高炉渣处理系统的节能改造

曹小海

（唐山不锈钢有限责任公司，河北 唐山 063100）

高炉渣处理系统的节能改造

曹小海

（唐山不锈钢有限责任公司，河北 唐山 063100）

针对高炉渣处理系统在运行过程中存在的问题，进行了取消粒化轮节能改造、水泵漏水改造及液压节能改造，取得良好效果。

粒化轮；冲制箱；冲渣泵；液压系统

一、存在问题

某厂高炉渣处理采用的是粒化处理工艺，其工艺流程为：熔渣由渣沟流人粒化系统，与粒化轮接触并被击碎，被粒化的熔渣冷却后进人脱水器脱水。从脱水器中被滤出的水进人循环水池内被净化后再利用，脱水后的成品渣经卸料漏斗到皮带机上运往渣场。此系统经过几年的使用，发现存在如下问题。

1.粒化轮在工作中受高温熔渣和低温的冲渣水交互作用，造成日常维护量大，而且备件费用较高。

2.由于熔渣中含铁量多，冷却水量小或者冷却水中断等原因，造成粒化轮衬板烧损、裂纹较为严重。

3.高温的冲渣水进入粒化轮轴承箱后，导致轴承润滑不良，轴承损坏频繁。

4.因负荷过大导致驱动电机堵转及损坏频繁。

5.冲渣泵频繁漏水。

6.液压系统的油泵不满足工况条件，液压缸常出现泄漏，污染环境。

公司为了节能环保、降耗增效，经论证决定将现有粒化渣处理工艺改造为水冲渣处理工艺，即取消粒化轮，在现有渣沟沟头增加冲制箱，直接用水冲渣，并且通过循环水池的净化对水系统循环利用。同时对冲渣泵漏水问题进行治理改造。

二、高炉水冲渣处理工艺简介

高炉水冲渣处理工艺流程图如图1所示。

高炉1出来的熔渣经过渣沟2到冲制箱3，熔渣在冲制箱里被水淬以后，冲制完成的渣子和水经冲渣沟、液动闸板阀13流到渣水池7。气力提升泵10提取的渣水混合物落到脱水器4的底部，渣被脱水器的内筛网提到脱水器顶部后用卸料漏斗5卸到皮带机6上，由皮带机运出脱水器；水从脱水器外筛网中流到沉淀池8，沉淀池中溢流出来的水引到循环水池9，气力提升泵12将沉淀池底的渣子提升到脱水器再进行净化过滤，由冲渣泵11将循环水输送到冲制箱后开始下一次循环。

图1

三、渣处理本体的节能改造

1.冲制箱。冲制箱采用箱体式结构内部分隔成上下两个空间。上下水箱分别设有进水口确保出水口压力。上层水主要将垂直落下的熔渣水淬，并冲向冲渣沟，下层水将未及时处理的熔渣再进行水淬，它同时能在渣沟衬板表面形成一层水质保护膜防止熔渣直接落下对衬板的损坏。

2.脱水器。气力提升泵提取的渣水混合物落到脱水器的底部，脱水器外筛网网眼为100mm×1.5mm的狭长缝隙，水从外筛网中流到沉淀池，渣被脱水器的内筛网提到脱水器顶部后卸到皮带机上，由皮带机运出脱水器。由于气力提升泵，提取的渣水混合物中含渣量高、

水少大大降低了脱水器的过滤负荷，此外气力提升泵提取的渣水混合物的流量基本处于一个恒定的状态，不存在因为水流过大冲坏脱水器筛网的危险，从而提高了脱水器的使用寿命。

3.渣水池。冲制完成的渣和水导流到渣水池的底部，避免高温渣水直接进入脱水器生成大量蒸汽对空气造成污染。当脱水器发生故障时不会影响的熔渣的冲制（渣水池能够容下两炉的炉渣）这样就不会产生干渣（干渣中含有大量的有害气体和粉尘会对空气造成严重的污染）。

