煉鐵廠有效利用沖渣水實現節能降耗

周海清

（河北鋼鐵集團宣鋼檢修公司，河北張家口075100）

煉鐵廠有效利用沖渣水實現節能降耗

周海清

（河北鋼鐵集團宣鋼檢修公司，河北張家口075100）

宣鋼煉鐵廠各高爐爐前均采用水沖渣工藝，既可保證高爐按時放渣又可縮短渣溝的總長度，減輕爐前放渣操作和下渣操作的勞動強度。但是由于渣溝漏水等原因，造成水利用失衡，針對水利用失衡采取了改造措施,并進行了技術總結。

設備改造；完善；有效利用；節能降耗

1 引言

爐前采用水沖渣工藝，既可保證高爐按時放渣又可縮短渣溝的總長度，減輕爐前放渣操作和下渣操作的勞動強度。及時放渣、降低爐缸內液態渣面的高度，可以改善爐缸死料柱的透氣性，有利于穩定爐況順行。同時，熔渣放出后，爐缸內倒時空間，有利于爐料下降，可以多跑料多出鐵。如不及時放渣或因渣口壞不能放渣，爐缸內熔渣積存較多時，熔渣充填在焦炭死料柱的空隙中，使透氣性變差，風壓升高，風量減少，順行變差，有時還會造成崩料以及崩料后風口灌渣等。因此，必須保證沖渣系統的穩定運行，為爐況順行和鐵口維護創造有利條件。同時，由于沖渣水泄露等原因造成環境污染和能源浪費，必須進行必要的改造達到穩定生產和節能減耗的目的。

2 脫水器脫水性能改造

高爐熔渣水處理系統中，脫水系統起著至關重要的作用，常因脫水不徹底，導致現場跑水跑渣嚴重，特別是1#、2#爐沖渣南、北場，跑水跑渣給行人和車輛交通及現場綜合治理帶來巨大影響，高溫水渣漫延路面，行人正常交通存在燙傷安全隱患；脫水不徹底，成品渣含水多，皮帶帶水在冬季還會造成皮帶及托輥結冰、皮帶打滑，水渣輸送困難加大，安全生產存在一定隱患，皮帶含水量大，在冬季易會形成大片冰溜子，既存在不安全因素，又影響現場綜合治理；因脫水不徹底，回水中含渣量大，返渣泵及管路磨損加劇，備件使用壽命降低，檢修周期縮短；脫水不徹底，還會使渣場成品渣污水產生外排困難，造成能源大量流失，所以，提高脫水器脫水效率必須對篩網過濾性能進行改造

為穩定生產，維護正常生產秩序，徹底解決好因脫水不徹底導致的現場跑水、檢修頻繁、皮帶含水、污水外排等問題，提高脫水器脫水效果。

（1）在脫水器內部增設導料平臺，渣水混合物進入脫水器內部，首先落入導料平臺，在脫水器旋轉中，物料由導料平臺緩緩落入篩網中，延長物料在脫水器內的停留時間，脫水時間延長，渣水分離實現最好。

（2）渣水分配器進行位移改造，將渣水分配器后移300 mm，避開物料經渣水分配器分配后與篩網的正面接觸，避免拋物線落點對篩網的沖擊力，延長篩網使用壽命。

（3）增設脫水器反沖洗裝置，將反沖洗管噴嘴呈分散狀由外向內噴吹篩網，加速篩網間物料及水的流動，減少篩網堵塞，增強脫水效果。

（4）縮小篩網間隙，對原篩網間隙4.5 mm、3.5 mm、2.5 mm分別縮小為3.5 mm、2.5 mm、1.5 mm，過濾篩網間隙縮小，減少了細渣回流，緩減循環池板結渣的產生，沖渣水保持凈化，沖渣生產順暢。

多項措施改造后，渣水混合物經高效脫水器脫水后，渣水得到很好分離，皮帶系統的成品渣含水明顯減少，皮帶系統設備設施及鋼結構腐蝕有所緩減，渣場廢水產生明顯減少，特別是回水含渣少了，設備及管路磨損、磨漏搶修事件減少了，1#、2#爐沖渣南北場脫水器跑水跑渣得到了控制，現場環境得到明顯改善，水資源得到有效利用，跑水造成的水資源浪費不再發生，渣場產生的廢水通過回收全部利用到1#、2#爐沖渣生產中，改變了過去污水大于沖渣補水用量只能外排浪費的現象，生產持續穩定。

