炼铁厂有效利用冲渣水实现节能降耗

周海清

（河北钢铁集团宣钢检修公司，河北张家口075100）

炼铁厂有效利用冲渣水实现节能降耗

周海清

（河北钢铁集团宣钢检修公司，河北张家口075100）

宣钢炼铁厂各高炉炉前均采用水冲渣工艺，既可保证高炉按时放渣又可缩短渣沟的总长度，减轻炉前放渣操作和下渣操作的劳动强度。但是由于渣沟漏水等原因，造成水利用失衡，针对水利用失衡采取了改造措施,并进行了技术总结。

设备改造；完善；有效利用；节能降耗

1 引言

炉前采用水冲渣工艺，既可保证高炉按时放渣又可缩短渣沟的总长度，减轻炉前放渣操作和下渣操作的劳动强度。及时放渣、降低炉缸内液态渣面的高度，可以改善炉缸死料柱的透气性，有利于稳定炉况顺行。同时，熔渣放出后，炉缸内倒时空间，有利于炉料下降，可以多跑料多出铁。如不及时放渣或因渣口坏不能放渣，炉缸内熔渣积存较多时，熔渣充填在焦炭死料柱的空隙中，使透气性变差，风压升高，风量减少，顺行变差，有时还会造成崩料以及崩料后风口灌渣等。因此，必须保证冲渣系统的稳定运行，为炉况顺行和铁口维护创造有利条件。同时，由于冲渣水泄露等原因造成环境污染和能源浪费，必须进行必要的改造达到稳定生产和节能减耗的目的。

2 脱水器脱水性能改造

高炉熔渣水处理系统中，脱水系统起着至关重要的作用，常因脱水不彻底，导致现场跑水跑渣严重，特别是1#、2#炉冲渣南、北场，跑水跑渣给行人和车辆交通及现场综合治理带来巨大影响，高温水渣漫延路面，行人正常交通存在烫伤安全隐患；脱水不彻底，成品渣含水多，皮带带水在冬季还会造成皮带及托辊结冰、皮带打滑，水渣输送困难加大，安全生产存在一定隐患，皮带含水量大，在冬季易会形成大片冰溜子，既存在不安全因素，又影响现场综合治理；因脱水不彻底，回水中含渣量大，返渣泵及管路磨损加剧，备件使用寿命降低，检修周期缩短；脱水不彻底，还会使渣场成品渣污水产生外排困难，造成能源大量流失，所以，提高脱水器脱水效率必须对筛网过滤性能进行改造

为稳定生产，维护正常生产秩序，彻底解决好因脱水不彻底导致的现场跑水、检修频繁、皮带含水、污水外排等问题，提高脱水器脱水效果。

（1）在脱水器内部增设导料平台，渣水混合物进入脱水器内部，首先落入导料平台，在脱水器旋转中，物料由导料平台缓缓落入筛网中，延长物料在脱水器内的停留时间，脱水时间延长，渣水分离实现最好。

（2）渣水分配器进行位移改造，将渣水分配器后移300 mm，避开物料经渣水分配器分配后与筛网的正面接触，避免抛物线落点对筛网的冲击力，延长筛网使用寿命。

（3）增设脱水器反冲洗装置，将反冲洗管喷嘴呈分散状由外向内喷吹筛网，加速筛网间物料及水的流动，减少筛网堵塞，增强脱水效果。

（4）缩小筛网间隙，对原筛网间隙4.5 mm、3.5 mm、2.5 mm分别缩小为3.5 mm、2.5 mm、1.5 mm，过滤筛网间隙缩小，减少了细渣回流，缓减循环池板结渣的产生，冲渣水保持净化，冲渣生产顺畅。

多项措施改造后，渣水混合物经高效脱水器脱水后，渣水得到很好分离，皮带系统的成品渣含水明显减少，皮带系统设备设施及钢结构腐蚀有所缓减，渣场废水产生明显减少，特别是回水含渣少了，设备及管路磨损、磨漏抢修事件减少了，1#、2#炉冲渣南北场脱水器跑水跑渣得到了控制，现场环境得到明显改善，水资源得到有效利用，跑水造成的水资源浪费不再发生，渣场产生的废水通过回收全部利用到1#、2#炉冲渣生产中，改变了过去污水大于冲渣补水用量只能外排浪费的现象，生产持续稳定。

