柳钢炼铁厂设备技术创新及降本增效浅谈

2017-07-25魏昌贵张洪波

中国钢铁业 2017年4期

关键词：筛分降本增效氮气

魏昌贵张洪波

柳钢炼铁厂设备技术创新及降本增效浅谈

魏昌贵张洪波

柳钢炼铁厂通过块矿筛分应用波纹筛、“自洁超净”渣处理、干法除尘自洁新工艺以及利用航天科技密封技术“嫁接”的冶金TRT四大创新技术，用于生产实践，取得显著成效，提升了企业降本增效的业绩。

创新技术设备降本增效渣处理波纹筛 TRT 煤气反吹

降本增效是钢铁行业永恒的话题，特别是2008年金融危机以来，市场持续低迷，钢材价格一直在低位徘徊。为了保生存，转型升级，柳钢提出了“优化品种结构、优化操作水平、优化各项指标、提高产品质量、实现精细管理、降耗降本增效”的36字方针。炼铁厂结合自身实际，在工艺技术上强化炉况管理，采取精细高炉操作、优化工艺结构等措施降低生产成本。在设备管理上积极开展设备零故障攻关、优化检修管理、加强设备点检维护等措施，最大限度保障了设备稳定运行，降低了设备成本。几年来，这些措施虽然为柳钢在降成本方面取得了很大的成绩，但深挖的潜力越来越小，降本增效空间越来越有限，亟待实施更有力、更深入的降本措施。

1.开创国内先河的块矿筛分应用波纹筛

1.1 柳钢炼铁厂块矿筛分的现状

大量小于5mm的块矿入炉会引起炉内气流分布失常，燃料比、焦比、矿耗会提高。柳钢炼铁高炉用块矿入炉前只经过简单的立网筛分，小于5mm的矿粉入炉比例仍有8.5%，造成部分矿粉装入高炉后被煤气吹走，进入除尘系统而不被正常使用，另一部分矿粉伴随炉料下降，恶化了炉料透气性，对高效冶炼影响很大。

1.2 筛分方案的设计及振动筛选择

为深入挖潜降本增效，块矿筛分是必然的选择。炼铁厂决定在块矿料场增设筛分系统，对块矿进行筛分。设计筛分工艺为：通过行车将含大量粉灰的块矿抓入料仓，之后通过皮带运到振动筛处进行筛分，块矿通过铲车进行归堆。

然而块矿中含有大量泥土、水份及粉灰，较难筛分，又成为块矿筛分的难题。国内对块矿筛分多选择强力筛，但效果均不理想，既容易堵筛，也不能有效将块矿中大量的粉末筛除，同时还需要人工清理、用水冲洗。通过对全国块矿筛分技术的综合分析比较，结合柳钢自身实际情况，炼铁厂决定尝试用波纹振动筛对块矿进行筛分，这在国内尚属首次。

1.3 使用效果的分析

2015年8月，柳钢炼铁厂块矿筛分系统投入运行。作为国内首台使用的波纹筛，在块矿筛分上效果显著，有效解决了块矿难于筛分和容易堵筛的难题，同时波纹筛还具有安装尺寸小、筛板更换简单、维护量少、运行成本低的特点（只有强力筛的四分之一）。炼铁厂每年消耗块矿约300万吨，通过效益分析，每年综合节约成本5000万元以上，降本增效显著。

2.独创的“自洁超净”渣处理工艺

2.1 传统渣处理工艺的现状

柳钢炼铁厂原有渣处理的方法有：渣池法（1#高炉）、明特法（3#、4#、6#高炉）、嘉恒法（5#高炉）。这些方法在应用过程中存在诸多问题，如渣水系统内的细渣难滤除、渣水外排、污染环境、渣淬化效果差、设备维护成本高等。

2.2 渣处理新工艺的提出

2012年，在2#高炉大修改造中，柳钢炼铁厂技术人员针对2#高炉现场环境、场地、系统投资预算及系统运行效果等要求，深入研究，通过对传统渣处理系统工艺设备进行创新和改进，综合原有渣处理工艺技术的特点、优劣，创新性地设计开发了WHBJ英巴法转鼓式自洁超净渣处理工艺，较好解决了原渣处理系统存在的一系列问题，有效降低冲渣水中细渣含量，达到了节能减排、降本降耗增效、平衡生产的目的。