4.沉淀池。从渣水池溢流过来的水引到沉淀池底部，同时脱水器回水管道也引到沉淀池底部，这样能使水中的渣子能够充分的沉淀，在利用气力提升泵提到脱水器进行处理，保证溢流到循环池里面的水能二次利用。

5.循环池。循环池装有循环水泵，将净化过的水运输到冲制箱开始下一次循环。3个水池之间自循环系统提高了水的利用率，有力的保护水资源。循环池：将沉淀池中溢流出来的水引到循环水池。此时的水已经得到充分的净化，可以作为下一次循环用水。净化的水也不会对循环水泵、管道、及其阀门等设备造成损坏，从而降低了设备及维修的费用。

6.循环水净化系统。在沉淀池上安装气力提升泵。由于水流速的变化渣子沉降到池子底部，气力提升泵12将池底的渣子提升到脱水器再进行过滤，使之成为一个完整的渣水闭路循环系统，这是个循环过程使水中含渣量越来越少，达到净化的目的。

四、冲渣泵的节能改造

原泵的轴密封为盘根结构，易失效漏水，为此将原来的盘根密封改造成机械式密封，性能稳定，泄漏量少，摩擦功耗低，使用周期长，可以满足在恶劣工况下工作的要求。改造后杜绝了泄漏，提高了水泵的工作效率，节约了大量水资源，同时也极大地改善了工作环境。

五、液压系统的节能改造

1.液压泵的节能改造。渣处理液压站原设计使用的是齿轮泵，经常出现因齿轮磨损严重而导致的压力低、流量小等故障，维修费时费力。针对此情况，将齿轮泵改成外置式柱塞泵，可满足生产需要，而且维修方便。通过近一段时间的使用，效果非常好。

2.液压缸的节能改造。造成液压缸能量损耗的因素主要是泄漏和摩擦。在液压缸的活塞杆处增设密封防尘罩，降低粉尘和水气通过活塞杆密封间隙混入液压系统的几率，从而减少液压缸筒和缸杆的摩擦。通过以上措施，取得较好的密封效果，降低了油液泄漏，节省了能源消耗。

3.油箱加油口的改进。系统油液的清洁度间接地对系统的能量损失有着重要的影响，油液清洁度如果不满足使用要求，将会对整个系统的元件和管路造成严重的损坏甚至导致整个系统瘫痪。传统的加油方式为开启液压油箱的加油盖。用一临时油泵将油加入液压油箱，此加油方式很容易造成大量的高炉粉尘进入系统。为此，对油箱加油口进行了改造（图2）。即在液压油箱加油口改造成全封闭结构，避免污染物进入油箱。

图2

六、改进效果及节能分析

1.该系统自投人运行后，可靠性和稳定性大大提高，渣处理系统故障率明显降低，保证了高炉正常生产。

2.便于维护。

3.进一步改善了工作环境，提高了成品渣质量。

4.改造后的水泵漏水问题已经得到了很好的解决，提高了水泵工作效率，降低了能耗。

5.液压系统故障率明显降低，极大的降低了漏油现象的发生。

6.原来粒化轮的驱动电机为55kW，平均每天出13次铁，每次出铁时间为1h，由于去掉了粒化转，所以每年可以节省的电费为11.8万元。粒化轮平均每年更换1次，1套粒化轮备件费用为11.5万元，驱动电机、轴承、衬板每年的维护费用约为10万元。这些费用均不再发生。

[1] 常久柱等．唐钢2560m3高炉图拉法粒化渣生产实践[J]．炼铁，2001，20（3）：5.

[2] 李在实等．图拉法粒化渣工艺的应用与改进[J]．山东冶金，2004，（06）.

[3] 曹小海等．高炉液压系统污染控制[J]．设备管理与维修，2012，（06）.

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1671-0711（2014）08-0061-02

2014-03-12）