3 2#炉冲渣返渣路由改造

2#炉冲渣采用嘉恒法熔渣粒化系统，高炉熔渣由冲制箱喷出的循环水水淬、粒化处理后，进入脱水器经过旋转过滤进行渣水分离，分离后的水通过水槽循环回沉淀池、净化池、循环池，循环池底部连接冲渣泵，在冲渣泵的作用下，循环池的水被借给冲制箱实施二次冲渣，如此循环利用，形成闭路。三个池子形成三级跳的模式，沉淀池内的水经溢流挡墙进入净化池，进入净化池的水仍然含有部分更细的渣，用返渣泵将渣水混合物输送至缓冲罐底部，增加缓冲罐底部水的动能，同时进一步净化净化池内的水质。净化池内的水经溢流进入循环池，供循环使用。日积月累，净化池水含渣量大，经返渣泵输送至缓冲罐底部的水不能起到助推缓冲罐底部水的流动，在很大程度上增加缓冲罐渣水混合物的含渣量，影响着缓冲罐内水渣的顺利冲刷下去。

为提高返渣泵利用率，减少缓冲罐内返渣水的含渣量，对返渣泵返渣路由进行改造，拆除原返渣泵连接净化池的管路，改变返渣管路线，连接到沉淀池与返渣泵间，由于沉淀池是回水进入的第一场所，池内含渣量较大，在溢流中对净化池、沉淀池水质造成一定影响，改变返渣路线，将返渣路线连接到脱水器，利用返渣泵功能，将沉淀池内含渣量较大的渣水混合物输送到脱水器进行再次脱水，这样沉淀池的水含渣量相对减少，净化池和循环池的水质得到净化，二次冲渣生产用水不会因含渣量大造成冲刷力弱，保证了冲渣正常生产。

因净化池含渣量大，用返渣泵输送到缓冲罐底部的水含渣量大，加大缓冲罐冲渣的阻力，缓冲罐堵渣、跑水时有发生。返渣泵返渣路由改变后，能够及时有效将沉淀池回水中的大量渣输送到脱水器进行再次脱水分离，提高了返渣效率，减少了返渣泵返渣不力加剧缓冲罐堵渣、跑水发生，保持水冲渣的正常生产。

4 3#高炉冲渣系统改造

4.1 改造的必要性

3#高炉冲渣属于传统的底滤式冲渣模式，建于1989年，2011年随3#高炉大修改造进行了局部修理后投产，在在日常生产使用过程中存在诸多故障，主要表现在：

（1）3#高炉大修由于需要推移利用渣槽场地，临时架设渣槽，大修后仅进行了局部加固，存在设计缺陷，造成衬板磨损严重，渣和水横流，严重污染周围环境并造成能源浪费。

（2）3#高炉冲渣泵房电机仍采用直接启动方式，由于炉容扩大，渣量增加，造成冲渣泵满负荷运行，且启动电流大，经常造成电机烧损和控制系统跳闸，严重影响冲渣生产。

（3）冲渣泵流量和压力检测值仅在冲渣泵出口采用机械室监测，无法引入主控室和冲渣操作室，造成双方不能及时了解渣量和水量的关系，盲目增加水量或者减少水量，造成开炮或者水能源浪费。

综合以上故障，必须进行改造。必须进行合理的改造完善满足高炉不断提高的冲渣需求。

4.2 改造的具体实施

（1）3#高炉冲渣由于设计是属于临时渣槽等原因，造成对衬板冲刷严重，经常造成衬板磨漏跑水跑渣现象的发生，特别是烟囱内的衬板更是磨损严重，利用每次定修的机会，对烟囱内的衬板进行堆焊耐磨合金，保证了衬板的耐冲刷性能，有效减少了衬板磨漏跑渣现象的发生改造后衬板使用周期明显延长，没有发生磨漏影响冲渣生产的情况。

