池內需要一定高度的安全水位，因此蒸汽彌漫，環境不友好。通過對底濾法的不斷優化后得到了環保底濾工藝，在傳統底濾的基礎之上增加了粒化池、冷卻塔和儲水池，取消了過濾池內的保護水位，實現無水抓渣，而且提高了濾池的過濾能力，最大限度的減小了占地面積，克服了蒸汽彌漫高爐作業區的現象。環保底濾法渣處理工藝因為其過濾效果好、沖渣水可以用來采暖、系統投資低、運行成本低，具有廣闊的市場前景。

INBA法是采用水淬粒化(在粒化塔內)和INBA轉鼓過濾相結合的工藝。過濾后的沖渣水直接打至爐前沖渣的工藝為熱INBA；在熱INBA的基礎上，將過濾后的沖渣水先上冷卻塔冷卻，再打至爐前沖渣，那么該工藝為冷INBA；在冷INBA的基礎上，在粒化塔內增加噴淋水，對沖渣蒸汽進行回收的工藝為環保型INBA，又叫新型INBA。從熱INBA到環保型INBA，其工藝越來越合理，而且環境也越來越好，但是其投資和運行成本也越來越大。

攪籠法是采用水淬粒化和攪籠機脫水相結合的工藝，渣水從沖渣溝自流入明特法攪籠池，水渣由攪籠從攪籠池中提取出液面，在此過程中進一步脫水，水渣在攪籠最高點螺旋端頭靠重力自由落下，進入水渣膠帶機中，經水渣膠帶機轉運至水渣堆場。

圖拉法的機械破碎，是通過粒化輪將熔渣擊碎為小顆粒，然后通過高速水流進行二次粒化，然后小熔渣顆粒與水之間通過熱量傳遞進行冷卻，冷卻后進入脫水過程。機械破碎的優點是極大的減小了循環水量，降低了沖渣過程中的動力消耗，但是粒化輪本身磨損嚴重、更換頻繁，綜合運行維護成本高。

3 爐渣處理各工藝的比較

幾種水渣處理工藝的比較和應用詳見表1。

4 環保底濾法渣處理工藝

目前，底濾法高爐爐渣處理設備中，爐渣的沖制與淬化是在沖渣溝內完成的，利用過濾池進行渣水分離，其過濾速度設計值為5～8t/(m3·h)，這種方法雖然能夠較好地實現爐渣淬化與渣水分離的目的，但存在下列缺陷：(1)沖渣水量大；(2)過濾池過濾速度設計值小；(3)占地面積大；(4)過濾池蒸汽排放量大；(5)運行成本較高；(6)沖渣溝沖渣易冒渣、爆炸，危及沖渣點周圍人員、設施。

鑒于傳統底濾法及其它水渣工藝的現狀，為了解決各工藝技術間的矛盾，取長補短，充分吸收各工藝INBA、傳統底濾工藝的優點，環保底濾法渣處理技術應運而生。

4.1 環保底濾法渣處理工藝概述

環保底濾法渣處理的工作過程是：高爐爐渣經熔渣溝流入粒化池，被從粒化器噴出的高速水流擊碎、淬冷、粒化并在粒化池內一步浸泡、淬化。淬化后的渣水混合物經出口裝置、出口閥門流入工作過濾池，過濾后的沖渣水經過濾管，由上塔泵打到冷卻塔冷卻，冷卻后進入儲水池，儲水池內的水再由沖渣泵打到爐前繼續沖渣循環使用，同時，沖渣泵定期將沖渣水打到過濾池過濾管內，對過濾管和濾層進行反沖洗，以防止過濾層的堵塞、板結，延長過濾層的使用壽命。沖渣時，在粒化池內產生大量蒸汽，在粒化池內向上經煙囪高空排放，為了減少外排蒸汽量，用生產補充水向粒化池內噴淋。過濾池過濾時，進出過濾池的水量相同，過濾池內幾乎沒有沖渣水，避免傳統過濾池大量蒸汽外溢。環保底濾法渣處理工藝總圖如下圖1所示。

4.2 環保底濾法渣處理工藝的特點

圖1 環保底濾法渣處理工藝總圖

環保底濾法渣處理工藝環保底濾法渣處理工藝在粒化池內進行沖渣能夠減小沖渣水量、降低水泵電能消耗；粒化池能夠有效全封閉，避免沖渣點爆炸對周圍環境的危害；粒化池設計冷凝水噴淋蒸汽，減小蒸汽排放量、降低水耗；設計選取較高的過濾池的過濾速度、減小占地面積；過濾池過濾時，池內不存儲沖渣水，避免傳統過濾池大量蒸汽外溢；過濾后的熱水干凈，可采暖進行余熱回收。

4.3 環保底濾法渣處理工藝的應用

從應用實踐來看，底濾法因工藝簡單、設備較少、維護費用低等優點，在90%以上的中小型高爐上廣泛應用。但大型高爐由于渣量大，沖渣水量也相應增大，最終導致傳統底濾法需要過濾面積大，占地面積大，目前大型高爐很少用傳統底濾法。近年，新開發的粒化池沖渣、過濾池過濾實現渣水自然分離的環保底濾法渣處理工藝已逐步推廣至3200m3級高爐，能克服傳統底濾法隨著渣量增大過濾面積增大的缺點，具有很大的市場空間。

5 結語

(1)環保底濾法渣處理工藝能夠實現節能、減排、安全生產、徹底改變傳統渣處理方法占地面積、投資大的弊端，降低建設、運行成本的目的。

(2)環保底濾法渣處理工藝克服了傳統底濾法隨著渣量增大過濾面積增大及其它渣處理工藝的缺點，具有工藝簡單、設備較少、維護費用低等優點。

(3)近年來，環保底濾法渣處理工藝已逐步推廣至3200m3級高爐，實際生產運行很好，具有廣闊的市場前景。