3 2#爐沖渣返渣路由改造

2#爐沖渣采用嘉恒法熔渣粒化系統，高爐熔渣由沖制箱噴出的循環水水淬、粒化處理后，進入脫水器經過旋轉過濾進行渣水分離，分離后的水通過水槽循環回沉淀池、凈化池、循環池，循環池底部連接沖渣泵，在沖渣泵的作用下，循環池的水被借給沖制箱實施二次沖渣，如此循環利用，形成閉路。三個池子形成三級跳的模式，沉淀池內的水經溢流擋墻進入凈化池，進入凈化池的水仍然含有部分更細的渣，用返渣泵將渣水混合物輸送至緩沖罐底部，增加緩沖罐底部水的動能，同時進一步凈化凈化池內的水質。凈化池內的水經溢流進入循環池，供循環使用。日積月累，凈化池水含渣量大，經返渣泵輸送至緩沖罐底部的水不能起到助推緩沖罐底部水的流動，在很大程度上增加緩沖罐渣水混合物的含渣量，影響著緩沖罐內水渣的順利沖刷下去。

為提高返渣泵利用率，減少緩沖罐內返渣水的含渣量，對返渣泵返渣路由進行改造，拆除原返渣泵連接凈化池的管路，改變返渣管路線，連接到沉淀池與返渣泵間，由于沉淀池是回水進入的第一場所，池內含渣量較大，在溢流中對凈化池、沉淀池水質造成一定影響，改變返渣路線，將返渣路線連接到脫水器，利用返渣泵功能，將沉淀池內含渣量較大的渣水混合物輸送到脫水器進行再次脫水，這樣沉淀池的水含渣量相對減少，凈化池和循環池的水質得到凈化，二次沖渣生產用水不會因含渣量大造成沖刷力弱，保證了沖渣正常生產。

因凈化池含渣量大，用返渣泵輸送到緩沖罐底部的水含渣量大，加大緩沖罐沖渣的阻力，緩沖罐堵渣、跑水時有發生。返渣泵返渣路由改變后，能夠及時有效將沉淀池回水中的大量渣輸送到脫水器進行再次脫水分離，提高了返渣效率，減少了返渣泵返渣不力加劇緩沖罐堵渣、跑水發生，保持水沖渣的正常生產。

4 3#高爐沖渣系統改造

4.1 改造的必要性

3#高爐沖渣屬于傳統的底濾式沖渣模式，建于1989年，2011年隨3#高爐大修改造進行了局部修理后投產，在在日常生產使用過程中存在諸多故障，主要表現在：

（1）3#高爐大修由于需要推移利用渣槽場地，臨時架設渣槽，大修后僅進行了局部加固，存在設計缺陷，造成襯板磨損嚴重，渣和水橫流，嚴重污染周圍環境并造成能源浪費。

（2）3#高爐沖渣泵房電機仍采用直接啟動方式，由于爐容擴大，渣量增加，造成沖渣泵滿負荷運行，且啟動電流大，經常造成電機燒損和控制系統跳閘，嚴重影響沖渣生產。

（3）沖渣泵流量和壓力檢測值僅在沖渣泵出口采用機械室監測，無法引入主控室和沖渣操作室，造成雙方不能及時了解渣量和水量的關系，盲目增加水量或者減少水量，造成開炮或者水能源浪費。

綜合以上故障，必須進行改造。必須進行合理的改造完善滿足高爐不斷提高的沖渣需求。

4.2 改造的具體實施

（1）3#高爐沖渣由于設計是屬于臨時渣槽等原因，造成對襯板沖刷嚴重，經常造成襯板磨漏跑水跑渣現象的發生，特別是煙囪內的襯板更是磨損嚴重，利用每次定修的機會，對煙囪內的襯板進行堆焊耐磨合金，保證了襯板的耐沖刷性能，有效減少了襯板磨漏跑渣現象的發生改造后襯板使用周期明顯延長，沒有發生磨漏影響沖渣生產的情況。

（2）根據沖渣泵原啟動形式和功率要求，采用原5#高爐水泵的軟啟動器進行控制改造，解決了啟動電流過大造成燒毀電機和沖擊線路情況的發生。

（3）針對沖渣現場的積水，采用增加立式泵和儲水坑的辦法，通過架設管路增加閥門的方式把這部分水用于沖渣、干渣泵啟動等，效果良好，節能降耗。

（4）針對沖渣泵流量和壓力監測值問題，增加數字表流量計和數字表壓力監測，引入主控室和沖渣操作室，實現數據共享，科根據不同時間渣量情況及時溝通增減水量，保證設備穩定運行。