（2）根据冲渣泵原启动形式和功率要求，采用原5#高炉水泵的软启动器进行控制改造，解决了启动电流过大造成烧毁电机和冲击线路情况的发生。

（3）针对冲渣现场的积水，采用增加立式泵和储水坑的办法，通过架设管路增加阀门的方式把这部分水用于冲渣、干渣泵启动等，效果良好，节能降耗。

（4）针对冲渣泵流量和压力监测值问题，增加数字表流量计和数字表压力监测，引入主控室和冲渣操作室，实现数据共享，科根据不同时间渣量情况及时沟通增减水量，保证设备稳定运行。

4.3 改造后效果分析

冲渣系统改造满足了3#高炉冲渣降低设备故障率、稳定运行的的要求，主要表象在：

（1）衬板进行堆焊耐磨合金改造，保证了衬板的耐冲刷性能，改造后衬板由原来的每年更换28块降低到6块，回收可使水耗降低。机具倒运费减少10万元。

（2）冲渣泵软启动改造可有效降低系统启动电流，节电效果明显，同时由于启动电流降低杜绝烧毁电机和冲击供电系统故障。

（3）流量和压力数据共享可保证高炉和冲渣双方根据不同的渣量和流量合理调节，保障降低渣沟放炮和能源浪费。

5 4#高炉冲渣系统改造

5.1 4#高炉改造前的现状

（1）4#高炉冲渣由于采用嘉恒法处理装置，经常发生走干渣，且4#高炉由于炉型原因造成单场出铁，造成第一天需要走干渣，渣池利用率比其他高炉高，而干渣粒化头由于采用双孔道设置，水压分流造成溜嘴侧积渣顶坏溜槽且严重浪费水资源，必须进行改造。

（2）4#高炉冲渣渣沟较短，无法准确判断流量，而冲渣泵的流量和压力显示值仅在冲渣泵出口采用机械式检测，没有引入主控室和冲渣操作室，造成双方不能及时了解渣量和水量的关系，盲目增加水量或者减少水量，造成渣槽内或者脱水器转鼓内开炮以及不能合理调节造成水能源浪费。

（3）4#高炉冲渣卸料溜口经常采取用高压水冲的方式处理堵塞，使用的是环管消防水，造成严重的水资源浪费，需要改造解决直取水状态，降低水耗。

综上所述，必须采取措施以降低能源消耗改造。

5.2 改造的具体内容

（1）针对4#高炉干渣粒化头存在的问题，采用双孔道一个孔道通风，一个孔道通水，采用压缩空气增加水的动能，使干渣远离溜嘴，既保证了溜嘴使用寿命，又节约了水资源浪费。

（2）针对4#高炉冲渣泵流量和压力检测值问题，增加数字表流量计和数字表压力检测，引入主控室和冲渣操作室，实现数据共享，可根据不同时间渣量情况及时沟通增减水量，保证设备稳定运行。

（3）针对冲渣卸料口需要高压水的情况，采用3#、4#高炉干渣池和干渣坑等冲渣泵回收用水的方式予以解决，当压力不足时，增加增压管道泵予以提高压力，解决了长期使用环管消防水的浪费。