2.3 WHBJ英巴法转鼓式自洁超净渣处理工艺的优点

WHBJ英巴法转鼓式自洁超净渣处理系统是对传统INBA工艺进行了深度优化及改进。柳钢独创采用了“自洁超净”工艺，目的是通过实施持续、高效的清除细渣，有效降低渣水的含渣量，同时对各环节重点设备进行改进及优化，进一步提升除渣效果。

核心技术一：“提升泵房+组合式锥斗沉淀池+集水池+热水池”模块化设计，放弃了常规因巴法的热水池和泵房设计，取消了再循环泵，使得占地面积小、布置紧凑、且能与因巴粒化塔、转鼓、皮带机实现完美结合。组合式锥斗沉淀池可通过闸板阀控制形成任意状态的串联或并联运行，创新实现了多倍程、长流径的渣水流程，仅30m长的四格锥斗沉淀池，全部串联时沉淀路径可达到110m以上，大幅提升了细渣的沉淀效果。

核心技术二：“气提机+脱气装置+分级机”的机械排细渣技术，具有投资少、土建改造量小、细渣清除效果显著等优点，应用前景广阔。

2.4 效益分析

WHBJ法转鼓式自洁超净渣处理系统冷却和粒化泵组，分别由因巴法工艺的“两用一备”实现为WHBJ法工艺的“一用两备”，再应用变频技术,运行能耗大幅降低，综合节能2/3以上。柳钢自主设计安装有粒化塔水位调节闸门，粒化塔内保持1.0m-1.5m水位，达到深水淬化水渣效果，另外渣水冷却采用了专利技术的中空冷却塔，南北2套渣处理水位控制调拨系统、外排及溢流水收集回用系统的等工艺的应用，实现了系统渣水零排放。

柳钢WHBJ法转鼓式自洁超净渣处理工艺实现了传统INBA的所有功能，各项技术性能指标都有显著提高，彻底解决了细渣富集这一传统INBA无法解决的关键性难题，系统的循环水质得到质的提升。投用以来，经实测对比（某外厂传统英巴法系统取样），柳钢WHBJ法转鼓式渣处理系统的冲渣水总残渣含量仅为传统英巴法渣处理系统的25%左右。优良的循环水质确保了设备的可靠运行及系统的稳定生产，投产至今，系统同步运行率100%，设备完好率99.5%，每年降成本约1200万，在国内处于行业领先水平。

3.利用航天科技密封技术“嫁接”的冶金TRT

3.1 TRT透平机密封结构的不足

柳钢炼铁厂目前配有TRT系统7套，年发电量约5.1亿度，平均吨铁/46度。然而在使用过程中，发现了很多问题：透平机进、出口处的轴端密封容易损坏，密封效果不能长期保持；密封使用周期短，更换费用成本很高；氮气使用量较大，成本高；容易发生煤气泄漏，造成人身安全事故等。

3.2 新旧型密技术的结构对比

TRT传统轴端密封形式由3部分组成：碳环密封+拉别令密封+氮气密封。经过炼铁厂技术人员反复探索，决定采用新型轴端密封。新型密封形式由TRTFC自调端密封组件（简称自调密封）和ASF密封环组件两部分组成，原氮气密封系统不变。ASF密封环组件是以蜂窝密封形式为主，TRT-FC自调端密封组件的外形尺寸与原传统碳环密封完全相同。此密封技术最早用于航天工业。

3.3 新型密封技术的优势

（1）密封效果易长期保持，泄漏量很低，可以满足国家煤气安全标准，并远低于该标准。

（2）新型轴端密封易安装，备件易更换；密封件寿命长，备件三年内不用更换。

（3）密封用氮气量大大减少。

3.4 使用效果

2016年9月,柳钢炼铁厂利用2号炉TRT停机检修的机会进行轴端密封改造，改造后效果非常好，氮气的消耗由原来的1000Nm³/h减为90Nm³/h，降本效果明显。通过测算，此套TRT系统可以降成本约250万元/年，值得推广。