4.3 改造后效果分析

沖渣系統改造滿足了3#高爐沖渣降低設備故障率、穩定運行的的要求，主要表象在：

（1）襯板進行堆焊耐磨合金改造，保證了襯板的耐沖刷性能，改造后襯板由原來的每年更換28塊降低到6塊，回收可使水耗降低。機具倒運費減少10萬元。

（2）沖渣泵軟啟動改造可有效降低系統啟動電流，節電效果明顯，同時由于啟動電流降低杜絕燒毀電機和沖擊供電系統故障。

（3）流量和壓力數據共享可保證高爐和沖渣雙方根據不同的渣量和流量合理調節，保障降低渣溝放炮和能源浪費。

5 4#高爐沖渣系統改造

5.1 4#高爐改造前的現狀

（1）4#高爐沖渣由于采用嘉恒法處理裝置，經常發生走干渣，且4#高爐由于爐型原因造成單場出鐵，造成第一天需要走干渣，渣池利用率比其他高爐高，而干渣粒化頭由于采用雙孔道設置，水壓分流造成溜嘴側積渣頂壞溜槽且嚴重浪費水資源，必須進行改造。

（2）4#高爐沖渣渣溝較短，無法準確判斷流量，而沖渣泵的流量和壓力顯示值僅在沖渣泵出口采用機械式檢測，沒有引入主控室和沖渣操作室，造成雙方不能及時了解渣量和水量的關系，盲目增加水量或者減少水量，造成渣槽內或者脫水器轉鼓內開炮以及不能合理調節造成水能源浪費。

（3）4#高爐沖渣卸料溜口經常采取用高壓水沖的方式處理堵塞，使用的是環管消防水，造成嚴重的水資源浪費，需要改造解決直取水狀態，降低水耗。

綜上所述，必須采取措施以降低能源消耗改造。

5.2 改造的具體內容

（1）針對4#高爐干渣粒化頭存在的問題，采用雙孔道一個孔道通風，一個孔道通水，采用壓縮空氣增加水的動能，使干渣遠離溜嘴，既保證了溜嘴使用壽命，又節約了水資源浪費。

（2）針對4#高爐沖渣泵流量和壓力檢測值問題，增加數字表流量計和數字表壓力檢測，引入主控室和沖渣操作室，實現數據共享，可根據不同時間渣量情況及時溝通增減水量，保證設備穩定運行。

（3）針對沖渣卸料口需要高壓水的情況，采用3#、4#高爐干渣池和干渣坑等沖渣泵回收用水的方式予以解決，當壓力不足時，增加增壓管道泵予以提高壓力，解決了長期使用環管消防水的浪費。

5.3 運行效果

改造實施后收到了良好的節能和環保效果：（1）干渣粒化頭采用風水雙孔道改造后，既保證了溜嘴使用壽命，又節約了水資源浪費。

（2）流量和壓力數據共享可保證高爐和沖渣雙方根據不同的渣量和流量合理調節，保障降低渣溝放炮和能源浪費。

6 堆渣場水利用改造

煉鐵廠1#、2#、3#和4#高爐熔渣水處理后產生的水渣分別堆放在三個渣場，由天車抓斗完成裝運和外發銷售。四座高爐日產水渣近8000多t，由于高爐熔渣經高溫水碎粒化脫水處理后，通過皮帶機遠程輸送至堆渣場后的水渣仍含有一定水，經過24 h的控水才能裝車外發。水渣控水給渣場形成大面積的水坑，拉渣車輛出入渣場帶水帶渣，導致公路灑渣灑水，嚴重影響現場綜合治理工作要求，在冬季還會造成道路結冰，給行人及車輛正常通行帶來交通安全隱患。特別是4#爐渣場與鐵路線橫向緊密相連，渣場積水多回抽不過來時，積水漫延至鐵路線，導致鐵路線下沉，冬季鐵路線及道軌全部結冰，嚴重影響鐵路安全通行。而3#爐水渣是經過抓斗抓撈送至渣場，含水量少點，但在渣溝煙筒處由于渣溝拆除新建大修后，煙筒內壁襯板磨漏，導致內部漏渣漏水，簡單補漏措施根本無法解決根本問題，渣溝周邊形成“小渣場”，渣水漫延，現場綜合治理難以推進。目前1#、2#爐、4#爐區域渣場，日常只能依靠排污泵進行抽水外排，3#爐渣溝邊污水引流外排至下水道，能源外排，既造成能源的白白浪費，更主要的是長期外排造成下水道堵塞，反水，疏通下水，導致工作量加大，生產被動。