5.3 运行效果

改造实施后收到了良好的节能和环保效果：（1）干渣粒化头采用风水双孔道改造后，既保证了溜嘴使用寿命，又节约了水资源浪费。

（2）流量和压力数据共享可保证高炉和冲渣双方根据不同的渣量和流量合理调节，保障降低渣沟放炮和能源浪费。

6 堆渣场水利用改造

炼铁厂1#、2#、3#和4#高炉熔渣水处理后产生的水渣分别堆放在三个渣场，由天车抓斗完成装运和外发销售。四座高炉日产水渣近8000多t，由于高炉熔渣经高温水碎粒化脱水处理后，通过皮带机远程输送至堆渣场后的水渣仍含有一定水，经过24 h的控水才能装车外发。水渣控水给渣场形成大面积的水坑，拉渣车辆出入渣场带水带渣，导致公路洒渣洒水，严重影响现场综合治理工作要求，在冬季还会造成道路结冰，给行人及车辆正常通行带来交通安全隐患。特别是4#炉渣场与铁路线横向紧密相连，渣场积水多回抽不过来时，积水漫延至铁路线，导致铁路线下沉，冬季铁路线及道轨全部结冰，严重影响铁路安全通行。而3#炉水渣是经过抓斗抓捞送至渣场，含水量少点，但在渣沟烟筒处由于渣沟拆除新建大修后，烟筒内壁衬板磨漏，导致内部漏渣漏水，简单补漏措施根本无法解决根本问题，渣沟周边形成“小渣场”，渣水漫延，现场综合治理难以推进。目前1#、2#炉、4#炉区域渣场，日常只能依靠排污泵进行抽水外排，3#炉渣沟边污水引流外排至下水道，能源外排，既造成能源的白白浪费，更主要的是长期外排造成下水道堵塞，反水，疏通下水，导致工作量加大，生产被动。

6.1 技术原理和技术方案

为更好的管理渣场，减少渣水外流对现场环境的影响，减少外雇人工清理跑水跑渣费用的发生，避免能源的更大浪费，保障水渣正常外发输出和厂区道路的干净整洁，冲渣车间对各跑水跑渣、渣场积水实施回收治理。

首先针对2#炉南场脱水器跑水造成的渣水漫延对现场环境的影响，在脱水器平台出口处距离铁路线5 m远建立5m×5m×3m的回水坑，坑边建3m× 0.6m×2m回流槽，槽上置过滤篦子，回水坑内置排污泵，泵口安装排水带，电气操作控制系统安装在脱水器休息室内，防止水渣蒸汽及室外雨雪的腐蚀，排水带引至冲渣循环池，岗位工可以根据跑水情况、回水坑水量适时开启排水泵回抽跑水。

其次在4#炉渣场东西出口低洼处分别建3m× 3m×2m的回水池两个，坑内置潜水泵，泵出口安装管路，电气操作控制系统安装在天车栈桥柱，外加防雨装置，管路架空横过马路到3#炉渣池，回水池边设引流槽，将渣场积水引流至回水坑内。对3#炉冲渣沟周边废弃集水坑进行改造，内壁砌砖加固，水泥勾缝，坑内置3寸抽水泵，泵口安装排水带及电气操作控制器，渣沟周边开引流槽，通过引流将渣沟跑得水引流至集水坑内，待坑内水满，开启抽水泵，将水回抽至冲渣蓄水池，避免水资源浪费，减少冲渣补清水用量。1#、2#炉渣场扩大回水坑，增加排污泵及控制系统，管路走向架空，通过皮带通廊间内，连接到2#炉冲渣循环池。日常1#、2#炉集控操作工根据循环池水位显示，联系渣场天车工实施开泵、停泵操作，以确保渣场积水合理回抽补充到1#、2#炉冲渣，避免了能源浪费现象，保持现场环境得到综合治理。

6.2 运行情况

2013年5月首先实施2#炉南场脱水器跑水回收改造工程，经过10多天的时间完成工程施工，跑得水全部回抽到回水池内用于冲渣补水，实现污水零排放，节能效果明显。2013年3月对3#炉冲渣沟边废弃集水坑进行了，3#炉冲渣组组织班组职工一周时间完成工程改造，冲渣沟周边现场得到明显改善，渣沟漏水得到全部回收。2013年4月对4#炉渣场及1#、2#炉渣场回水坑进行施工及扩建改造，改造后，渣场污水减少，更好的保障了水渣外发输出和现场综合治理工作目标。

渣场回水坑内渣量多时可直接用天车抓斗来清理，渣沟边集水坑内水渣岗位工视积渣情况自行清理，减少外雇机具费用；渣场积水减少，拉渣车辆带水、带渣现象减少，交通及现场环境得到保障；冲渣跑水、渣场积水回抽到冲渣循环池内，有效利用污水代替冲渣补清水，在治理环境中解决了生产难题，实现了能源的合理利用，节能取得显著效果。

经过改造，实现能源综合再利用，渣场污水实现零排放，既有效治理了渣场环境，又保障了冬季行人及车辆交通安全，社会效益明显。

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,大学本科学历,工程师,现从事高炉设备维护检修技术工作。