包鋼圓盤水渣系統接料率及脫水車輪研究

高萬良 季文東 師 偉 趙志剛

1.前言

水沖渣系統是高爐生產的渣處理系統。包鋼稀土鋼煉鐵廠高爐水沖渣系統采用圓盤水沖渣系統，與常用的英巴法和底濾法比較，其優勢是占地面積小、脫水效率高。每座高爐分布兩套圓盤水沖渣系統，每套水沖渣系統對應兩個鐵口，設計是一個有渣罐位，另一個沒有渣罐位，沒有渣罐位的只能單出水沖渣。由于配備情況，沒有渣罐位的鐵口一旦水沖渣系統出現問題，將直接制約高爐出鐵，影響高爐大量減風。煉鐵廠圍繞提高圓盤水沖渣系統接料率和降低脫水車輪故障，結合現場實際情況，經過不斷改善與完善，取得了滿意的效果。

2.圓盤水沖渣系統介紹

圓盤水沖渣是通過沖渣水泵將吸水井內的水通過管道從沖制箱內打出后，把渣溝下來的紅渣打成細渣進入沉淀池，沉淀池底部是與提渣池連接的過道孔，再通過氣力提升系統將水渣提到圓盤脫水器內部，將水渣進行脫水后進入皮帶機外運，脫完的水經過回水管重新回到沉淀池，與三個水池進行連接和水位平衡。

3.圓盤水沖渣系統問題分析

在使用過程中，對圓盤水沖渣系統的一系列問題進行匯總，主要存在以下幾個方面問題：

（1）氣力提升機使用壓縮空氣量較大，氣力提升系統磨損嚴重，上部氣提頭和氣提管時常發生磨漏現象。

（2）沉渣池處渣量多，氣力提升機無法及時提出，造成沉渣池過道孔堵塞，水位不均衡，沉渣池溢流，吸水井缺水。

（3）水泵系統閥門及管道磨損嚴重，使用周期短。

（4）圓盤回水系統磨損嚴重，使用周期短。

（5）脫水小車車輪故障多發，時常發生掉車輪現象。

（6）為減少回流量而提高了圓盤轉速，造成圓盤脫水效率低，水渣含水量過高，設備承載力較大。

通過對圓盤水沖渣系統的問題進行逐個分析，系統直接導致圓盤事故的問題主要發生在脫水小車車輪掉落，造成脫水小車卡阻，圓盤無法運轉。其他問題是由于接料量低、水渣回流量大，使得水渣在系統中大量出現重復處理的情況，造成氣力提升機通氣量大，各處設備磨損加劇，沉渣池過道孔堵塞溢流，圓盤提高轉速減少回流量等問題的發生。分析的結果為圓盤水沖渣系統的接料率過低，脫水車輪故障較多，對高爐生產影響較大。

4.圓盤水沖渣問題的改善與完善

包鋼稀土鋼煉鐵廠對圓盤水沖渣系統問題做了分析和逐步改善，并對新發現的問題又進行改進。主要在脫水小車與脫水斗的配合間隙上采用了軟密封來減少回流量、提高接料率。針對脫水車輪滾動軸承損壞后直接掉落的情況，使用滑動軸承并在外側用鋼板直接固定，防止車輪整體掉落和小車卡阻，改善后的效果明顯。隨著滑動軸承的磨損加劇，脫水小車整體下沉，造成間隙增大，使軟密封逐步失效，加上在圓盤水沖渣正常運行中無法大面積更換軟密封，使得接料率降低，回流量增大，增加了維護成本，同時，軟密封掉落造成了下游皮帶系統漏斗或回水系統的堵塞。

從第一次改善及現場的效果看，雖然還存在較多問題，但整體判斷方向是正確的。煉鐵廠又在車輪改造和防止掉落的同時，注意到了影響間隙的問題。解決接料率問題不能只靠堵，還得從車輪上控制間隙。經過討論分析，認為滾動軸承能夠控制脫水小車與脫水斗之間的間隙，在控制間隙的基礎上解決車輪掉落與間隙的問題。

第二次改造是解決車輪防掉的問題。由于工況條件無法改變，在經過現場校準和圖紙的比對后，對車輪內部結構進行改造，確保滾動軸承在車輪損壞時也不會發生掉落。改造使用后效果良好，未發生車輪掉落造成圓盤停機的現象。

脫水車輪改造解決了車輪掉落的問題，同時確定了脫水小車與脫水斗之間的間隙，不會在使用中發生間隙逐步變化的情況，為解決接料率提供了可控的間隙。前期使用軟密封有不少弊端：一是軟密封消耗量大，更換及維護成本高、困難多；二是軟密封時常掉落，造成下游皮帶漏斗和回水系統堵塞而被迫停機。經過現場研究，決定采用自制迷宮式密封，采用前后交叉式空間密封和水渣下料堆角實現密封。這種方法投入小，使用周期長，維護方便，并且不存在對下游系統的影響，改造使用情況良好。

5.改進后圓盤水沖渣系統效果

通過對圓盤水沖渣系統問題的匯總及分析，找到了主要原因，經過逐步改善與完善，取得了良好的效果。之前脫水車輪造成的圓盤停機故障為零，使現有的接料率提高了近一倍，解決了接料率低、回流量大的問題；節約了動力成本，使氣力提升機使用的壓縮空氣開度由原來的75%-80%下降到了45%-50%，大大延長了氣力提升系統、回水系統、管道及閥門的使用周期；水沖渣溢流現象明顯減少，沖渣時間延長，圓盤轉速降低，脫水率提高到設計水平。總之，改善后取得了滿意的效果，為圓盤水沖渣的使用創造了良好的條件，積累了經驗。