6.1 技術原理和技術方案

為更好的管理渣場，減少渣水外流對現場環境的影響，減少外雇人工清理跑水跑渣費用的發生，避免能源的更大浪費，保障水渣正常外發輸出和廠區道路的干凈整潔，沖渣車間對各跑水跑渣、渣場積水實施回收治理。

首先針對2#爐南場脫水器跑水造成的渣水漫延對現場環境的影響，在脫水器平臺出口處距離鐵路線5 m遠建立5m×5m×3m的回水坑，坑邊建3m× 0.6m×2m回流槽，槽上置過濾篦子，回水坑內置排污泵，泵口安裝排水帶，電氣操作控制系統安裝在脫水器休息室內，防止水渣蒸汽及室外雨雪的腐蝕，排水帶引至沖渣循環池，崗位工可以根據跑水情況、回水坑水量適時開啟排水泵回抽跑水。

其次在4#爐渣場東西出口低洼處分別建3m× 3m×2m的回水池兩個，坑內置潛水泵，泵出口安裝管路，電氣操作控制系統安裝在天車棧橋柱，外加防雨裝置，管路架空橫過馬路到3#爐渣池，回水池邊設引流槽，將渣場積水引流至回水坑內。對3#爐沖渣溝周邊廢棄集水坑進行改造，內壁砌磚加固，水泥勾縫，坑內置3寸抽水泵，泵口安裝排水帶及電氣操作控制器，渣溝周邊開引流槽，通過引流將渣溝跑得水引流至集水坑內，待坑內水滿，開啟抽水泵，將水回抽至沖渣蓄水池，避免水資源浪費，減少沖渣補清水用量。1#、2#爐渣場擴大回水坑，增加排污泵及控制系統，管路走向架空，通過皮帶通廊間內，連接到2#爐沖渣循環池。日常1#、2#爐集控操作工根據循環池水位顯示，聯系渣場天車工實施開泵、停泵操作，以確保渣場積水合理回抽補充到1#、2#爐沖渣，避免了能源浪費現象，保持現場環境得到綜合治理。

6.2 運行情況

2013年5月首先實施2#爐南場脫水器跑水回收改造工程，經過10多天的時間完成工程施工，跑得水全部回抽到回水池內用于沖渣補水，實現污水零排放，節能效果明顯。2013年3月對3#爐沖渣溝邊廢棄集水坑進行了，3#爐沖渣組組織班組職工一周時間完成工程改造，沖渣溝周邊現場得到明顯改善，渣溝漏水得到全部回收。2013年4月對4#爐渣場及1#、2#爐渣場回水坑進行施工及擴建改造，改造后，渣場污水減少，更好的保障了水渣外發輸出和現場綜合治理工作目標。

渣場回水坑內渣量多時可直接用天車抓斗來清理，渣溝邊集水坑內水渣崗位工視積渣情況自行清理，減少外雇機具費用；渣場積水減少，拉渣車輛帶水、帶渣現象減少，交通及現場環境得到保障；沖渣跑水、渣場積水回抽到沖渣循環池內，有效利用污水代替沖渣補清水，在治理環境中解決了生產難題，實現了能源的合理利用，節能取得顯著效果。

經過改造，實現能源綜合再利用，渣場污水實現零排放，既有效治理了渣場環境，又保障了冬季行人及車輛交通安全，社會效益明顯。

Effective Utilization of Slag Washing Water to Save Energy and Reduce Consumption at Ironmaking Plants

Zhou Haiqing
(Xuangang Repair and Maintenance Company of Hebei Iron and Steel Group,Zhangjiakou,Hebei 075100,China)

The blast furnaces at Xuanhua Steel all adopted water slag washing process, to ensure timely slag tapping from the furnaces,shorten the overall length of the slag pits and reduce the labor intensity of slag tapping and roughing operation.But problems such as water leakage in the slag pits caused misbalance of water utilization.Improvement measures were taken to tackle the problem of water utilization misbalance and technical summarization was also performed.

equipment modification;improve;effective utilization;energy saving and consumption reduction

TF085

B

1006-6764（2015）05-0043-04

2015-02-06

周海清(1968-)，男,大學本科學歷,工程師,現從事高爐設備維護檢修技術工作。